Une simulation informatique modélise les collisions potentielles d’astéroïdes – les résultats fournissent des données pour la mission de la NASA

Deux astéroïdes entrent en collision

Des résultats qui fourniront des données pour la prochaine mission Psyche de la NASA.

L’impact d’un astéroïde peut suffire à gâcher la journée de n’importe qui, mais plusieurs petits facteurs peuvent faire la différence entre une histoire hors du commun et une annihilation totale. Dans AIP Advances, publié par AIP Publishing, un chercheur de l’Institut national des risques naturels de Chine a mis au point une simulation informatique de collisions d’astéroïdes afin de mieux comprendre ces facteurs.

La simulation informatique cherchait initialement à reproduire des modèles de collisions d’astéroïdes réalisés en laboratoire. Après avoir vérifié la précision de la simulation, Duoxing Yang pense qu’elle pourrait être utilisée pour prédire le résultat de futurs impacts d’astéroïdes ou pour en savoir plus sur les impacts passés en étudiant leurs cratères.

“A partir de ces modèles, nous apprenons généralement un processus d’impact destructeur, et sa formation de cratère”, a déclaré Yang. “Et à partir des morphologies des cratères, nous pourrions apprendre les températures de l’environnement de l’impact et sa vélocité”.

La simulation de Yang a été construite à l’aide de la méthode de l’élément de conservation spatio-temporel et de l’élément de solution, conçue par le Dr. NASA et utilisée par de nombreuses universités et agences gouvernementales, pour modéliser les ondes de choc et autres problèmes acoustiques.

Astéroïde composite de la sonde spatiale Psyche

La mission Psyche de la NASA vers un astéroïde métallique lointain transportera un ensemble révolutionnaire de communications optiques dans l’espace (DSOC). Crédit : NASA/JPL-Caltech/ASU

L’objectif était de simuler un petit astéroïde rocheux heurtant un astéroïde métallique plus grand à plusieurs milliers de mètres par seconde. Grâce à sa simulation, Yang a pu calculer les effets que cela aurait sur l’astéroïde métallique, comme la taille et la forme du cratère.

Les résultats de la simulation ont été comparés à des impacts d’astéroïdes fictifs créés expérimentalement en laboratoire. La simulation a résisté à ces tests expérimentaux, ce qui signifie que la prochaine étape de la recherche consiste à utiliser la simulation pour générer davantage de données qui ne peuvent être produites en laboratoire.

Ces données sont créées en vue de la mission Psyche de la NASA, qui vise à être le premier vaisseau spatial à explorer un astéroïde entièrement constitué de métal. Contrairement aux astéroïdes rocheux plus familiers, qui sont constitués à peu près des mêmes matériaux que la croûte terrestre, les astéroïdes métalliques sont constitués de matériaux trouvés dans le noyau interne de la Terre. La NASA pense que l’étude d’un tel astéroïde peut en révéler davantage sur les conditions présentes au centre de notre propre planète.

Yang pense que les modèles de simulation informatique peuvent généraliser ses résultats à tous les impacts d’astéroïdes métalliques et, ce faisant, répondre à plusieurs questions existantes sur les interactions entre astéroïdes.

“Quels types de composants géochimiques seront générés après les impacts ?” a déclaré Yang. “Quels types d’impacts entraînent des conséquences bonnes ou mauvaises sur le climat local ? Pouvons-nous modifier la trajectoire des astéroïdes qui se dirigent vers nous ?”.

Référence : “Modélisation numérique d’un impact d’astéroïde à l’échelle du laboratoire basée sur le modèle d’écoulement élastoplastique et la méthode CESE” par Duoxing Yang, 21 décembre 2021, AIP Advances.
DOI : 10.1063/5.0064441

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