Des chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory ont simulé la détonation d’une ogive nucléaire à proximité d’un astéroïde de 160 mètres. Leurs résultats, publiés dans The Planetary Science Journal, montrent que les rayons X pourraient vaporiser la roche et neutraliser une menace de type tueur de ville.
Des simulations informatiques menées au Lawrence Livermore National Laboratory indiquent qu’une ogive nucléaire détonée à proximité d’un astéroïde de 160 mètres pourrait neutraliser une menace de type « tueur de ville ». L’effet ne reposerait pas sur une onde de choc, impossible à propager dans le vide spatial, mais sur une émission intense de rayons X capable de vaporiser la surface et de fracturer la roche de l’intérieur.
Un mécanisme fondé sur les rayons X
Publiée dans The Planetary Science Journal, l’étude dirigée par l’astrophysicien Isaiah Santistevan modélise la détonation d’un engin d’une mégatonne à différentes distances d’un astéroïde de 160 mètres, soit environ la taille d’un terrain de football américain, assez grand pour raser une ville entière. Les chercheurs ont utilisé la forme et la structure poreuse de l’astéroïde Bennu, échantillonné par la NASA en 2020, comme modèle réaliste de la menace hypothétique.
Plutôt que de poser l’engin sur la roche ou de la forer, l’approche consiste à déclencher l’explosion à plusieurs mètres au-dessus de la surface. Dans le vide de l’espace, une onde de choc ne se propage pas, mais 70 à 80 % de l’énergie d’une explosion nucléaire est libérée sous forme de rayons X. Les rayons X déposent leur énergie dans une fine couche superficielle, vaporisent la matière qui s’échappe en jets et impriment une impulsion à la roche restante, tout en générant un choc interne qui fracture l’astéroïde. L’option nucléaire reste pensée comme un recours d’urgence, réservé aux menaces découvertes trop tard pour une déviation plus progressive.
Des dégâts étendus selon la distance
Dans la simulation la plus longue, avec un dispositif déclenché à 10 mètres au-dessus de la surface, 98,2 % du matériau de l’astéroïde a été totalement détruit et environ 97 % se déplaçait à une vitesse supérieure à la vitesse de libération. À 25 mètres de distance, les rayons X ont illuminé une surface plus large et produit des dégâts plus étendus : 92,6 % de l’astéroïde était entièrement détruit après 68 millisecondes, contre 78,1 % au même instant pour la détonation plus rapprochée.
« Au vu de l’étendue des dommages, de la directionnalité du mouvement de la matière et du changement de vitesse que nous imprimons à ces astéroïdes, nous estimons qu’une désintégration est très probable dans deux des trois scénarios », ont écrit les chercheurs.
Limites et prolongements
Le coût computationnel des simulations a été considérable. La plus longue n’a modélisé que 145 millisecondes d’action, mais a nécessité 59 jours de calcul sur 1 680 processeurs. L’équipe n’a donc pas pu déterminer le devenir à long terme de l’astéroïde perturbé comme une dispersion sans danger, une fragmentation en morceaux toujours menaçants, ou encore une réagrégation sous l’effet de la gravité.
Les travaux s’inscrivent dans la continuité de plusieurs années de recherche en défense planétaire menées au laboratoire, qui a développé des outils spécialisés pour modéliser le dépôt d’énergie par rayons X à la surface des astéroïdes. Les chercheurs présentent leurs résultats comme une avancée vers la préparation aux situations d’urgence, lorsqu’un astéroïde serait découvert trop tard ou serait trop grand pour une approche de déviation plus douce, comme le percuteur cinétique DART de la NASA, qui a modifié l’orbite d’un astéroïde en 2022.
Article : « Nuclear Mitigation of Hypothetical Asteroid Threats in Smoothed Particle Hydrodynamics » – DOI : 10.3847/PSJ/ae8a49
