Projet de recherche P4S/251/MAESTRO (Action de recherche P4S)
Le projet MAESTRO vise à approfondir notre compréhension de la structure interne des petits corps du Système solaire, tels que les astéroïdes, les comètes et les lunes irrégulières, en développant des méthodes innovantes pour convertir les observations géodésiques en distributions de densité tridimensionnelles. La détermination de la structure interne de ces objets est essentielle à la reconstitution de l'histoire et de l'évolution du Système solaire. Vestiges de la formation planétaire, ils conservent de précieux témoignages des conditions physiques et chimiques qui prévalaient lors de ses premiers stades. L'étude de leur intérieur peut révéler s'il s'agit de monolithes solides, d'objets différenciés ou d'amas de débris, et s'ils contiennent des caractéristiques telles que des cavités, des couches riches en glace ou des réservoirs souterrains qui génèrent des signatures gravitationnelles et dynamiques complexes. En combinant les informations gravimétriques, rotationnelles et de marées, obtenues grâce à la détermination précise des orbites des sondes spatiales, avec l'imagerie radar, les mesures sismiques et d'autres observations in situ, il devient possible d'explorer ces structures cachées et d'affiner les modèles de formation et d'évolution des petits corps. La connaissance de leur structure interne est également cruciale pour les stratégies de défense planétaire, l'évaluation des ressources et la planification des futures missions d'exploration, notamment les campagnes de retour d'échantillons et les potentielles activités d'exploitation minière des astéroïdes.
Au cœur de MAESTRO se trouve GILA, un outil d'inversion gravimétrique développé à l'Observatoire royal de Belgique et à l'UCLouvain, qui estime actuellement les variations de densité interne à partir de mesures du champ de gravité et de modèles de forme. Un objectif central du projet est d'étendre GILA en intégrant la possibilité de traiter des données supplémentaires qui fournissent des contraintes complémentaires sur la structure interne. Outre les informations traditionnelles du champ de gravité, le cadre amélioré intégrera des mesures de gravité locales, des moments d'inertie généralisés, des données radar et de sondage sismique, ainsi que des contraintes a priori issues de cartes géologiques, d'observations d'inertie thermique et de mesures de déformation de marée.
Après son développement et sa validation, le code GILA amélioré sera appliqué aux données acquises par les missions Hera et MMX, qui devraient arriver à Didymos en novembre 2026 et à Phobos mi-2027, respectivement. Si ni l'une ni l'autre des missions ne parvient pas à fournir les données escomptées, le projet MAESTRO apportera néanmoins des résultats précieux grâce à l'analyse des observations des missions précédentes autour Bennu, Ryugu, Eros et la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, permettant ainsi d'affiner les modèles internes de ces corps. GILA sera également utilisé pour réaliser des simulations en vue de la préparation des missions RAMSES et OSIRIS-APEX, qui exploreront l'astéroïde Apophis lors de son survol de la Terre en 2029.
À terme, le projet MAESTRO vise à mettre en place un outil scientifique bien documenté et accessible à la communauté, capable d'exploiter conjointement diverses observations géophysiques pour déduire la structure interne des petits corps.
