Les astéroïdes et les comètes sont les petits corps du système solaire. Ils ont joué un rôle clef dans la formation du système solaire. L’étude de leur structure interne nous permet donc de comprendre leur formation et celle du système solaire. Mais en raison d’instabilités orbitales, certains de ces astéroïdes, appelés géocroiseurs, rentrent en collision avec les planètes y compris la Terre. De tels impacts ont dans le passé modifié l’évolution géologique, biologique et environnementale de la Terre. Le risque d’un futur impact ne peut donc être exclu.
L’ESA et la NASA étudient ainsi les possibilités de dévier ces objets potentiellement dangereux. Pour s’assurer du succès d’une telle entreprise, il est capital de bien connaître la structure interne des géocroiseurs: Sont-ils composés de plusieurs blocs ? Sont-ils monolithiques ? Quelles sont leur fracturation et porosité interne ? Ont-ils des cavités internes ? Quelle est l’épaisseur de leur régolite?
Afin de répondre à ces questions, nous développons donc des méthodes d’analyse de la structure interne, basées sur le sondage sismique et le sondage radar. Nous développons en particulier des prototypes de capteurs sismiques basés sur la technologie MEMS, particulièrement adaptés à des futures missions d’étude de la structure interne d’astéroïdes.
Pour ce qui est du sondage radar, les premiers résultats seront obtenus après la mise en orbite vers 2014 de la mission Rosetta autour de la comète 67 P/Churyumov-Gerasimenko et la mise en œuvre de l’expérience CONSERT, à laquelle nous participons. Nous étudions en particulier les propriétés géo-électriques des analogues cométaires. Ces études sont nécessaires pour remonter aux propriétés lithologiques de la comète à partir de l’inversion des échos radar. Cette expérience, réalisée par le Laboratoire de Planétologie de Grenoble (PI/ W.Kofman), consiste en une tomographie radar de la comète et est basée sur la pénétration des ondes radar à travers l’intérieur de la comète.

Dans l’attente de données spécifiques, nous étudions la structure interne des astéroïdes au travers du champ de gravité (mesuré par exemple pour l’astéroïde 433-Eros) et aussi par l’intermédiaire des courbes de cratérisation. Les cratères d’un astéroïde semblent en effet affectés par les ondes sismiques générées lors d’impacts créant de nouveaux cratères. L’effet principal de ces ondes est de modifier la courbe de cratérisation par un remplissage des cratères. Cet effet est cependant loin d’être uniforme à la surface d’un astéroïde et il existe des variations dans les distributions fréquence taille. En modélisant ces effets, nous étudierons si ces variations peuvent être associées à des effets de site, ce qui nous renseignera alors sur la structure de la subsurface de l’astéroïde.

Simulation de la propagation du signal radar a travers un model géo-électrique multicouches du noyau cométaire.

L'astéroïde Eros est un corps silicaté, de 34 km de plus grand axe, présentant 2 cratères principaux: Psyche (en haut sur l'image) et Himeros (en bas sur l'image). D'après Veverka et al., 2000

Membres de l’équipe impliqués:
E.Heggy,
P.Lognonné,
C.Blitz