Dans une nouvelle qui ne devrait rassurer absolument personne ayant vu un film catastrophe, les scientifiques ont confirmé qu'une explosion nucléaire pourrait effectivement dévier un astéroïde de sa trajectoire vers la Terre — mais seulement si l'on vise le bon côté de ce qui est, rappelons-le, un rocher géant et irrégulier qui dévale l'espace.

De nouvelles recherches publiées dans Icarus ont révélé que le succès d'une telle mission dépend fortement du côté de l'astéroïde qui reçoit l'explosion. Contrairement aux objets lisses et ronds chéris par les simulations informatiques, les vrais astéroïdes ont des surfaces inégales et des formes irrégulières, et ces différences influencent considérablement la façon dont un astéroïde se déplace lorsqu'il est exposé à un rayonnement intense.

L'étude, dirigée par Nathan Moore, physicien aux Sandia National Laboratories, a simulé le changement de direction d'une salve de rayons X sur le même astéroïde et a produit des résultats très différents. Dans une simulation, la vitesse de l'astéroïde a changé de 3,9 millimètres par seconde lorsqu'il était irradié depuis une direction, contre seulement 0,8 millimètre par seconde depuis une autre — une différence de près de cinq fois dans la vitesse de déviation, le changement de vitesse vers l'avant de l'astéroïde causé par l'explosion. « Nous nous attendions à ce que la visée compte », a déclaré Moore. « Ce qui nous a surpris, c'est à quel point. »

La rotation s'est révélée encore plus capricieuse. Pour un autre astéroïde simulé, le changement de vitesse de rotation variait d'un facteur 17 selon la direction des rayons X. Ainsi, non seulement nous pourrions échouer à dévier l'engin, mais nous pourrions le faire tournoyer d'une manière qui rendrait jaloux un patineur artistique.

Les résultats suggèrent que comprendre la forme d'un astéroïde et choisir soigneusement où diriger une explosion nucléaire pourrait être essentiel pour protéger la Terre d'un impact futur. La recherche a reçu un financement via le programme de recherche et développement dirigé par le laboratoire de Sandia.

Pour étudier comment différentes formes d'astéroïdes réagissent aux explosions nucléaires, Moore et ses collègues ont développé ce qu'ils décrivent comme le modèle de déviation d'astéroïde le plus précis à ce jour. Les modèles informatiques antérieurs forçaient les chercheurs à choisir entre représenter la forme complexe d'un astéroïde et effectuer des calculs très détaillés des forces physiques impliquées — combiner les deux exigeait plus de puissance de calcul que ce qui était pratique. Le nouveau système surmonte cet obstacle, permettant aux scientifiques d'étudier des formes d'astéroïdes réalistes tout en maintenant la précision nécessaire pour calculer leur réponse à une salve de rayons X. « Notre nouvel algorithme est plus de 1 600 fois plus rapide, ce qui a été crucial pour cette percée », a déclaré Moore. « Avec les anciens modèles, les ordinateurs ne pouvaient tout simplement pas suivre. »

L'intérêt de Moore est né d'une expérience antérieure utilisant la machine Z de Sandia, qui a fourni la première démonstration que les rayons X pouvaient dévier un petit morceau de matériau d'astéroïde. Le défi suivant était d'étendre le calcul à un astéroïde à grande échelle. Un problème majeur était la pratique répandue de traiter les astéroïdes comme des sphères — une simplification qui ignore les crêtes, les dépressions et les surfaces inégales. « On peut faire des estimations de cette façon, mais les astéroïdes ont toutes sortes de formes étranges et bosselées », a-t-il déclaré. « C'est alors que je me suis accroché à un travail que l'un de mes collègues faisait sur le dégazage des objets dans l'espace. Je pense que nous avons eu un déclic quand nous avons réalisé que nous pouvions faire cela. Fini les sphères. Nous pourrions modéliser la déviation pour n'importe quel astéroïde. »

La solution consistait à réunir deux systèmes de simulation sophistiqués déjà utilisés à Sandia pour des problèmes physiques très différents. « Le code ALEGRA est normalement utilisé pour modéliser des expériences rapides à haute énergie, comme l'implosion magnétique de fils sur la machine Z, tandis que SPARTA, un code de simulation Monte Carlo directe, est généralement utilisé pour modéliser des forces comparativement faibles et à évolution lente, comme la traînée sur un satellite due au vent solaire », a expliqué Moore. « L'innovation clé ici était de comprendre comment combiner les deux approches de simulation. »

Le nouveau modèle permet aux chercheurs de reconstruire un astéroïde à partir d'images 3D détaillées de survols de vaisseaux spatiaux, puis de simuler une n