Hera est une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) développée dans le cadre de son programme de défense planétaire. Le but principal de la sonde spatiale Hera, lancée le , est de valider la méthode de l'impact cinétique pour dévier un éventuel objet céleste (astéroïde ou comète) circulant sur une trajectoire de collision avec la Terre. Pour remplir cet objectif Hera doit compléter la mission de l'impacteur Double Asteroid Redirection Test (DART), développé par la NASA et qui, le , a volontairement percuté le satellite Dimorphos, le plus petit des objets formant l'astéroïde binaire . Hera est chargée de mesurer la taille et la morphologie du cratère formé par l'impact, ainsi que la quantité de mouvement transmis à l'astéroïde. Les données recueillies contribueront à évaluer l'efficacité de la méthode de déviation par impact cinétique.

La mission poursuit aussi des objectifs scientifiques, notamment en mesurant la composition chimique et les caractéristiques physiques (couche superficielle et structure interne) d'un astéroïde binaire. Elle effectuera également des démonstrations technologiques en évaluant les techniques de navigation autonome à proximité d'un petit corps (caractérisés par une faible gravité) ainsi que de déploiement et de communication avec des CubeSats dans l'espace interplanétaire. L'engin spatial devrait atteindre Didymos fin 2026, puis se placer en orbite autour de l'astéroïde et entamer le recueil des données pour une période initiale de six mois.

Hera est une sonde spatiale de emportant plusieurs instruments (caméras, altimètre, spectromètre). Elle embarque deux nano-satellites de type CubeSat, Milani et Juventas, équipés eux-mêmes d'instruments. Le coût total de la mission de sa conception jusqu'à son achèvement est évalué en 2024 à d'euros. Les principaux pays participant au projet sont l'Allemagne (la société OHB est le chef de file pour la conception, le développement, l'assemblage et les tests finaux), l'Italie, la Belgique et l'Espagne. Le responsable scientifique de cette mission est le Français Patrick MICHEL (CNRS, Laboratoire Lagrange).

Contexte

Menace des objets géocroiseurs

Les objets géocroiseurs sont des corps célestes (astéroïde, comète) dont l'orbite autour du Soleil coupe celle de la Terre et qui peuvent donc, dans un délai plus ou moins lointain, percuter notre planète. Cet impact potentiel provoque des dégâts qui dépendent de leur taille, de leur densité, de leur vitesse, de l'incidence de leur trajectoire et de la zone terrestre frappée. La probabilité d'un impact d'astéroïde de taille importante sur la Terre est basse mais ses conséquences sur la société peuvent être particulièrement graves.

Les objets géocroiseurs, qui frappent régulièrement la Terre, ont un diamètre inférieur à et ont une probabilité faible de provoquer une catastrophe. Au-delà d'un diamètre de , l'impact d'un objet géocroiseur peut aller de l'anéantissement d'une ville à celui de la civilisation humaine (objet de plus de de diamètre). L'impact d'un objet géocroiseur présentant une menace grave est statistiquement rare (la fréquence d'impact d'un objet de plus de est d'environ 1 tous les ).

Prise de conscience du pouvoir politique

Depuis qu'il est identifié de manière scientifique, le risque constitué par les objets géocroiseurs est négligé par la société, car une collision avec la Terre d'un astéroïde de taille conséquente est perçue comme un phénomène très rare. Cette attitude vis-à-vis de cette menace est en partie modifiée, en particulier aux États-Unis, lorsque entre le 16 et le les fragments de la comète s'écrasent de manière spectaculaire sur la planète géante Jupiter. Un impact du même ordre de grandeur sur la Terre aurait eu des conséquences planétaires aux effets similaires à ceux ayant conduit à l'extinction des dinosaures. La menace est désormais tangible et contemporaine. Les États-Unis la prennent les premiers en compte et développent des mesures relevant de ce qui sera baptisé par la suite la défense planétaire ()..

Programme de recensement des objets géocroiseurs

Le Congrès des États-Unis, sensibilisé par l'impact de la comète sur la planète géante Jupiter et conseillé par plusieurs scientifiques, dont Eugene Shoemaker, prend en 1998 une première mesure destinée à évaluer la menace. Il inscrit dans les objectifs de l'agence spatiale américaine (la NASA) la détection de 90 % des objets géocroiseurs ayant plus d'un kilomètre de diamètre. La NASA dispose de dix ans pour les recenser et déterminer leurs trajectoires et leurs principales caractéristiques. En 2005, le Congrès élargit la mission de la NASA en l'étendant aux objets géocroiseurs de plus de de diamètre. La NASA dispose de pour atteindre ce but (soit jusqu'à 2020), mais le budget accordé par le Congrès est insuffisant pour réaliser cet objectif dans le délai imparti... Au cours des années suivantes, la NASA finance plusieurs programmes de détection par des télescopes terrestres (Catalina Sky Survey, Pan-STARRS, LSST) et spatiaux (NEOWISE) ayant pour objectif d'effectuer ce recensement indispensable pour évaluer la menace et la prévenir. Pour les géocroiseurs d'un diamètre supérieur à un kilomètre, le but est atteint, mais, pour ceux plus petits, l'objectif calendaire prend beaucoup de retard. En 2019, seuls 1,6 % des géocroiseurs d'une taille supérieure à ( sur un nombre estimé à environ un million) et 31 % des géocroiseurs de plus de de diamètre (environ sur ) ont été identifiés.. Un télescope spatial destiné à ce recensement, NEO Surveyor, doit être lancé en 2026.

Courant 2024 aucun des astéroïdes identifiés et dont l'orbite est connue ne présente une menace pour la Terre. La menace viendra donc d'astéroïdes qui n'ont pas encore été découverts..

Éviter la collision d'un objet céleste avec la Terre

Il n'existe au début de la décennie 2020 aucune méthode opérationnelle permettant de détourner un objet géocroiseur qui menacerait d'entrer en collision avec la Terre. Plusieurs techniques sont envisagées, mais elles nécessitent d'être testées. Généralement il s'agit de modifier légèrement l'orbite de l'objet géocroiseur en appliquant une poussée sur le corps céleste de manière que celui-ci évite la Terre. Si la poussée est ponctuelle, il faut appliquer celle-ci lorsque le corps se trouve près de son aphélie (apogée). On peut également choisir d'exercer une poussée plus faible mais continue. Plus on anticipe la correction de la trajectoire, moins celle-ci a besoin d'être importante. Pour éviter un impact avec la Terre, il faut donc recenser le plus tôt possible l'ensemble des objets géocroiseurs susceptibles de menacer la Terre et estimer avec une très grande précision leurs trajectoires pour les décennies à venir. La deuxième condition de réussite est de pouvoir mettre sur pied une mission spatiale permettant de détourner la menace avec une probabilité de succès très élevée. Les principales méthodes de modification de trajectoire sont les suivantes. : la première méthode de déviation, déjà mise en œuvre dans un objectif tout autre par la sonde spatiale Deep Impact de la NASA, consiste à lancer un engin spatial contre le géocroiseur. La vitesse de l'astéroïde est modifiée du fait de la loi de la conservation de la quantité de mouvement :

avec masse de l'engin spatial, masse de l'astéroïde, vitesse de l'engin spatial, et vitesse de l'astéroïde respectivement avant et après l'impact. Les vitesses sont des vecteurs ; une autre méthode consiste à provoquer une explosion nucléaire destinée à fragmenter l'astéroïde. Cette solution est techniquement réalisable, mais ses effets sont incontrôlables et son efficacité reste à démontrer. Ce serait une solution à envisager en dernier recours. ; une méthode plus efficace consisterait à faire exploser une charge nucléaire à la surface ou à faible distance du géocroiseur de manière à lui transmettre une impulsion sans le fragmenter ; le tracteur gravitationnel est une méthode qui utilise l'attraction gravitationnelle mutuelle entre le géocroiseur et un engin spatial ; l'utilisation de l'effet Yarkovsky, qui est une force produite par l'écart entre l'absorption solaire et l'émission thermique par rayonnement. Cette force, qui contribue en permanence à façonner l'orbite du géocroiseur, peut être modifiée, par exemple en interposant un écran entre le Soleil et l'astéroïde ou en modifiant l'albédo de celui-ci (par exemple en déposant un revêtement noir ou blanc sur sa surface). L'intensité de cette force est très faible, mais elle peut avec le temps permettre d'obtenir la déviation souhaitée. Cette solution est complexe à mettre en œuvre lors d'une mission spatiale.

Don Quichotte première proposition d'impacteur (2005-2007)

L'Agence spatiale européenne (ESA) est la première à se lancer dans l'élaboration d'une mission expérimentale visant à évaluer une méthode de déviation d'un objet géocroiseur. En 2005–2007, suivant les recommandations de son comité NEOMAP (Near-Earth Mission Advisory Panel, soit en français Groupe conseil sur les missions spatiales consacrées aux risques d'impact) constitué de six experts européens (Willy Benz, Alan Fitzsimmons, , Alan W. Harris, Patrick Michel, Giovanni Valsecchi), elle définit les spécifications de la mission Don Quichotte dont l'objectif est de démontrer qu'il est possible de dévier un astéroïde en utilisant l'énergie cinétique fournie par un impacteur. Le programme ne se concrétise pas pour des raisons de coût et d'absence de programme dédié. Mais la nécessité d'effectuer un tel test est demeurée et les concepts de Don Quichotte ont servi de référence dans de nombreux rapports consacrés à la défense planétaire..

Rôle de l'Union européenne

À compter de 2012, l'Union européenne s'implique dans la défense planétaire et finance quatre études portant sur celle-ci. pour un montant total d'environ d'euros au cours de la décennie. Leur objectif est de mettre au point les différents aspects d'un système assurant la protection de la Terre contre un impact d'un astéroïde géocroiseur : détection, faisabilité du processus de déviation, modélisation de l'impact, guidage de l'impacteur, méthodes d'observations depuis la Terre Ces quatre études sont :

, littéralement en français « bouclier contre les géocroiseurs » (2012–2015), piloté par l'Agence spatiale allemande (DLR). ; (2015–2018), pilotée par l'établissement allemand d'Airbus Defence and Space (ADS). ; NEO-MAPP (2020–2023), pilotée par le Centre National pour la Recherche Scientifique français (CNRS). ; NEOROCKS (2020–2023), pilotée par l'Institut national d'astrophysique italien (INAF)..

Historique du projet vignette|redresse=1.2|AIDA, concept des missions.

AIDA un projet conjoint avec la NASA

vignette|redresse=1.2|La sonde spatiale Double Asteroid Redirection Test (DART) de la NASA peu avant son lancement.