Voyager (sondes spatiales) - astronomie. 1 PRÉSENTATION Voyager (sondes spatiales), sondes spatiales jumelles américaines, lancées en 1977, conçues pour explorer quatre des planètes lointaines du Système solaire (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune). La NASA (National Aeronautics and Space Administration) a tiré avantage d'une configuration exceptionnelle de ces planètes, utilisant leurs champs gravitationnels pour faire « rebondir « les sondes Voyager d'une planète à l'autre sans avoir recours à des systèmes de propulsion embarqués importants. Depuis, le programme Voyager a été étendu à l'exploration du Système solaire au-delà des planètes lointaines, et même au-delà du Système solaire lui-même. 2 LANCEMENT ET PARCOURS DES DEUX SONDES Les deux sondes Voyager sont lancées par une fusée Titan III-Centaure du centre spatial Kennedy de cap Canaveral en Floride. Ces fusées à deux étages propulsent les sondes sur une orbite terrestre basse puis vers Jupiter. Voyager 2 est lancée la première, le 20 août 1977. Voyager 1 est lancée sur une trajectoire plus rapide, plus courte, le 5 septembre de la même année. Voyager 1 arrive à proximité de Jupiter le 5 mars 1979 et Voyager 2 le 9 juillet suivant. Puis, le 12 novembre 1980, Voyager 1 parvient en vue de Saturne, Voyager 2 y arrivant le 25 août 1981. Après avoir dépassé Saturne, Voyager 1 poursuit sa route vers le nord en sortant du plan de l'écliptique (plan dans lequel se trouvent les orbites de la plupart des planètes). Voyager 2 dépasse Uranus le 24 janvier 1986 et Neptune le 25 août 1989, avant de continuer sa route vers le sud dans l'espace intersidéral. 3 LES SONDES ET LEURS ÉQUIPEMENTS EMBARQUÉS Les sondes Voyager sont quasi identiques. Chacune pèse 815 kg et se compose de 65 000 pièces. Elles ont été conçues avec des matériaux résistant aux radiations, contre lesquelles les éléments les plus sensibles ont reçu une protection supplémentaire. Un ensemble de 16 micropropulseurs permet à chaque sonde de contrôler son orientation et de corriger sa trajectoire. Ces propulseurs ne fournissent chacun que 0,85 N de poussée pour permettre aux sondes d'effectuer des manoeuvres demandant une grande précision. Dans la mesure où les sondes doivent voyager loin du Soleil, il ne leur est pas possible d'utiliser des panneaux solaires pour la production de leur énergie. C'est pourquoi elles sont équipées de générateurs thermoélectriques radio-isotopiques utilisant la chaleur produite par la radioactivité naturelle du dioxyde de plutonium pour fournir l'énergie électrique nécessaire aux instruments et autres systèmes embarqués. Les sondes sont commandées et leurs données transmises vers la Terre grâce à un réseau de communication spécial (Deep Space Network, DSN), système international de contrôle et de suivi des vaisseaux spatiaux. Les sondes Voyager sont équipées d'instruments permettant de mener à bien dix expériences scientifiques différentes. On trouve parmi ces instruments des caméras à grand angle et à téléobjectif, des détecteurs infrarouge et ultraviolet, des magnétomètres, des détecteurs de plasma et de rayons cosmiques. De plus, chaque sonde dispose d'une antenne parabolique à grand gain qui permet de transmettre aux contrôleurs sur Terre les données recueillies lors de leurs passages à proximité des différentes planètes rencontrées, de leurs satellites naturels et de leurs éventuels systèmes annulaires. Par ailleurs, les sondes Voyager embarquent avec elles un message destiné à d'éventuels êtres extraterrestres qui entreraient en contact avec elles. Ce message a pour support un disque de phonographe de 30,5 cm de diamètre fabriqué en cuivre et plaqué or. Ce disque contient 115 images et toute une gamme de sons choisis pour illustrer la diversité des formes de vie et de cultures de la Terre. S'y trouvent également une sélection de musiques de différentes cultures et de différentes époques, des messages de bienvenue en 55 langues, et des messages imprimés signés de Jimmy Carter (ancien président des États-Unis), et de Kurt Waldheim (ancien secrétaire général des Nations unies) - « J'adresse mes salutations au nom du peuple de notre planète. Nous sortons du Système solaire et nous plongeons dans l'Univers pour ne chercher qu'un contact pacifique «. 4 DES TEMPS FORTS POUR LA SCIENCE 4.1 L'exploration de Jupiter Les sondes Voyager ont fourni une moisson exceptionnelle de données nouvelles sur les planètes lointaines et ont remis en cause plusieurs modèles en planétologie. Les sondes ont notamment révélé que la Grande Tache rouge de Jupiter est en fait une tempête complexe ayant la forme d'une spirale. Elles ont aussi découvert une série de tempêtes et de tourbillons plus petits, actifs dans les bandes de nuages de la planète. Sur Io, un des grands satellites de Jupiter, les sondes ont révélé neuf volcans en activité, les premiers découverts sur un corps céleste du Système solaire autre que la Terre. Les sondes ont également mis en évidence la présence autour de Jupiter de trois anneaux ténus de poussières, qui s'étalent sur près de 130 000 km. 4.2 L'exploration de Saturne Les données transmises par les sondes en passant près de Saturne ont révélé que son atmosphère présente des phénomènes proches de ceux observés dans l'atmosphère de Jupiter, à moindre échelle toutefois. Les sondes ont révélé d'énormes failles et d'immenses vallées sur Encelade, l'un des grands satellites de Saturne. Par ailleurs, elles ont montré l'existence sur Mimas, autre satellite de Saturne, d'un cratère si vaste que l'impact dont il est la trace a probablement failli désintégrer ce satellite. Dans le système d'anneaux de Saturne, les sondes ont découvert des structures inattendues comme des vrilles et des formations en forme de rayons, ainsi que des anneaux très fins et des anneaux larges mais diffus, qui n'avaient jamais été observés depuis la Terre. 4.3 L'exploration d'Uranus En passant à proximité d'Uranus, Voyager 2 y a découvert un champ magnétique resté jusque-là inconnu et un voile de brume situé très haut au-dessus du pôle éclairé de la planète. La sonde a également révélé l'existence de dix satellites qui n'avaient jamais été détectés précédemment. Sur Miranda, satellite le plus proche de la planète, Voyager 2 a découvert des failles d'une profondeur atteignant 20 km, des couches géologiques en terrasse et un mélange de surfaces jeunes et vieilles, indiquant une activité géologique importante. La sonde a découvert deux nouveaux anneaux, minces et peu brillants, et a fourni des données sur chacun des onze anneaux de la planète, qui sont visiblement plus jeunes que les anneaux de Jupiter et de Saturne et constitués de particules plus grosses que celles formant ces derniers. 4.4 L'exploration de Neptune Quant à Neptune, Voyager 2 a montré que c'était une planète d'un dynamisme inattendu, avec plusieurs taches sombres (des ouragans) semblables à celles de Jupiter. La sonde a également révélé que les vents sont plus forts sur Neptune que sur n'importe quelle autre planète, avec des vitesses atteignant les 2 000 km/h. Les images prises par Voyager 2 de Triton, le plus grand des satellites de Neptune, ont montré des éruptions de type geyser envoyant de l'azote gazeux et des particules de poussière sombres à plusieurs kilomètres d'altitude dans son atmosphère. Avant de continuer son voyage dans l'espace intersidéral, Voyager 2 a transmis une dernière image, qui représente le Système solaire dans sa globalité. 4.5 Un premier bilan Au cours de leur mission conjointe, Voyager 1 et Voyager 2 ont exploré les quatre planètes géantes lointaines du Système solaire, quarante-huit de leurs satellites et chacun des systèmes d'anneaux et de champs magnétiques qui leur sont associés. Les données transmises par les sondes Voyager ont aidé à résoudre certaines questions cruciales de l'astronomie tout en en posant de nouvelles, toutes aussi cruciales, sur l'origine et l'évolution des planètes dans le Système solaire. 5 AU-DELÀ DU SYSTÈME SOLAIRE Pour accomplir leurs missions telles qu'elles ont été définies, les sondes Voyager ont été construites pour durer cinq ans. Mais, grâce aux progrès accomplis en matière de logiciels, les scientifiques ont été capables de reprogrammer les ordinateurs de bord des deux sondes et d'accroître ainsi considérablement leur durée de vie. Ainsi, les sondes Voyager poursuivent leur voyage dans l'espace et continuent de transmettre des données vers la Terre. Depuis le 16 décembre 2004, Voyager 1 navigue dans une zone tampon appelée héliogaine, dernière couche de l'héliosphère (sorte de « bulle « engendrée par le vent solaire). Cet événement historique, officialisé par une série d'articles concordants publiés en septembre 2005 dans la revue Nature, n'a pas eu l'écho mérité en raison de son annonce prématurée et controversée en 2002, alors que la sonde ne faisait qu'effleurer la frontière d'accès à l'héliogaine, baptisée « choc terminal « (zone où les particules supersoniques du vent solaire sont ralenties à des vitesses subsoniques par le milieu interstellaire), située à environ 14,1 milliards de kilomètres du Soleil (soit 94 UA). Cette controverse n'aurait pas eu lieu si les astronavigateurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de Pasadena (Californie) -- centre chargé de l'exploration robotique du Système solaire pour le compte de la NASA -- n'avaient pas volontairement omis de signaler la panne du détecteur de plasma capable de déterminer si l'engin avait franchi ou non la zone limite. Mais la révélation tardive de la panne a permis d'échapper aux contrôleurs de gestion de la NASA qui auraient évalué le budget de la mission à la baisse, voire simplement interrompu l'une des plus belles missions spatiales américaines, à nouveau au coeur de l'actualité astronomique internationale. La sonde Voyager 1 devrait poursuivre l'exploration du milieu interstellaire jusqu'à l'épuisement de son énergie, vers 2020. Voyager 2, dont l'ensemble des instruments embarqués est toujours opérationnel, devrait franchir à son tour le choc terminal vers 2009 et préciser les données recueillies par sa jumelle. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.
