Des scientifiques simulent une explosion nucléaire réussie d'un astéroïde en laboratoire

Des scientifiques simulent une explosion nucléaire réussie d'un astéroïde en laboratoire

Une explosion de rayons X provenant d’une explosion nucléaire pourrait suffire à protéger la Terre de l’approche d’un astéroïde. Cela ressort des résultats d’une première expérience.

Les résultats, publiés le 23 septembre dans Nature Physics, montrent « des preuves expérimentales directes vraiment étonnantes de l'efficacité de cette technique », selon Dawn Graninger, physicienne au laboratoire de physique appliquée de l'université Johns Hopkins à Laurel, Maryland. "C'est un travail très impressionnant."

Nathan Moore, physicien aux laboratoires nationaux Sandia à Albuquerque, au Nouveau-Mexique, et son équipe ont conçu l'expérience pour simuler ce qui pourrait se produire si une bombe nucléaire explosait à proximité d'un astéroïde. Jusqu’à présent, les scientifiques ont étudié la dynamique de l’onde de pression d’une bombe, créée par l’expansion du gaz et poussée contre un astéroïde. Cependant, Moore et son équipe pensent que la grande quantité de rayons X produite lors de l'explosion pourrait avoir un effet plus important sur la modification de la trajectoire d'un astéroïde.

L'équipe a utilisé l'énorme machine Z de Sandia, qui utilise des champs magnétiques pour générer des températures élevées et des rayons X puissants. Ils ont tiré des rayons X sur deux astéroïdes d’essai qui avaient à peu près la taille d’un grain de café. "Environ 80 000 milliards de watts d'électricité circulent dans la machine pendant environ 100 milliardièmes de seconde", explique Moore. "Cette charge électrique intense comprime l'argon gazeux en un plasma très chaud avec des températures de plusieurs millions de degrés, ce qui crée une bulle de rayons X."

Les deux astéroïdes testés mesuraient environ 12 millimètres de diamètre et étaient constitués de quartz et de gel de silice pour refléter les différentes compositions d'astéroïdes du système solaire. Chacun était suspendu sous vide à un mince morceau de papier d’aluminium. Lorsque la bulle de rayons X a frappé, elle a coupé la feuille comme des ciseaux, envoyant les astéroïdes en chute libre. Cela a permis d'observer l'effet réel des rayons X dans des conditions similaires à celles du vide spatial. "C'est complètement nouveau", déclare Graninger. "Je n'ai jamais entendu parler d'une chose pareille auparavant."

Les résultats de l’expérience, qui n’a duré que 20 millionièmes de seconde, ont montré que les échantillons de quartz et de silice ont accéléré jusqu’à 69,5 mètres par seconde et 70,3 mètres par seconde avant de se vaporiser. La cause de l’accélération était les rayons X qui vaporisaient la surface des astéroïdes, créant une poussée lorsque le gaz s’étendait de leur surface.

Moore dit que les résultats montrent que la technique pourrait être étendue à des astéroïdes beaucoup plus gros, mesurant environ 4 kilomètres de diamètre, pour les éloigner d'une trajectoire de collision avec la Terre. "Nous nous intéressons particulièrement aux plus gros astéroïdes avec un délai d'avertissement court", explique-t-il. Dans ces cas, d’autres approches, comme enfoncer un vaisseau spatial dans un astéroïde – comme cela a été fait dans le cadre du test de redirection de double astéroïde de la NASA, ou DART, en 2022 – « pourraient ne pas avoir assez d’énergie pour le faire dévier de sa trajectoire ».

Mary Burkey, physicienne au Lawrence Livermore National Laboratory à Livermore, en Californie, décrit l'étude comme "l'une des premières publications majeures à succès essayant de comprendre comment nous, sur Terre, pouvons recréer une déviation nucléaire d'un astéroïde". Elle souligne que d’autres expériences explorent cette possibilité, notamment celles qui utilisent des échantillons de météorites pour simuler plus précisément la composition des astéroïdes. « La protection planétaire occupe beaucoup plus de place sous les projecteurs », dit-elle.

Moore espère mener d'autres tests expérimentaux sur la technique de déviation des rayons X afin d'affiner son efficacité. Un jour, il pourrait également y avoir un test dans l'espace, similaire à la mission DART, pour observer l'effet sur un véritable astéroïde. « Rien ne nous arrête, sauf la volonté de le faire », dit-il.

1. Moore, N.W. et coll. Physique naturelle. https://doi.org/10.1038/s41567-024-02633-7 (2024).

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