Ses modèles informatiques hyperréalistes protègent la Terre des astéroïdes tueurs
Sabina Raducan a le genre de travail que vous attendez du protagoniste d'un film de Michael Bay des années 1990. Dans The Rock , le Dr Stanley Goodspeed de Nicolas Cage est un spécialiste des armes chimiques du FBI qui aide à sauver la situation. Dans Armageddon , Harry Stamper de Bruce Willis est un foreur pétrolier vétéran qui aide à sauver la situation. Et à l'Université de Berne, l'une des plus grandes universités de Suisse, Sabina Raducan construit des modèles hyperréalistes d'impacts d'astéroïdes. Ce qui pourrait un jour aider à sauver, eh bien, toute notre planète.
Pour être clair, Raducan ne construit pas de modèles de ce qui se passerait en cas de collision d'un astéroïde avec la Terre. Au lieu de cela, en tant que chercheuse postdoctorale, elle construit des simulations numériques de ce qui se passerait si nous (c'est-à-dire la Terre) tentions de dévier un astéroïde destructeur en envoyant un dispositif "impacteur" fabriqué par l'homme pour le saluer. Plutôt que de le détruire, cela pourrait être utilisé pour dévier l'astéroïde de sa trajectoire afin qu'il passe devant notre planète.
Pour l'instant, l'idée d'avoir quelque chose comme ça par mesure de précaution est encore dans le futur. Quand cela arrive cependant (et c'est probablement un « quand » plutôt qu'un « si »), le travail de Raducan peut s'avérer inestimable. Et, pour l'instant du moins, ses recherches lui donnent un brise-glace qui fait envie pour les fêtes : « Je travaille dans le secteur de la défense planétaire.
L'âge d'or des astéroïdes
Raducan est devenue fascinée par le sujet des cratères d'impact alors qu'elle terminait une maîtrise en astronomie, sciences spatiales et astrophysique à l'Université du Kent au Royaume-Uni. "Tout le monde était intéressé par Mars et la Lune", a-t-elle déclaré à Digital Trends. « C'est là que vont toutes les recherches. Je voulais faire quelque chose qui n'était pas surpeuplé de scientifiques et qui est [beaucoup] moins étudié.
Les scientifiques s'interrogent sur la possibilité de protéger la Terre contre d'éventuels astéroïdes tueurs depuis plus d'un demi-siècle. Au milieu des années 1960, de nombreuses personnes s'inquiétaient de la possibilité que l'astéroïde 1566 Icarus entre en collision avec la Terre, malgré le fait que les experts étaient convaincus qu'il ne passerait que dans un rayon d'environ quatre millions de kilomètres. "Un gros astéroïde se dirige vers la Terre", a crié un journal. « Hippies Flee to Colorado as Icarus Nears Earth », écrivait non moins une autorité que le New York Times .
Au MIT, des chercheurs ont élaboré des plans pour faire exploser Icarus à l'aide de six fusées Saturn V, armées d'ogives nucléaires séparées de 100 mégatonnes. Comme prévu, Icare a fini par manquer la Terre – bien que les travaux du MIT, décrits plus en détail dans le livre Fire in the Sky , n'aient pas manqué de couverture médiatique.
Mais bien qu'il y ait eu depuis des augmentations périodiques de la couverture de ce sujet et que les films hollywoodiens ne manquent pas ( le plus récemment Don't Look Up ), Raducan est convaincue qu'elle est entrée sur le terrain au bon moment.
Supermodèles d'astéroïdes
L'une des raisons en est la quantité de missions spatiales et les données qui en résultent. "Il y a quinze ans, les données [sur les astéroïdes] étaient si limitées", a-t-elle déclaré. "Maintenant, nous avons plusieurs missions spatiales qui vont vers des astéroïdes et beaucoup de données qui arrivent. Il y a DART et Hera. Il y a la mission Lucy. Il y a les missions OSIRIS-REx et Hayabusa . Il y a la mission Psyché. Ce sont toutes des données que vous ne pourriez pas obtenir de la Terre.
Fait intéressant, toutes les données utilisées pour construire les modèles de Raducan ne peuvent pas provenir d'astéroïdes réels. Récemment, certains de ses collègues se sont rendus en Espagne où ils ont tiré des projectiles en plastique sur un modèle réduit de substitution de l'astéroïde Ryugu, composé de sable et de roches, à l'aide d'un pistolet à gaz comprimé. Ces résultats se retrouvent également dans ses modèles informatiques.
La deuxième raison complémentaire qui fait que c'est maintenant le meilleur moment pour étudier les astéroïdes est la marche du progrès technologique guidée par la loi de Moore. Une simulation d'impact d'astéroïde qui, pour utiliser la même comparaison sur 15 ans mentionnée précédemment, aurait pris une semaine à traiter en 2007 prend maintenant environ une demi-heure. Et les simulations qui prennent actuellement une semaine sont de loin, de loin supérieures dans leur complexité.
La version TL;DR ? Nous en savons plus sur les astéroïdes et, selon les termes de l'intro de The Six Million Dollar Man , nous pouvons les reconstruire. Ou du moins modélisez-les dans une résolution impressionnante sur un supercalculateur.
Une question de force
Il n'y a actuellement aucun astéroïde qui, selon les scientifiques, constitue une menace immédiate pour la vie sur Terre. Il n'y a pas de course contre la montre immédiate pour construire un système de défense planétaire. Mais des modèles comme celui de Raducan nous aideront à mieux comprendre comment gérer les astéroïdes au cas où nous en aurions un jour besoin. Ils nous aideront également à mieux modéliser ces menaces, que les astéroïdes en question se révèlent être de grosses roches spatiales denses ou des accumulations de roches plus petites maintenues ensemble par la gravité. Chacun d'entre eux nécessiterait des stratégies différentes, c'est pourquoi un travail de modélisation informatique comme celui-ci est si important.
Il est facile de penser que, lorsqu'il s'agit d'astéroïdes potentiellement tueurs, nous devrions simplement les frapper aussi fort que possible. Après tout, le concept de surpuissance, dépassant la quantité de capacité destructrice nécessaire pour résoudre le problème, ne semble pas trop poser de problème lorsque vous faites face à un événement potentiel de niveau d'extinction qui se précipite vers la Terre.
Mais en fait, ce n'est pas le cas. Frapper un astéroïde avec une force insuffisante pour le dévier serait évidemment une mauvaise nouvelle. Cependant, il en serait de même pour le frapper avec trop de force – comme le savent tous ceux qui ont déjà joué au jeu Atari Asteroids .
"Le problème est que si vous le frappez trop fort, vous ne faites que le briser", a déclaré Raducan. « Ensuite, au lieu de traiter avec un seul objet, vous avez affaire à plusieurs objets plus petits qui sont beaucoup plus difficiles à contrôler. Au lieu d'un impact unique, vous avez une gamme d'impacts. C'est quelque chose que vous voulez absolument éviter.
Prouver les prédictions
Bien entendu, la grande question concernant les modèles de Raducan est la même que pour tout modèle prédictif : quelle est leur précision ? De nombreux modèles d'ordinateurs intelligents, équipés de quantités de données beaucoup plus importantes, ont échoué. Célèbre, Google Flu Trends – qui utilisait les recherches Google pour les requêtes liées à la grippe – était loin de la cible lorsqu'il s'agissait de prédire avec précision la propagation du virus de la grippe pendant la saison de la grippe.
Comment Raducan peut-elle être sûre que ses modèles sont exacts ? Après tout, en cas d'astéroïde tueur, une erreur de calcul pourrait être désastreuse. Pour l'instant, la réponse est… nous ne savons pas. Mais nous pourrions très bien bientôt.
En novembre dernier, la NASA lançait sa mission DART (Double Asteroid Redirection Test) . Salué comme le premier test de défense planétaire à grande échelle au monde contre la possibilité d'impacts d'astéroïdes, DART entrera en collision avec la cible d'astéroïdes Dimorphos en septembre.
Dans le cadre de son travail, Raducan a aidé à modéliser l'impact probable que DART aura sur sa cible. Ses prédictions suggèrent qu'il est extrêmement peu probable que la mission DART brise l'astéroïde, bien qu'elle le déforme considérablement. Pour le briser, il faudrait 10 fois plus d'énergie d'impact. En analysant les données de la mission DART – et de la mission Hera de l'Agence spatiale européenne pour enquêter sur les conséquences de l'impact de la sonde DART – il sera possible d'avoir une idée de la façon dont les modèles de Raducan ont prédit l'impact.
Quel que soit le résultat, les données obtenues seront utilisées pour rendre les futurs modèles encore plus précis.
Construire un système de défense planétaire
En fin de compte, l'espoir est que les modèles prédictifs d'impact d'astéroïdes de Raducan pourraient constituer un élément clé d'un système de défense planétaire capable de protéger la Terre contre la menace de futures collisions d'astéroïdes.
Étant donné que le dernier impact d'astéroïde au niveau d'extinction a eu lieu il y a environ 66 millions d'années, la probabilité d'un tel impact d'astéroïde est heureusement faible. (Bien que, comme le note la NASA , un astéroïde de la taille d'une voiture entre dans l'atmosphère terrestre environ une fois par an, mais brûle avant de causer des dommages.)
Néanmoins, étant donné les dommages potentiels qu'un astéroïde tueur pourrait causer, Raducan pense que c'est un investissement valable pour créer les garanties nécessaires – du moins en ce qui concerne des missions comme DART.
"Le vaisseau spatial DART est une mission très bon marché par rapport aux missions spatiales habituelles, car il s'agit d'une mission de démonstration technologique et non d'une mission scientifique", a-t-elle déclaré. "Il n'a que quelques instruments à bord, comme une caméra et un système de navigation, et la durée de la mission est très courte, [étant] moins d'un an dans l'espace."
À la fin de la journée, tout revient à Michael Bay. "Pour mettre le coût de la mission DART dans son contexte, il en coûte à peu près le même montant pour produire un film comme Armageddon , qu'il en coûte pour envoyer une véritable mission de déviation dans l'espace", a déclaré Raducan. "S'il est plus important de tourner un film hollywoodien sur la déviation d'un astéroïde que d'envoyer un vaisseau spatial [pour nous aider potentiellement à faire la même chose], nous devons définir nos priorités."