Rapid Apophis Mission for Space Safety

Rapid Apophis Mission for Space Safety, plus communément désignée par son acronyme RAMSES, est une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne dont l'objectif est d'étudier l'astéroïde géocroiseur (99942) Apophis lors de son passage à 32 000 kilomètres (0,08 distance lunaire) de la surface de la Terre le 13 avril 2029. L'engin spatial, qui se placera en orbite autour de l'astéroïde avant son passage à proximité de la Terre, doit étudier les modifications induites par les forces de marée que subira l'astéroïde lors de son survol, lesquelles affecteront possiblement la forme, la surface, l'orbite, la rotation et l'orientation d'Apophis. La mission contribuera à déterminer la réponse d'un astéroïde soumis à des forces extérieures et fournira des informations sur sa composition, sa structure interne, sa cohésion, sa masse, sa densité et sa porosité. La NASA a prévu également d'étudier Apophis un mois après son survol de la Terre en utilisant la sonde spatiale américaine OSIRIS-REx.

Contexte

Prise en compte de la menace des objets géocroiseurs

Le risque d'impact d'un objet géocroiseur (astéroïde ou comète) avec la Terre est une menace qui est prise en considération depuis les années 1990. Les États-Unis d'abord puis l'Union européenne et enfin la Chine ont mis en place des programmes de défense planétaire. Ceux-ci porte principalement sur le recensement des corps célestes d'une certaine taille susceptibles d'impacter la Terre. La NASA a également testé une méthode de déviation d'un objet géocroiseur par impact (mission DART).

Astéroïde Apophis

L'astéroïde Apophis d'un diamètre de 375 mètres est l'objet géocroiseur le plus menaçant connu à ce jour compte tenu de son orbite qui frôle périodiquement la Terre et de sa taille qui en cas d'impact pourrait causer des dégâts catastrophiques. Le 13 avril 2029, Apophis passera à seulement 32 000 kilomètres de la Terre et sera visible à l'oeil nu dans le ciel nocturne de la plus grande partie de l'Europe et de l'Afrique ainsi que dans certaines parties de l'Asie. Les astronomes ont calculé qu'un passage à aussi faible distance d'un objet de cette taille ne se produisait qu'une fois tous les 5 000 à 10 000 ans.

Le survol de la Terre par Apophis : une opportunité unique

L'étude détaillée des objets géocroiseurs nécessite habituellement de lancer une sonde spatiale sur une longue trajectoire et d'organiser un rendez-vous à grande distance de la Terre. Le survol de la Terre par Apophis offre une opportunité unique d'étude à faible distance de notre planète. Apophis est par ailleurs représentatif par sa taille de la catégorie d'objets géocroiseurs dont l'impact doit être à tout prix éviter. Enfin les transformations subies par les forces de marée générées par la Terre lors du survol donneront des informations précieuses (cohésion de l'astéroïde, ...) pour la conception d'une mission destinée à détourner un astéroïde géocroiseur (par exemple par impact).

Historique du projet

Deux études ont été financées par l'Agence spatiale européenne dans la perspective du survol de la Terre par Apophis. La mission Satis repose sur la mise en œuvre d'un CubeSat 12U. La mission RAMSES, acronyme de Rapid Apophis Mission for SpacE Safety (en français mission rapide Apophis pour la sécurité spatiale), est une mission plus ambitieuse qui dérive de la petite sonde spatiale européenne Hera (le lancement de cette dernière est prévue en octobre 2024) pour gérer les contraintes de délai en minimisant les nouveaux développements. Des fonds ont été débloqués en juillet 2024 pour détailler la mission RAMSES. Le financement définitif du projet RAMSES doit être confirmé en novembre 2025.

Caractéristiques techniques

Les caractéristiques de la sonde spatiale RAMSES dérivent de celles de la sonde spatiale européenne Hera, qui doit être lancée en octobre 2024. Sa plateforme s'en différencie par des panneaux solaires plus petits et des résistances chauffantes moins puissantes (la sonde spatiale restant plus près du Soleil que Hera), une antenne parabolique plus petite (RAMSES sera plus proche de la Terre durant les phases les plus importantes de la mission), mais nécessitera un delta-v de sa propulsion plus important ou une masse à vide plus faible. La charge utile comprendra au moins deux caméras avec des champs de vue complémentaires^[pas clair] ainsi que deux CubeSats 6U qui seront largués à proximité d'Apophis et qui utiliseront RAMSES comme relais de télécommunications. L'un des deux pourrait se poser à la surface d'Apophis avant le survol de la Terre et emporter des instruments tels qu'un sismomètre ou un gravitomètre. D'autres instruments pourraient être embarqués soit sur le satellite soit sur les CubeSats : imageur thermique infrarouge, altimètre maser, caméra multispectrale, radar basse fréquence (ces deux derniers seraient embarqués sur RAMSES).

Déroulement de la mission

Pour remplir ses objectifs, la sonde spatiale RAMSES doit rejoindre l'astéroïde avant son survol de la Terre qui aura lieu le 13 avril 2029. Pour y parvenir RAMSES doit être lancé durant une fenêtre de lancement d'une durée de 3 semaines qui s'ouvre le 20 avril 2028. Après un transit de 10 mois, RAMSES se mettra en orbite autour d'Apophis au plus tard le 1er mars 2029 et débutera sa campagne d'observations destinée à mesurer les caractéristiques de l'astéroïde. Dans une première phase la sonde spatiale circulera en décrivant des arcs hyperboliques à une distance de 20 kilomètres d'Apophis. Dans une deuxième phase la sonde spatiale se maintiendra dans une position fixe en distance et en angle de phase en se rapprochant progressivement de la surface à des distances de 20, 10, 5 et finalement 1 kilomètres. Au plus près RAMSES produira des images dont la résolution spatiale sera de 10 centimètres. Cette séquence d'observations sera effectuée avant et après le survol de la Terre. Durant la phase de survol de la Terre une image sera prises toutes les minutes à une distance de 5 kilomètres pour détecter les altérations physiques et dynamiques liées à l'action des forces de marée générées par notre planète.

Bibliographie

• (en) M. Küppers, P. Martino, I. Carnelli et P. Michel « RAapid Apophis mission for space safety (RAMSES) – ESA’s study to rendezvous Apophis during its flyby of earth » (mars 2024) (lire en ligne) [PDF]
  —55eme Lunar and Planetary Science Conference

Voir aussi

Articles connexes

• Défense planétaire
• (99942) Apophis
• Objet géocroiseur
• Hera
• OSIRIS-REx

Liens externes

• (en) Page sur le site de l'Agence spatiale européenne.