Espace interstellaire : la deuxième vie des sondes Voyager
Pour que deux des plus remarquables vaisseaux spatiaux jamais construits quittent la Terre, il a fallu que les astres s’alignent. Plus précisément, il a fallu que s’alignent les quatre plus grosses planètes du Système solaire. Il y a environ soixante ans, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune entraient lentement dans une configuration rarissime, observée pour la dernière fois au début du XIXe siècle. Cette configuration exceptionnelle a attiré l’attention d’un doctorant en aéronautique de l’institut de technologie de Californie (Caltech), Gary Flandro, en 1965.
L’ère de l’exploration spatiale en était à ses balbutiements : l’URSS avait lancé Spoutnik 1, le premier satellite artificiel, seulement huit ans auparavant. Gary Flandro, travaillant au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, avait pour mission de trouver la manière la plus efficace d’envoyer une sonde spatiale vers Jupiter, Saturne, Uranus ou Neptune. Il calcula que de la fin des années 1970 au début des années 1980, toutes ces planètes seraient alignées avec la Terre.
Cette configuration signifiait qu’une sonde spatiale pourrait bénéficier de l’accélération gravitationnelle de chacune des géantes gazeuses, réduisant ainsi le temps de voyage de la Terre à Neptune de trente à douze ans. L’alignement nécessaire des planètes ne se produisant que tous les 176 ans, la NASA a décidé de lancer une sonde spatiale avant le milieu des années 1970.
Ainsi, la NASA a construit deux sondes : Voyager 1 et Voyager 2, lancées à quinze jours d’intervalle durant l’été 1977. Aujourd’hui, après quarante-cinq ans, les sondes sont toujours fonctionnelles et envoient quotidiennement des données vers la Terre, ayant voyagé plus loin et plus longtemps que toute autre sonde spatiale de l’histoire. Elles ont désormais pénétré l’espace interstellaire, selon notre compréhension actuelle de la frontière entre la sphère d’influence du Soleil et le reste de la galaxie.
Au début de leur mission, les sondes Voyager ont révélé des images rapprochées des lunes de Jupiter et de Saturne, montrant des volcans actifs et des champs de glaces sur ces corps célestes. Voyager 2 a été la première sonde spatiale à passer devant Uranus en 1986, puis Neptune en 1989. Ces missions ont fourni des observations inattendues sur cette région inexplorée, à plus de 12 milliards de kilomètres de la Terre.
Cependant, cette odyssée touche à sa fin. La NASA prévoit de commencer à éteindre certains systèmes des Voyager afin d’exploiter au maximum les réserves d’énergie et prolonger leur mission jusqu’en 2030. Pour les scientifiques de la mission, c’est un moment doux-amer, car ils sont confrontés à la fin d’un projet qui a dépassé toutes leurs attentes.
Le Congrès américain a initialement refusé un plan ambitieux de « Grand Tour » qui envoyait plusieurs sondes vers les planètes géantes. Une version plus modeste a été approuvée, se limitant à deux vaisseaux. Malgré cela, les ingénieurs de la NASA ont conçu des véhicules capables de résister à une mission prolongée.
Les sondes Voyager, mesurant la taille d’une coccinelle Volkswagen, ont été équipées d’intelligence embarquée, avec des mémoires de 69 kilooctets et des émetteurs de 23 watts. À titre de comparaison, cela représente moins d’un cent millième de la capacité d’un smartphone moderne.
À l’heure actuelle, les Voyager continuent à transmettre des données, mais leurs signaux deviennent de plus en plus faibles. Les deux sondes sont en effet si loin de la Terre qu’un signal radio voyageant à la vitesse de la lumière met presque vingt-deux heures pour atteindre Voyager 1 et un peu plus de dix-huit heures pour Voyager 2.
Les sondes sont désormais dans une phase interstellaire, mais elles n’atteindront pas la limite du Système solaire avant au moins 300 ans. L’héliosphère, qui est la zone d’influence du vent solaire, se termine là où la pression de la matière interstellaire l’arrête.
La NASA envisage déjà des missions futures pour explorer l’héliosphère et son interaction avec l’environnement interstellaire. Des plans pour une sonde interstellaire, prévue pour être lancée en 2036, sont en cours de développement.
Les sondes Voyager ont non seulement accompli leur mission initiale, mais elles continuent d’apporter des données précieuses sur notre Système solaire et au-delà. Leur impact sur la science et notre compréhension de l’univers perdurera longtemps après leur mise hors service.
Source : Pour la Science
