La sonde Voyager 1 a décollé en 1977, a survolé Jupiter et Saturne avant de se lancer dans le vide interstellaire. Depuis, il continue de transférer des données. Jusqu’à une anomalie de communication en novembre 2023, réparée à distance en avril 2024.
Il s’agit de l’objet fabriqué par l’homme le plus éloigné de la Terre. La sonde Voyager 1 traverse l’espace glacé, à 24 milliards de kilomètres de ses concepteurs. En novembre 2023, on pensait qu’elle était perdue à jamais dans le vide interstellaire. Sauvée par les ingénieurs de la NASA, l’ancienne sonde, arrachée de l’orbite terrestre en 1977, n’a pas dit son dernier mot.
Les objectifs étaient de survoler Jupiter et Saturne puis de poursuivre ce voyage vers les deux autres géantes gazeuses : Uranus et Neptune. “Un choix quelque peu douloureux a été fait lors du survol de Saturnese souvient Francis Rocard, responsable du programme d’exploration du système solaire au Centre national d’études spatiales (Cnes). Voyager 1 a été détourné pour survoler de très très près le satellite Titan. Cela a entraîné la disparition d’Uranus, de Neptune et même de Pluton. » Contrairement à sa sœur jumelle Voyager 2.
Économiser la consommation
A 24 milliards de kilomètres de la Terre, les communications sont acrobatiques. « Pour donner une petite idée, pour faire un aller simple jusqu’à la sonde, l’information prend environ 22 heures 22 heures 30 minutes. Et seules les très grandes antennes de 70 m du Deep Space Network (DSN) peuvent les recevoir. » La sonde jumelle Voyager 2 avait déjà subi une interruption de signal lors de travaux sur l’antenne DSS 43 près de Canberra, en Australie. « Les fréquences de communication des deux sondes Voyager, bandes S et X, sont inférieures à celles des sondes modernes. »
En novembre 2023, une anomalie est identifiée par un ingénieur de la DSN : les données envoyées par la sonde apparaissent incohérentes. « Cette anomalie est probablement due à un rayonnement cosmique de haute énergie, solaire mais aussi galactique, qui aurait pu endommager une puce électronique dans sa mémoire. » La prouesse des ingénieurs a été de comprendre la cause de la panne.
En avril 2024, la NASA a réussi à envoyer un « patch », autrement dit un correctif logiciel, par télécommande. « Le message adressé à l’enquête était grosso modo : “On n’écrit pas sur une mémoire corrompue, on écrit ailleurs” . Cela lui a permis de remonter, le 22 avril, des données techniques internes cohérentes », salue Francis Rocard. Deux instruments ont alors pu être redémarrés, a annoncé la NASA mercredi 22 mai 2024. La sonde semble donc opérationnelle et les données scientifiques devraient arriver très rapidement.
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« La bonne nouvelle dans cet incident était que Voyager 1 envoyait toujours des données. » La sonde est stabilisée par rotation. « Si malheureusement l’antenne dite « à gain élevé » (NDLR qui augmente la force du signal) ne pointait plus vers la Terre, cela aurait signifié la perte totale de la sonde. » Et à cette distance, les solutions de communication d’urgence sont inefficaces.
La perte de communication n’est pas le seul danger. Dans cet environnement interplanétaire lointain, il fait très froid. « La sonde a donc besoin de « réchauffeurs » pour sécuriser ses équipements. C’est aussi ce qui va limiter la durée de vie de la sonde”, note l’astrophysicien. Voyager dispose de trois batteries thermoélectriques à radio-isotopes (RTG) qui fournissent une énergie à base de plutonium-238. « Les RTG perdent environ 1 % de leur capacité par an. On anticipe la perte des sondes vers 2025. On verra si ça tient encore un peu. » Les chauffages ont été progressivement éteints pour économiser la consommation.
Plusieurs instruments
La sonde embarque onze instruments, à la pointe de l’époque. La charge utile comprend deux caméras couleur, un instrument ultraviolet, un spectromètre infrarouge, un magnétomètre (mesure des variations du champ magnétique solaire), une mesure Doppler (évaluer la vitesse de distance) et des instruments pour mesurer les ondes de plasma et les particules énergétiques.
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Ces derniers sont “le plus intéressant” et toujours active pour la mission prolongée des deux sondes Voyager : atteindre les limites du système solaire. “Grâce aux mesures de plasma de particules notamment, nous avons pu évaluer le franchissement de la première frontière de l’héliosphère, l’héliopause, c’est-à-dire la limite au-delà de laquelle l’influence du Soleil se partage avec celle du milieu interstellaire” , explique Francis Rocard. Malheureusement, lorsque la sonde est à 100% dans le milieu interstellaire, “il faudra tellement de temps avant qu’il soit complètement inactif”.
Une question demeure. Les données transmises par les deux sondes Voyager sont-elles encore utiles scientifiquement ? “Les technologies sont certes très anciennes, mais tant que l’instrument à plasma de particules et le magnétomètre fonctionnent bien, la NASA accepte de continuer à faire fonctionner la sonde”, explique l’astrophysicien. Nous souhaitons les préserver car ce sont les seuls, avec le Pioneer – désormais inactif – et bientôt New Horizons, qui se trouvent à plus d’une centaine d’unités astronomiques. (1) de la terre. Et on ne va pas y aller souvent ! »
(1) Une unité astronomique = une fois la distance Terre-Soleil.
