Les scientifiques proposent un nouveau plan pour « attraper » la comète 3I/ATLAS — mais nous devons agir vite

L’arrivée de 3I/ATLAS dans notre système solaire a donné lieu à de multiples propositions de mission de rendez-vous pour l’étudier de près. En tant que troisième objet interstellaire (ISO) jamais détecté, la richesse des informations que les études directes pourraient fournir serait révolutionnaire à bien des égards. Cependant, l’architecture de mission destinée à intercepter une comète interstellaire pose de nombreux défis importants aux concepteurs et planificateurs de mission. Le principal d’entre eux est le niveau de maturité technologique (TRL) des systèmes de propulsion proposés, allant des fusées conventionnelles à la propulsion à énergie dirigée (DEP).

Jusqu’à présent, les propositions de mission se sont concentrées sur des fusées chimiques lancées depuis la Terre, comme celle de la NASA. J.mission anus et l’ESA Intercepteur de comète, ou sur des missions existantes comme le Sonde Juno ajustant leurs trajectoires pour le rencontrer. Dans un article récent, des chercheurs du Initiative pour les études interstellaires (i4is) proposent de renoncer à une mission de transfert direct qui serait lancée depuis la Terre aujourd’hui. Au lieu de cela, ils démontrent comment une mission lancée en 2035 pourrait intercepter 3I/ATLAS en utilisant un moyen indirect. Manœuvre solaire d’Oberth.

Adam Hibberd, un ingénieur logiciel et de recherche en Astronautique au sein de l’i4is et le propriétaire/directeur de Hibberd Astronautics Ltd., a dirigé l’étude. Il a été rejoint par T. Marshall Eubanks, le scientifique en chef de Initiatives spatiales Inc.. et le PDG de Initiatives astéroïdes LLC., et Andreas Hein, professeur agrégé d’ingénierie aérospatiale à l’Université du Luxembourg et scientifique en chef à la Centre interdisciplinaire pour la sécurité, la fiabilité et la confiance. Leur article a été accepté pour publication dans le Journal de la Société interplanétaire britannique (JBIS).

Les principaux défis d’une mission directe de rendez-vous avec 3I/ATLAS proviennent de la mécanique céleste de l’objet cible, de sa vitesse héliocentrique élevée et de la détection initiale tardive. Le premier problème exclut effectivement une mission de rendez-vous qui s’appuierait sur un système de propulsion embarqué pour correspondre à la vitesse de la comète, permettant ainsi une étude rapprochée prolongée du corps. En conséquence, une mission de survol est l’option privilégiée. Cependant, les deuxième et troisième considérations excluent une mission directe car la date de lancement optimale était déjà passée avant qu’elle ne soit détectée. Comme Hibberd les a résumés pour Universe Today par e-mail :

« Pour la mission directe, l’objet 3I/ATLAS a été détecté trop tard, alors qu’il avait déjà voyagé à l’intérieur de l’orbite de Jupiter, et avec une vitesse supérieure à 60 km/s. Il s’avère que c’était après la date de lancement optimale pour une mission directe visant à l’intercepter. Un article a révélé qu’il y aurait même eu des difficultés pour un vaisseau spatial « Comet Interceptor » s’il avait déjà rôdé au point Soleil/Terre L2 lorsque 3I/ATLAS a été découvert. »

Attraper des objets interstellaires. Et si nous pouvions explorer Oumuamua ou 2I/Borisov ? – YouTube

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C’est là que Hibberd a utilisé le logiciel de trajectoire interplanétaire optimale (OITS), qu’il a conçu, pour évaluer la faisabilité de missions directes et indirectes pour intercepter les ISO. Ce logiciel a fait ses preuves dans la résolution de missions avec Solar Oberths, qui comprend une étude i4is précédente pour une mission (Projet Lyra) qui intercepterait le premier ISO jamais détecté, ‘Oumuamua. L’utilisation d’assistances gravitationnelles (GA) et/ou de manœuvres Oberth fait partie intégrante du projet Lyra et d’autres missions qui utilisent l’OITS.

Le premier implique une manœuvre de fronde qui exploite la gravité d’une planète (ou d’une lune) pour augmenter la vitesse. Ce dernier consiste en un vaisseau spatial sous l’influence gravitationnelle d’un corps massif (le soleil), attendant d’atteindre son passage le plus proche (le périhélie), puis appliquant une poussée pour atteindre une vitesse héliocentrique élevée. Le vaisseau spatial peut ainsi atteindre une vitesse de fuite du système solaire, ou acquérir suffisamment de vitesse pour rencontrer un ISO qui a déjà parcouru une énorme distance à ce moment-là. Hibberd a déclaré :

« Pour la mission directe, l’objet 3I/ATLAS a été détecté trop tard, alors qu’il avait déjà voyagé à l’intérieur de l’orbite de Jupiter, et avec une vitesse supérieure à 60 km/s. Il s’avère que c’était après la date de lancement optimale pour une mission directe pour l’intercepter. Un article a révélé qu’il y aurait même eu des difficultés pour un vaisseau spatial ‘Comet Interceptor’ s’il traînait déjà au point Soleil/Terre L2 lorsque 3I/ATLAS a été découvert. »

L’option Solar Oberth est conçue lorsqu’un objet interstellaire a traversé son périhélie (approche la plus proche du soleil) et s’éloigne rapidement du soleil. Il reconnaît le fait qu’un vaisseau spatial doit générer une vitesse énorme pour attraper un tel objet et exploite ce que l’on appelle « l’effet Oberth » afin de générer cette vitesse. Lorsqu’un vaisseau spatial s’approche du soleil, l’attraction gravitationnelle du soleil augmente sa vitesse jusqu’à ce que le périhélie soit atteint, puis le vaisseau spatial brûle ses moteurs à propergol solide à ce point optimal, pour maximiser « l’effet de fronde » et pour accélérer rapidement la sonde vers l’objet cible, dans ce cas 3I/ATLAS.

Basé sur leur Simulations OITS, l’équipe a découvert qu’une interception pouvait être réalisée via une manœuvre Solar Oberth, mais que le lancement devrait avoir lieu en 2035 pour obtenir un alignement optimal entre la Terre, Jupiter et 3I/ATLAS. La durée du vol serait de 50 ans (bien que Hibberd note que cela pourrait être légèrement réduit). « 2035 est optimal car les alignements des corps célestes impliqués (c’est-à-dire la Terre, Jupiter, le soleil et 3I/ATLAS) sont les plus propices pour atteindre 3I/ATLAS avec une exigence minimale de propulsion Solar Oberth de la sonde, une exigence minimale de performances pour le lanceur et un temps de vol minimum jusqu’à la cible », a-t-il déclaré.

Même si une telle mission prendrait beaucoup de temps pour intercepter un ISO, les résultats scientifiques seraient tout simplement révolutionnaires. Les astéroïdes et les comètes sont essentiellement des restes de matière issus de la formation des systèmes planétaires. En tant que telle, l’étude des ISO révélerait des informations sur d’autres systèmes stellaires sans avoir à leur envoyer des missions, ce qui pourrait prendre des siècles, voire plus. Alors que le DEP est à l’étude comme solution possible, à la Essaimage de Proxima Centauri (un autre projet i4is), le TRL de ce concept est probablement dans plusieurs décennies.

En attendant, un vaisseau spatial développé avec la technologie actuelle et reposant sur une manœuvre Solar Oberth pourrait atteindre une norme ISO et fournir une analyse détaillée dans le même laps de temps. Même si nous n’envoyons jamais de missions vers des étoiles proches pour observer ce qui s’y trouve, un intercepteur ISO pourrait nous dire tout ce que nous devons savoir sur des systèmes autres que les nôtres.

Le version originale de cet article a été publié le L’univers aujourd’hui.

Anissa Chauvin

Je m'appelle Anissa, rédactrice passionnée au cœur battant pour Reveil Citoyen Media. Mon parcours, de la plume lycéenne aux salles de rédaction, est guidé par une curiosité insatiable et le désir ardent de révéler les vérités cachées. Chaque article que je rédige est une invitation à réfléchir, à questionner et, surtout, à agir pour un monde meilleur.