Les sondes Voyager : 40 ans dans l’espace

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Si vous demandiez quelle est la mission spatiale la plus connue, Apollo serait le nom qui reviendrait le plus. Mais l’une des missions qui a connu le plus de succès et qui continue encore à ce jour est le programme Voyager. Retour sur une mission unique en son genre.

Une conjonction exceptionnelle

Trajectoires des sondes Voyager

1965, la course est enragée entre l’URSS et les USA pour faire le premier pas sur la lune. Pourtant, la Nasa ne s’arrête pas qu’à notre satellite naturel et lance le programme Grand Tour. Son but était de visiter toutes les planètes du système solaire externe dont Pluton. A l’époque, elle était considérée comme une planète. Ce programme était composé de quatre sondes et devait utiliser une conjonction exceptionnelle qui ne se représenterait que dans 176 ans. Mais après les programmes Apollo et Viking, la Nasa dut faire des coupes budgétaires et le projet est abandonné. Pour le remplacer et quand même profiter de ce moment exceptionnel, le programme Marineer Jupiter-Saturne est mis sur pied. Devant coûter un tiers du coût prévu pour le Grand Tour, il est composé seulement de deux sondes qui viseront Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. De plus, elles ont été conçues pour tenir 4 ans vu leur mission. Au final, le 20 août 1977, Voyager 2 fut envoyée suivi de Voyager 1 le 5 septembre 1977.

Des sondes prévues pour toutes les situations

Le modèle des sondes Voyager

Mais même si le budget devait être réduit, les deux sondes se devaient d’être impeccables vu que seules Pioneer 10 et 11 ont visité Jupiter et Saturne. Tout d’abord, l’équipement utilisé à bord est doublé : chaque système a un double qui peut prendre le relais si une défaillance apparaît. De plus, les sondes sont conçues pour résister aux conditions extrêmes qu’elles vont rencontrer. Par exemple, pour ne pas subir le champ magnétique important de Jupiter, les deux sondes ont un blindage magnétique pour protéger l’électronique. Mais il faut aussi penser à la longue durée de la mission. Pour cela, les sondes sont équipés de trois générateurs thermoélectriques à radioisotope. Ces générateurs utilisent la chaleur émise par les radiations du plutonium 238. Enfin, pour être contrôlées les sondes sont équipées de trois ordinateurs qui permettent de donner des ordres à la sonde et de connaître son état.

Les quatres géantes

Europa prise par Voyager 2

Les deux sondes ont été lancées en direction de Jupiter pour réaliser les premières mesures de la mission et déjà de nombreuses choses ont été découvertes. L’une des plus importantes fut la découverte de l’activité volcanique sur l’un des satellites de Jupiter, Io. Voyager 2 fut aussi la première à pouvoir observer les fins anneaux de Jupiter. La seconde destination pour les sondes fut Saturne, ce qui donna des images fantastiques des anneaux les plus connus sur Terre. Il y eut aussi des observations effectuées sur ses satellites comme par exemple sur Titan. On y découvrit une atmosphère très dense avec une pression 1.5 fois plus importante que l’atmosphère terrestre. C’est aussi au niveau de Saturne que Voyager 1 fut envoyée en dehors du plan écliptique afin qu’elle soit éjectée hors du système solaire. Voyager 2, quant à elle se dirigea vers Uranus où elle y découvrit 11 lunes. Mais le fait marquant de ce passage fut la découverte de la situation du pôle magnétique et de l’axe de rotation de la planète. Les deux sont situés sur le plan de l’écliptique, c’est à dire le plan où les planètes orbitent. C’est la seule planète qui a cette géométrie dans le système solaire. Enfin, après près de 12 ans de voyage, Voyager 2 atteignit son dernier objectif : Uranus. Là aussi, il y eut la découverte de multiple satellites et l’observation d’anneaux. Mais il y eut aussi l’observation de la Grande tache sombre. Cette tâche était un énorme cyclone qui faisait la moitié de la taille de la grande tache rouge de Jupiter. Les vents soufflaient jusqu’à une vitesse de 300 m/s. Elle a disparu vers 1994. En plus de toutes ces découvertes, les scientifiques ont pu en apprendre plus sur la composition des géantes gazeuses et réaliser des mesures sur leurs champs magnétiques. Toutes ces mesures ont permis de mieux comprendre le fonctionnement des géantes gazeuses et des lunes qui orbitent autour d’elles. Après ce passage, grâce à la très bonne conservation de l’instrumentation embarquée, Voyager 2 a elle aussi engagé son voyage vers les limites de notre système solaire.

Jusqu’aux frontières du système solaire

Après 1989, les deux sondes sont donc seules mais encore en bon état. La plupart des équipements étaient encore en état de marche donc la Nasa lança une seconde mission : Voyager Interstellar Mission (VIM). Elle avait pour but d’étudier au mieux l’héliosphère, une bulle crée par les particules chargées émises par le Soleil. Ces particules sont, à un moment, ralenties par celles venant du milieu interstellaire, créant l’héliogaine qui sera aussi étudié pour cette mission. Enfin si les sondes étaient encore en fonctionnement, observer la composition du vent de particules intergalactiques. Pour effectuer cette prouesse, la plupart des équipements et des instruments scientifiques devenu obsolètes sont éteints. Ensuite, la Nasa améliora en août 1987 le Deep Space Network pour continuer à capter le signal des deux sondes qui devient de plus en plus diffus avec la distance. Ainsi, pendant des dizaines d’années, les sondes ont effectué leurs trajets jusqu’en décembre 2004. La sonde Voyager 1, qui avait dépassé Pioneer 10 pour devenir l’objet humain le plus éloigné de la Terre, traversa pour la première fois l’héliogaine. Voyager 2, elle, rentra dans l’héliogaine en août 2007. Grâce à cela, on a pu observer le comportement de cette région qui dépend des vents solaires et de l’activité solaire. Quand l’activité solaire est faible, l’héliosphère grandit et inversement. On a pu observer aussi qu’elle était asymétrique entre l’hémisphère Sud et Nord. Enfin, en août 2012, Voyager 1 est le premier objet à être dans l’espace interstellaire. Elle continue d’y faire des mesures pour en apprendre plus sur ce milieu très peu connu des scientifiques. Les deux sondes sont censées rester en fonction jusque dans les années 2020 à cause des générateurs thermoélectriques. A ce moment là, ils ne pourront plus fournir assez d’électricité. Au final, ces deux sondes sont les détentrices du record de durée de fonctionnement pour des sondes spatiales et cette mission est clairement une grande réussite scientifique. Mais pas que…

Nos ambassadrices silencieuses

Le Voyager Golden Record

La Nasa profita de l’envoie des deux sondes scientifiques pour inclure un disque en or accroché sur Voyager 1 et 2. Comme la plaque de Pioneer 10 et 11, un schéma est inscrit sur le couvercle gardant le disque. Il indique le fonctionnement du disque de 12 pouces et l’emplacement de notre système solaire grâce à 14 pulsars et au centre de l’univers. Bien entendu, le message ne pouvait pas être écrit dans une de nos langues.Le comité en charge de concevoir ce disque mené par Carl Sagan inventa donc un code qui serait compréhensible pour une espèce intelligente. Pour l’échelle, il fut convenu d’utiliser la transition du spin de l’électron dans un atome d’hydrogène. On l’utilise car c’est une constante et que l’hydrogène est l’élément le plus abondant dans l’univers. Cette transition émet une onde électromagnétique de longueur d’onde égale à 21 cm et une période de 0.7 nanoseconde. Grâce à ça et à l’utilisation du binaire via des traits, une espèce intelligente pourrait déchiffrer notre code et utiliser ce disque. Elle trouverait dessus des images de notre planète et de notre espèce mais aussi des sons, des salutations dans différentes langues, un message du secrétaire générale de l’ONU de l’époque Kurt Waldheim et des musiques. Enfin, une lettre du président des USA Jimmy Carter est aussi présente. Il faut savoir d’ailleurs que dans les images choisies pour être envoyées avec les sondes Voyager, il n’y a pas d’image de guerre, de famine, de maladie etc… Même si il est très peu probable que les sondes soit trouvées, elles sont nos plus lointaines ambassadrices et elles nous représentent bien. Des points dans un univers gargantuesque, des points invisibles mais remplis d’espoirs et de curiosité pour ce drôle de monde.

Un portrait de famille pour l’éternité

Le portrait de famille de Voyager 1

Un autre grand moment de la mission fut la capture en image du système solaire par Voyager 1. Encore une fois, encouragé par Carl Sagan, cette série photos est constituée de 6 planètes : Vénus, la Terre, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Mais Voyager 1 était déjà très éloignée et donc on ne voit que des points perdus dans un ciel noir. La mission Voyager nous a, au final, donné énormément d’informations scientifiques mais aussi des informations à la limite de la philosophie. Les sondes ont montré la complexité de notre système solaire et des questions qui restent en suspens. Elles ont montré des lieux fascinants mais qui rapidement se transforment en point perdus qui disparaissent lentement. Nous ne sommes que ça, et cela doit nous pousser à faire de notre mieux pour que ce point bleu pâle puisse briller et pourquoi pas s’étendre pour rejoindre les Pioneer et les Voyager.

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