Le 6 février 2018, SpaceX lancé avec succès son Falcon Heavy fusée en orbite. Ce fut une occasion capitale pour la société aérospatiale privée et a représenté une percée majeure pour le vol spatial. Non seulement le Falcon Heavy la fusée la plus puissante actuellement en service, c'est aussi le premier lanceur lourd qui repose sur des boosters réutilisables (dont deux ont été récupérés avec succès après le lancement).
La cargaison de la fusée était également intéressante, composée du Tesla Roadster rouge cerise de Musk avec une combinaison spatiale sur le siège du conducteur. Selon Musk, ce véhicule et son «pilote» (Starman), finiront par atteindre une orbite de transfert Hohmann avec Mars et y resteront jusqu'à un milliard d'années. Cependant, selon une nouvelle étude, il y a une faible chance que le Roadster entre en collision avec Vénus ou la Terre dans quelques éons.
L'étude qui soulève cette possibilité a récemment été publiée en ligne sous le titre «La marche aléatoire des voitures et leurs probabilités de collision avec les planètes». L'étude a été menée par Hanno Rein, professeur adjoint à l'Université de Toronto; Daniel Tamayo, boursier postdoctoral au Centre for Planetary Sciences (CPS) et à l'Institut canadien d'astrophysique théorique (CITA); et David Vokrouhlick de l'Institut d'astronomie de l'Université Charles à Prague.
Comme nous l'avons indiqué dans un post précédent, le plan de vol original de Musk a le potentiel de placer le Roadster sur une orbite stable autour de Mars… à la mode. Selon Max Fagin, ingénieur aérospatial du Colorado et ancien élève du camp spatial, le Roadster se rapprochera suffisamment de Mars pour établir une orbite d'ici octobre 2018. Cependant, cette orbite n'exclurait pas des rencontres rapprochées avec la Terre au cours de la quelques millions d'années à venir.
Pour les besoins de leur étude, Rein et ses collègues ont réfléchi à la manière dont ces rencontres rapprochées pourraient modifier l'orbite du Roadster à cette époque. En utilisant les données de l'interface HORIZONS de la NASA pour déterminer les positions initiales de toutes les planètes solaires et du Roadster, l'équipe a calculé la probabilité de futures rencontres rapprochées entre le véhicule et les planètes terrestres, et la probabilité d'une collision qui en résulterait.
Comme ils l'ont indiqué, le Roadster présente certaines similitudes avec les astéroïdes géocroiseurs (NEA) et les éjectas du système Terre-Lune. En bref, les NEA imprègnent le système solaire intérieur, traversant régulièrement les orbites des planètes terrestres et subissant des rencontres rapprochées avec elles (entraînant une collision occasionnelle). De plus, les éjectas de la Terre et de la Lune subissent également des rencontres rapprochées avec les planètes terrestres et entrent en collision avec elles.
Cependant, le Tesla Roadster est unique à deux égards clés: D'une part, il est originaire de la Terre plutôt que d'être tiré de la ceinture d'astéroïdes dans le système solaire intérieur par de fortes résonances. Deuxièmement, il avait une vitesse d'éjection plus élevée lorsqu'il a quitté la Terre, ce qui a tendance à entraîner moins d'impacts. «Compte tenu des conditions initiales particulières et de l'objet encore plus étrange, il reste donc une question intéressante pour sonder sa dynamique et son sort éventuel», affirment-ils.
Un autre défi était de savoir comment la probabilité d'un impact changerait radicalement au fil du temps. Bien que le risque de collision puisse être exclu à court terme (c'est-à-dire les prochaines années), l'orbite chaotique du Roadster est difficile à prévoir au cours des rencontres rapprochées ultérieures. À ce titre, l'équipe a effectué un calcul statistique pour voir comment l'orbite et la vitesse du Roadster changeraient au fil du temps. Comme ils le disent dans leur étude:
«Étant donné que la Tesla a été lancée depuis la Terre, les deux objets ont des orbites qui se croisent et subissent à plusieurs reprises des rencontres rapprochées. Les corps atteignent la même longitude orbitale sur leur échelle de temps synodique de ~ 2,8 ans. »
Ils ont commencé par examiner comment l'orbite du Roadster évoluerait au cours de ses 48 orbites suivantes, qui engloberait les 1000 prochaines années. Ils ont ensuite élargi l'analyse pour tenir compte de l'évolution à long terme, qui englobait 240 orbites au cours des 3,5 millions d'années suivantes. Ce qu'ils ont découvert, c'est qu'à l'échelle d'un million d'années, l'orbite du Roadster reste dans une région dominée par des rencontres rapprochées avec la Terre.
Cependant, au fil du temps, leurs simulations montrent que le Roadster subira des changements d'excentricité en raison d'effets résonnants et séculaires. Cela se traduira par des interactions plus fréquentes entre le Roadster et Vénus au fil du temps, et des rencontres rapprochées avec Mars deviendront possibles. Sur des délais suffisamment longs, l'équipe prévoit même que des interactions avec l'orbite de Mercure seront possibles (bien que peu probables).
Au final, leurs simulations ont révélé qu'au cours d'un million d'années et au-delà, la probabilité d'une collision avec une planète terrestre est peu probable, mais pas impossible. Et bien que les chances soient minces, elles favorisent une éventuelle collision avec la Terre. Ou comme ils le disent:
«Bien qu'il y ait eu plusieurs rencontres rapprochées avec Mars dans nos simulations, aucune d'entre elles n'a entraîné de collision physique. Nous constatons qu'il y a ~ 6% de chances que la Tesla entre en collision avec la Terre et ~ 2,5% de chances qu'elle entre en collision avec Vénus dans les 1 Myr suivants. Le taux de collision diminue légèrement avec le temps. Après 3 Myr, la probabilité d'une collision avec la Terre est d'environ 11%. Nous n'avons observé qu'une seule collision avec le Soleil à moins de 3 millions d'années. »
Étant donné que le Musk espérait que son Roadster resterait en orbite autour de Mars pendant un milliard d'années, et que des extraterrestres pourraient éventuellement le trouver, la perspective qu'il entre en collision avec la Terre ou Vénus est un peu décevante. Pourquoi se donner la peine d'envoyer une charge utile aussi unique dans l'espace si elle ne fait que revenir? Pourtant, la probabilité qu'il dérive dans l'espace pendant des millions d'années reste une possibilité distincte.
Et si vous craignez que le Roadster ne menace les futures missions ou la Terre elle-même, considérez le message que Starman regardait lors de son ascension dans l'espace - Ne paniquez pas! En supposant que l'humanité est encore vivante depuis des éons, le danger bien plus grand sera qu'une telle antiquité brûle dans notre atmosphère. Après des millions d'années, Starman sera certainement une grande célébrité!
