La défense planétaire regroupe l'ensemble des tâches permettant de gérer les risques d'impact d'un objet géocroiseur (astéroïde ou comète) avec la Terre. Elle comprend la détection de ces objets, la mesure du risque, la caractérisation de l'impacteur, le déclenchement de l'alerte, la mise en œuvre des moyens de prévention de l'impact (déviation de l'objet) ou de limitation de ses conséquences (défense civile) ainsi que la planification et la coordination des actions.
Le concept de défense planétaire émerge dans les années 1990 avec la prise de conscience aux États-Unis de la menace constituée par les objets géocroiseurs à la suite de l'impact de la comète sur la planète Jupiter (1994). Le Congrès américain demande à l'époque à la NASA de détecter les géocroiseurs de plus de de diamètre. Les moyens accordés à l'agence spatiale américaine sont renforcés au milieu des années 2000 pour étendre ses investigations aux géocroiseurs de plus de . Courant 2021 les principaux projets de la NASA sont, outre son programme de détection, une mission destinée à évaluer l'utilisation d'un impacteur cinétique pour dévier la trajectoire d'un géocroiseur (mission DART) et le développement d'un observatoire spatial consacré à la détection de ces objets (NEO Surveyor). L'agence spatiale européenne (ESA) a de son côté mis sur pied un programme de défense planétaire plus modeste dont les principaux composants sont en 2021 la création d'un réseau de télescopes FlyEye et la mission Hera qui doit étudier les résultats de l'impact de DART.
La NASA et l'ESA, qui sont en 2021 les seules agences spatiales à avoir une politique active dans le domaine, ont mis sur pied une organisation comprenant un centre de calcul des trajectoires (CNEOS pour la NASA et NEOCC pour l'ESA) et une structure pilotant la défense planétaire (PDCO pour la NASA et SSA pour l'ESA). Les données sont fournies par un réseau d'observatoires terrestres principalement le Catalina Sky Survey et Pan-STARRS qui devraient être assistés dans les années futures par le LSST et FlyEye. Les observations alimentent le Centre des planètes mineures un organisme international chargé de les stocker et de les rediffuser. Deux organismes, l'IAWN et le groupe de travail SMPAG sont missionnés par les Nations-Unies pour animer les projets de défense planétaire et mettre au point un plan d'actions consensuel en cas de concrétisation de la menace.
Les objets géocroiseurs : une menace plus ou moins lointaine pour l'humanité
Définition et origine des objets géocroiseurs
vignette|Orbites des différentes familles d'astéroïdes constituant une menace pour la Terre : les géocroiseurs des familles Apollon et Aton (représentées en rouge) coupant l'orbite de la Terre (bleu foncé) et les géofrôleurs des familles Amor et Atira (vert).
Les objets géocroiseurs sont des corps célestes (astéroïde ou comèteLes comètes sont peu nombreuses (117 fin 2021 soit moins de 1 %) et représentent donc une menace statistiquement proche de 0 à notre échelle de temps (qui n'est pas l'échelle de temps géologique). Par contre, leur impact est beaucoup plus violent du fait de leur vitesse élevée car leur apogée est souvent éloignée du Soleil (au-delà de la planète Jupiter).) dont l'orbite autour du Soleil coupe celle de la Terre ou s'en approche de très près et qui peuvent donc, dans un délai plus ou moins lointainSur le très long terme, l'orbite des objets géocroiseurs est rarement stable : elle est modifiée lorsqu'elle passe non loin des planètes et du fait d'autres facteurs comme la pression de rayonnement ou l'effet Yarkovsky., s'écraser sur la Terre. La majorité des astéroïdes sont des petits corps provenant de la ceinture d'astéroïdes orbitant initialement entre les planètes Mars et Jupiter. Leur orbite a été modifiée par l'influence gravitationnelle de Jupiter ou Mars ou encore à la suite d'une collision et l'astéroïde circule désormais à entre Mars et le Soleil en s'approchant à plus ou moins grande distance de la Terre. Lorsque leur trajectoire les fait pénétrer dans l'atmosphère terrestre, la plupart d'entre eux, qui sont de petite taille, se désintègrent dans l'atmosphère terrestre et n'atteignent pas la surface de la Terre. Chaque jour, environ d'astéroïdes de petite taille se désintègrent ainsi dans notre atmosphère, produisant parfois des petites météorites qui atteignent le sol sans dommage. Mais les plus gros d'entre eux, heureusement très rares (généralement ceux dont le diamètre est supérieur à ), peuvent eux provoquer des dégâts considérables. L'étendue de ces derniers dépend de la taille de l'objet géocroiseur, de leur densité, de leur vitesse, de l'incidence de leur trajectoire ainsi de la zone terrestre subissant l'impact.
Probabilités d'impact et conséquences vignette|Traînée du superbolide d'environ 15 à de diamètre qui a fait environ un millier de blessés légers en explosant au-dessus de Tcheliabinsk (Sibérie) (2013).
Les objets géocroiseurs dont le diamètre est supérieur à et inférieur à sont relativement nombreux à pénétrer dans l'atmosphère de la Terre. Entre 1994 et 2013, (diamètre compris approximativement entre 1 et ) ont été recensés par le système de surveillance américain. Ils se désintègrent dans l'atmosphère généralement sans conséquence matérielle ou humaineLe risque réel est d'autant plus faible qu'une très large proportion de la Terre est occupée par des océans (deux tiers de la surface) et des régions inhabitées (déserts, jungles, massifs montagneux).. Le superbolide de Tcheliabinsk, dont le diamètre était compris entre 15 et , rentre dans cette catégorie. Il s'est désintégré dans l'atmosphère en 2013 et, bien qu'il ait dégagé une puissance équivalente à celle de de TNT (20 à l'énergie de la bombe atomique d'Hiroshima), cet événement ne s'est soldé que par des blessés légers et des dégâts matériels modérés. À partir d'un diamètre de , un objet géocroiseur peut anéantir une ville. L'explosion d'un astéroïde d'environ au-dessus de la Tougounska en Sibérie en 1908 a dégagé une puissance équivalente à de TNT en rasant de forêt. S'il s'était produit au-dessus d'une grande métropole, le bilan aurait été de plusieurs millions de morts et blessés. Lorsque son diamètre dépasse environ , un astéroïde géocroiseur produit un impact qui affecte systématiquement des régions habitées quel que soit l'endroit de la Terre qui est frappé. Ainsi, le recensement exhaustif des objets géocroiseurs en cours à la NASA porte en priorité sur les astéroïdes dépassant cette taille. La survenue d'un objet géocroiseur susceptible d'anéantir la civilisation humaine (plus de de diamètre), comme celui qui a provoqué l'extinction des grands dinosaures, est statistiquement rare : la probabilité d'un impact d'un objet de plus de est de 0,002 % tous les . S'il est moins probable qu'un tsunami ou un tremblement de terre de grande ampleur, le risque d'un impact meurtrier d'un objet géocroiseur peut avoir des conséquences beaucoup plus graves. Toutefois, à l'inverse des autres catastrophes naturelles, il est possible de le prévoir et de le prévenir.
+Principales caractéristiques, impact potentiel et état des lieux du recensement des objets géocroiseurs (2019) Diamètre : Entre 3 et Entre 30 et Entre 140 et Plus de Probabilité impact 1 par an 1 tous les 1 % tous les 0,002 % tous les Manifestation Flash lumineux Explosion aérienne (météorite poreux) Cratère de de diamètre (météorite métallique) Cratère de plusieurs kilomètres de diamètre Cratère de de diamètre ou plusConséquences humaines Dégâts mineurs à importants Peut entraîner plusieurs milliers de décès. Peut détruire une ville entière en cas de frappe directe (probabilité faible) Destruction d'un pays entier Pertes humaines supérieures à toutes les catastrophes naturelles passées Disparition possible de la civilisation humaine Nombre environ environ environ environ Pourcentage identifié ∅ : 0 % ∅ : 0,02 % ∅ : 1,4 % ∅ : 25 % ∅ : 40 % ∅ : 77 % ∅ : 81 % ∅ > : 100 %
Risques d'impact identifiés courant 2021
Courant 2021 (novembre), aucun des géocroiseurs découverts ne constitue une menace pour la Terre dans les 100 ans à venir. Le risque le plus élevé était constitué jusqu'à récemment par l'astéroïde avec une probabilité d'impact de 0,2 % en 2185 mais des observations astronomiques ultérieures ont éliminé en ce risque. Le risque le plus élevé provient désormais () de l'astéroïde Bénou (astéroïde de de diamètre visité par la mission de la NASA OSIRIS-REx) avec une probabilité de collision de 0,037 % entre 2175 et 2199. La menace à une échéance plus proche viendra donc d'astéroïdes qui n'ont pas encore été découverts.
Une crainte ancienne mais une prise de conscience récente
La menace des comètes : une crainte ancienne
La menace posée par les astéroïdes géocroiseurs n'a été identifiée que très récemment. Par contre depuis des temps reculés, l'approche des comètes les plus visibles dans le ciel suscitent de grandes craintes. Les comètes sont vues comme les annonciatrices d'événements désastreux. À l'époque moderne (à compter du siècle) on se met à redouter de manière beaucoup plus concrète l'impact de cette comète qui menacerait d'anéantir l'humanité. Benjamin Franklin évoque une catastrophe qui mettrait la Terre en pièces (1757). Le mathématicien et astronome Pierre-Simon de Laplace affirme que l'homme ne doit pas s'effrayer qu'un tel événement se produise, car sa probabilité à l'échelle d'une vie humaine est très faible tout en précisant néanmoins que son occurrence est par contre probable dans les siècles à venir.
Découverte des astéroïdes géocroiseurs
Éros est le premier objet géocroiseur observé. Il est découvert conjointement par Gustav Witt et Auguste Charlois le . Quelques semaines après sa découverte, son orbite atypique, passant très près de celle de la Terre, peut être établie. Éros sera également le premier géocroiseur visité par un engin spatial (NEAR Shoemaker en 2000).
Un thème qui prend de l'importance dans le débat public aux États-Unis dans les années 1990 vignette|Film produit par le montage de photos prises par Hubble montrant les composants de la comète Shoemaker-Levy 9 percutant Jupiter en 1994.
Malgré la découverte de l'existence des objets géocroiseurs la menace qu'ils constituent est longtemps négligée car une collision avec la Terre d'un astéroïde de taille conséquente est vu comme un phénomène très rare. Mais entre le 16 et le les fragments de la comète s'écrasent de manière spectaculaire sur la planète géante Jupiter. Un impact similaire 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. Ce sont les États-Unis qui vont les premiers la prendre en compte en mettant en place les premières mesures relevant de ce qui sera baptisé par la suite la défense planétaire (planetary defense) : le Congrès américain demande en 1998 à l'agence spatiale civile américaine, la NASA, de détecter et mesurer les caractéristiques orbitales de 90 % des objets géocroiseurs ayant plus d'un kilomètre de diamètre. Progressivement la NASA est amenée à investir de plus en plus de moyens sur le sujet avec l'extension des détections aux objets géocroiseurs de plus de de diamètre et le renforcement des moyens de détection au milieu de la décennie 2000, le lancement d'une mission de déviation de trajectoire d'un astéroïde en 2015 (DART) et le développement d'un télescope spatial destiné à cette détection à compter de 2022 (NEO Surveyor). L'agence spatiale européenne et L'Union européenne y consacrent des sommes plus modestes en lançant des études au milieu des années 2000 puis en décidant le développement d'un système de détection terrestre ambitieux (FlyEye) et en participant à la mission DART (Hera).