Dimorphos : orbite raccourcie de 32 min après DART, Hera arrive

Le 26 septembre 2022, un engin de la taille d’un réfrigérateur a percuté une petite lune d’astéroïde à environ 22 000 km/h. Quinze jours plus tard, la NASA annonçait que Dimorphos mettait 32 minutes de moins à tourner autour de Didymos. L’orbite était passée de 11 h 55 à 11 h 23.

Un résultat 25 fois supérieur au seuil fixé

Le seuil de réussite de la mission DART était de 73 secondes.

Les simulations d’avant impact donnaient des fourchettes très larges. Si la sonde avait simplement transmis son élan à Dimorphos, sans effet supplémentaire, le gain attendu tournait autour de 7 minutes. Mais les modèles tenant compte de la matière éjectée par le cratère pouvaient grimper au-delà de 40 minutes, et c’est dans cette zone haute que le résultat est tombé. Le facteur d’amplification de la quantité de mouvement, appelé bêta, a été estimé à 3,6 : l’éjection de débris a fourni environ deux fois et demie plus de poussée que la sonde elle-même.

Lors de l’annonce, la directrice de la division des sciences planétaires de la NASA, Lori Glaze, a parlé d’un décalage de 4 % dans le mouvement orbital de l’astéroïde. Bill Nelson, alors administrateur de l’agence, avait lâché que « cela ressemblait à un scénario de film, mais ce n’était pas Hollywood ».

Les mesures se sont ensuite affinées. Le chiffre de 32 minutes, donné avec une marge de plus ou moins 2 minutes, a été corrigé par une étude du JPL dirigée par Shantanu Naidu. La période finale s’établit à 11 h 22 min 3 s, soit 33 minutes et 15 secondes de moins qu’avant le choc, avec une précision d’environ une seconde et demie. Juste après l’impact, elle valait 11 h 22 min 37 s : la période a continué de raccourcir dans les semaines suivantes, à mesure que Dimorphos perdait de la matière.

Un astéroïde déformé, pas seulement déplacé

L’orbite n’est plus circulaire. Dimorphos, qui ressemblait avant le choc à une balle légèrement aplatie, évoque désormais, selon Naidu, une pastèque oblongue.

Avant l’impact, la lune circulait à environ 1 189 mètres de Didymos. Elle est aujourd’hui à une distance moyenne de 1 152 mètres, soit 37 mètres de moins, à peu près la hauteur d’un immeuble de douze étages. Les observations avant et après le choc suggèrent aussi un « tas de gravats », un assemblage lâche de blocs plutôt qu’un monolithe.

Ces conclusions reposent encore sur des mesures faites depuis la Terre.

Les images de Hubble, huit jours après l’impact, ont montré une traîne de débris longue de 10 000 kilomètres. Le petit satellite italien LICIACube, qui a survolé le système environ trois minutes après la collision, avait déjà photographié le panache. Ce sont de belles images, mais aucune ne montre le cratère de près.

Hera, l’enquêteur qui arrive sur les lieux

La sonde européenne Hera a décollé le 7 octobre 2024 à bord d’un Falcon 9, depuis Cape Canaveral. Elle a survolé Mars en mars 2025 pour se faire dévier gravitationnellement, puis a effectué en 2026 une manœuvre en espace lointain pour corriger sa trajectoire. Une mise à jour logicielle s’est achevée en juillet. Et l’ESA vient de publier une première vue de sa destination : Didymos, repérée par la sonde le 7 octobre 2026.

L’arrivée est annoncée pour la fin de l’année, mais les sources divergent sur le calendrier. Un article d’EarthSky de juillet 2026 parle de novembre, alors que la page Wikipédia du programme AIDA indique une insertion en orbite le 14 décembre 2026, soit quatre ans et trois mois après l’impact.

La sonde, de la taille d’une voiture, doit réaliser la première étude détaillée d’un astéroïde double. Didymos mesure environ 780 mètres, Dimorphos environ 160. Hera cartographiera la surface, mesurera le cratère laissé par DART et sondera l’intérieur de la lune.

Elle restera au moins six mois sur place.

Environ six semaines après son arrivée, elle larguera deux CubeSats, Milani et Juventas. Ces nanosatellites doivent analyser la composition chimique de la surface et sonder le sous-sol, et pourraient tenter de se poser sur Dimorphos, voire sur Didymos.

Ce qu’il reste à mesurer

La grande inconnue est la masse de Dimorphos. Sans elle, impossible de savoir quelle quantité de matière a réellement été déplacée, donc de calculer précisément l’efficacité du transfert d’élan à partir du changement de période orbitale. Tant que cette masse reste estimée, le bêta de 3,6 garde une part d’incertitude.

Hera doit aussi trancher une question de structure : la lune est-elle un tas de gravats, ou un noyau solide recouvert de blocs et de graviers ? Elle devra enfin établir si l’impact a creusé un cratère net ou déformé toute la lune. La réponse change beaucoup de choses pour une mission future, car un corps friable et un corps compact ne réagissent pas de la même façon à un choc.

L’enjeu dépasse ce couple d’astéroïdes. Les systèmes binaires représentent environ 15 % des astéroïdes proches de la Terre, selon le centre aérospatial allemand (DLR), et se retrouvent aussi dans la ceinture principale et la ceinture de Kuiper. Hera sera la première mission à étudier un tel système. Elle visitera aussi le plus petit astéroïde jamais approché.

Une nuance concrète pour finir : DART n’a déplacé qu’un corps sans danger pour la Terre. Une déviation réelle, d’après le rapport technique final de la mission, demanderait un préavis typique de plusieurs années à plusieurs décennies pour qu’un petit changement d’orbite évite une collision.

Sources : earthsky.org | sciencedirect.com