Images de la vie du temps/NASA/Images de la vie du temps/Getty Images À ce moment là, deux engins spatiaux qui ont été lancés depuis la Terre en 1977 foncent dans l'espace à plus de 30, 000 mph (48, 280 km/h). Ils sont tous les deux à plusieurs milliards de kilomètres, plus loin de la Terre que tout autre objet créé par l'homme. Le 25 août, 2012, l'un d'eux a traversé l'espace interstellaire, faire le premier vaisseau spatial à quitter le système solaire
Voyager 1 et 2 transporter des messages codés vers des civilisations extraterrestres potentielles. Ils ont déjà beaucoup appris aux scientifiques sur les héliogaine , la couche la plus externe du système solaire. Mais rien de tout cela n'est même ce pour quoi ils ont été conçus.
Les vaisseaux spatiaux Voyager ont été construits pour survoler les planètes extérieures (Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus) et étudiez-les attentivement, la première fois dans l'histoire de l'humanité, ils avaient été observés de près. Le vaisseau spatial a magnifiquement réussi, faire avancer la science planétaire à pas de géant. Ce n'est qu'après avoir accompli leur mission principale qu'ils sont devenus les explorateurs les plus éloignés de la Terre.
Pourtant, c'était une question de chance et de timing pour que les missions soient possibles – et un coup de malchance égal qui a presque sabordé le projet Voyager avant même qu'il ne quitte le sol. Ces missions ambitieuses étaient le produit de nouvelles avancées dans la science et les mathématiques des trajectoires orbitales, mais ils ont presque été mis de côté en faveur du coûteux programme de navette spatiale. Pratiquement toutes les missions spatiales sans pilote entreprises aujourd'hui reposent sur les connaissances et l'expérience acquises par les Voyagers.
Nous allons examiner de près les sondes spatiales Voyager disgracieuses et tout l'équipement technique qu'elles transportent à bord. Nous suivrons leur trajectoire depuis les étapes de développement jusqu'à leur destin ultime à des années-lumière de la Terre. Il y aura des arrêts sur les plus grandes planètes de notre système solaire en cours de route. Et si vous vous demandez ce qu'il y a sur les disques d'or que chaque Voyager porte comme messages pour les formes de vie extraterrestres, nous allons leur donner un tour. Des extraterrestres les trouveront-ils un jour ?
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Voyager 1 en cours d'assemblage Avec l'aimable autorisation de la NASA/JPL-Caltech Les années 1970 ont été une période de transition pour l'effort spatial américain. Le programme Apollo touchait à sa fin, et la NASA essayait de comprendre quelle forme prendrait un vol spatial habité. Les missions Mariner ont élargi notre connaissance des planètes intérieures en envoyant des sondes spatiales survoler (et dans certains cas en orbite) Mars, Vénus et Mercure. Il y avait des plans provisoires pour envoyer une mission Mariner visiter certaines des planètes extérieures, mais en utilisant la propulsion chimique des fusées, un tel voyage prendrait 15 ans ou plus.
À la fois, d'importants progrès ont été réalisés dans la science de trajectoires orbitales assistées par gravité . Bien que les mathématiques et la physique impliquées soient assez compliquées, l'idée de base est qu'un vaisseau spatial peut utiliser la gravité d'une planète proche pour lui donner une grande accélération de la vitesse tant que le vaisseau spatial suit la bonne orbite. Plus la masse de la planète est élevée, plus la force gravitationnelle est forte, et plus le boost est important. Cela signifiait qu'une fois qu'une sonde spatiale a atteint Jupiter (la planète la plus massive de notre système solaire), il pourrait utiliser la gravité de Jupiter comme une fronde et partir à la découverte des planètes les plus éloignées.
En 1965, un ingénieur du nom de Gary Flandro a remarqué qu'au milieu des années 1970, les planètes extérieures seraient alignées de manière à permettre à un vaisseau spatial de les visiter toutes en utilisant une série de poussées assistées par gravité [source :Evans]. Cet alignement particulier n'était pas seulement un événement unique dans une vie - il ne se reproduirait pas avant 176 ans. C'était une coïncidence étonnante que la capacité technique d'accomplir une telle mission ait été développée quelques années avant que les planètes ne s'alignent pour le permettre.
Initialement, le projet ambitieux, connu comme le Grande tournée, aurait envoyé une série de sondes pour visiter toutes les planètes extérieures. En 1972, cependant, les projections budgétaires du projet approchaient les 900 millions de dollars, et la NASA prévoyait le développement de la navette spatiale [source :Evans]. Avec les immenses coûts de développement des navettes qui se profilent, le Grand Tour a été annulé et remplacé par un profil de mission plus modeste. Il s'agirait d'une extension du programme Mariner, désigné comme le Mission Mariner Jupiter-Saturne (MJS) . Basé sur la plate-forme Mariner et amélioré grâce aux connaissances acquises lors du survol de Jupiter par Pioneer 10 en 1973, les nouvelles sondes ont finalement pris le nom de Voyager. La conception a été achevée en 1977. Les ingénieurs optimistes de la NASA pensaient qu'ils pourraient utiliser des trajectoires assistées par la gravité pour atteindre Uranus et Neptune si la mission initiale pour visiter Jupiter et Saturne (et certaines de leurs lunes) était achevée avec succès. L'idée du Grand Tour revint à la vie.
Le plan final de la mission Voyager ressemblait à ceci :deux engins spatiaux (Voyager 1 et Voyager 2) seraient lancés à quelques semaines d'intervalle. Voyager 1 survolerait Jupiter et plusieurs des lunes de Jupiter à une distance relativement proche, numériser et prendre des photos. Voyager 2 survolerait également Jupiter, mais à une distance plus conservatrice. Si tout s'est bien passé, les deux sondes seraient catapultées vers Saturne par la gravité de Jupiter. Voyager 1 enquêterait alors sur Saturne, spécifiquement les anneaux, ainsi que la lune Titan. À ce moment, La trajectoire de Voyager 1 le sortirait du système solaire écliptique (le plan des orbites des planètes), loin de toutes les autres planètes, et finalement hors du système solaire lui-même.
Pendant ce temps, Voyager 2 visiterait Saturne et plusieurs des lunes de Saturne. S'il fonctionnait toujours correctement lorsque cela a été terminé, il serait stimulé par la gravité de Saturne pour visiter Uranus et Neptune avant de quitter également l'écliptique et de sortir du système solaire. Cela a été considéré comme un long shot, mais étonnamment, tout a fonctionné comme prévu.
Prochain, quel type de matériel les Voyager ont-ils emporté dans l'espace ?
Lequel a été lancé en premier ?Voyager 2 lancé de Cap Canaveral, Floride., à bord d'une fusée Titan-Centaur le 20 août, 1977. Voyager 1 lancé le 5 septembre, 1977. Pourquoi la numérotation est-elle inversée ? Une fois en route vers les planètes extérieures, Voyager 1 est passé par Voyager 2 et a atteint Jupiter en premier. La NASA pensait que le public serait confus si Voyager 2 commençait à rendre compte en premier, donc la numérotation ne suit pas l'ordre de lancement.
Vaisseau spatial Voyager Time &Life Pictures/Getty Images Les deux vaisseaux spatiaux Voyager sont identiques. Ils n'ont pas une allure élégante, conception aérodynamique car il n'y a pas de friction aérodynamique dans l'espace à craindre. Pesant 1, 592 livres (722 kilogrammes), ils sont constitués d'un bus principal, une antenne à gain élevé, trois perches qui contenaient des instruments scientifiques et l'alimentation électrique, et deux autres antennes.
Le bus principal est le corps du Voyager. C'est une boîte à 10 côtés de 1,8 mètre (5,9 pieds) de diamètre, et il contient des instruments scientifiques, électronique et un réservoir de carburant pour les propulseurs de fusée. Les propulseurs sont utilisés pour réorienter l'engin lorsqu'il se déplace dans l'espace.
Monté au sommet du bus principal, l'antenne à gain élevé mesure 3,7 mètres (12 pieds) de diamètre et ressemble à une antenne parabolique. Cette antenne est la façon dont les Voyagers reçoivent des commandes de la Terre et renvoient les données qu'ils recueillent. Peu importe où vole un vaisseau spatial Voyager, l'antenne à gain élevé pointe toujours vers la Terre.
L'une des rampes qui s'étend de l'autobus principal transporte les alimentation thermoélectrique radio-isotopique . Les pastilles de dioxyde de plutonium dégagent de la chaleur par décomposition naturelle. Cette chaleur est convertie en électricité à l'aide d'une série de thermocouples. Bien que la puissance de sortie ne soit pas très forte, il alimente très longtemps l'électronique et les instruments à bord des Voyager. L'alimentation ne devrait pas s'épuiser complètement avant 2020. L'alimentation électrique a été placée sur une perche pour empêcher le rayonnement d'interférer avec les autres instruments scientifiques.
Les deux autres flèches portent une série d'instruments. Ceux-ci inclus:
[source :Evans, Dethloff &Schorn]
Peut-être les instruments les plus importants à bord des Voyagers, en ce qui concerne le public, sont les caméras. Également monté sur le bras de l'instrument, les caméras ont une résolution de 800x800, avec les versions grand angle et champ étroit. Les caméras ont renvoyé des photos sans précédent des planètes extérieures et nous ont donné des vues de notre système solaire que nous n'avions jamais vues auparavant (y compris le célèbre plan de départ montrant à la fois la Terre et la Lune de la Terre dans le même cadre). La flèche portant les caméras pouvait être déplacée indépendamment du reste de l'engin.
Le système informatique du Voyager était également très impressionnant. Sachant que l'engin serait seul la plupart du temps, le décalage entre la commande et la réponse de la Terre s'allongeant au fur et à mesure que l'engin avançait dans l'espace, les ingénieurs ont développé un système informatique auto-réparable . L'ordinateur dispose de plusieurs modules qui comparent les données qu'ils reçoivent et les instructions de sortie qu'ils décident. Si un module diffère des autres, il est supposé défectueux et éliminé du système, remplacé par l'un des modules de sauvegarde. Il a été testé peu de temps après le lancement, lorsqu'un retard dans le déploiement de la flèche a été interprété à tort comme un dysfonctionnement. Le problème a été corrigé avec succès.
Dans la section suivante, nous découvrirons ce que nous avons appris des missions Voyager.
Contrôle au solTandis que les Voyagers eux-mêmes s'occupaient de toute la collecte des données, il y avait aussi d'importants éléments de mission sur le terrain. Les signaux des Voyagers sont devenus de plus en plus difficiles à détecter alors qu'ils s'envolaient dans le système solaire externe, la NASA a donc amélioré un réseau mondial de stations de réception radio pour mieux les détecter. Une série d'antennes paraboliques de 70 mètres (230 pieds) captent les données du Voyager et lui envoient des signaux, maintenir une communication presque continue [source :Evans].
La grande tache rouge de Jupiter, qui s'étend de l'équateur aux latitudes polaires australes, vu par la sonde spatiale Voyager 2 en 1979. MPI/Hulton Archive/Getty Images Bien que le coût de la mission à vie pour Voyager ait dépassé 750 millions de dollars, en 1989, les vaisseaux spatiaux avaient renvoyé suffisamment de données scientifiques pour en remplir 6, 000 éditions de l'Encyclopedia Britannica [source :Evans]. Les modules scientifiques à bord ont été choisis parmi des propositions soumises par des équipes de recherche à travers les États-Unis. Les informations sur Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune (et beaucoup de leurs lunes) que nous avons appris des missions Voyager n'étaient pas seulement énormes en quantité, mais aussi en influence. Il a façonné les manuels de sciences dans les écoles à travers les États-Unis, a informé les perceptions du public sur le système solaire et a jeté les bases du programme spatial moderne. Une grande partie de ce que nous savons sur les planètes extérieures vient de Voyager. Sans parler des milliers de photographies prises depuis des points de vue que les humains n'avaient jamais connus auparavant. Ces images brillantes de Jupiter et de Saturne ont enflammé l'imagination du public et alimenté l'enthousiasme pour la future exploration spatiale.
De Voyager, nous en avons appris plus sur la météo sur Jupiter; les anneaux autour de Jupiter, Saturne et Uranus; activité volcanique sur la lune Io de Jupiter; les masses et densités des lunes de Saturne; la pression atmosphérique sur Titan, la plus grosse lune de Saturne ; le champ magnétique d'Uranus; et un système météorologique persistant sur Neptune aussi grand que la Terre, connu comme le Grande tache sombre . Au moment où Voyager 2 a atteint Neptune, c'était en 1989. Plus de 10 ans s'étaient écoulés depuis le lancement, et de nombreux scientifiques travaillant sur la mission initiale étaient passés à autre chose. Voyager était passé par Jupiter, Saturne et Uranus en 1979, 1981 et 1986, respectivement.
La Grande Tache Noire à la surface de Neptune, comme observé par le vaisseau spatial Voyager 2 en 1989. Le spot, considéré comme une masse tourbillonnante de gaz, avait disparu en 1994, être remplacé par un endroit similaire dans un endroit différent. Frontières de l'espace/Archives Hulton/Getty Images Alors, où sont-ils maintenant? Les deux Voyager ne sont pas ensemble. Voyager 1 se déplace vers le nord (par rapport à l'orientation de la Terre hors du système solaire), tandis que Voyager 2 se déplace vers le sud. En 2007, ils sont tous deux entrés dans l'héliogaine, la partie la plus externe du système solaire. Là, le vent solaire rencontre les champs magnétiques interstellaires et forme une frontière avec une onde de choc. Les Voyagers ont traversé l'onde de choc et renvoyé des données, donnant aux astronomes leur première idée de la forme et de l'emplacement de l'héliogaine. Le 21 septembre, 2013, Les scientifiques de Voyager ont rapporté que Voyager 1 a quitté le système solaire le 25 août, 2012.
Bien que certains instruments des Voyagers ne fonctionnent plus, ils continuent à renvoyer des informations importantes. Imaginez une voiture qui roule sans interruption depuis 1977, et vous aurez une idée de l'incroyable de ces vaisseaux spatiaux. A leur distance actuelle, il faut plus de 14 heures aux signaux radio voyageant à la vitesse de la lumière pour atteindre la Terre. Les vaisseaux manquent de carburant pour leurs propulseurs d'orientation et devront éteindre certains instruments dans les années à venir car leur plutonium s'épuise également. D'ici 2020, ils seront sombres et silencieux.
Pourtant, ils continueront sur leur trajectoire actuelle, plus de 30 ans, 000 mph (48, 280 km/h), en arc dans la Voie lactée pendant des dizaines de milliers d'années. Sans atmosphère dans l'espace, ils ne se corroderont jamais, et il y a peu pour qu'ils s'écrasent dans l'espace interstellaire. Il leur en faudra environ 40, 000 ans avant même qu'ils ne soient à des années-lumière d'une autre étoile. Les Voyagers peuvent voyager pendant des centaines de milliers, voire des millions d'années.
Et si les Voyagers rencontraient un jour une civilisation extraterrestre intelligente ? Nous leur avons laissé un message.
Disque plaqué or "Sounds of Earth" et drapeau américain préparés pour le stockage à bord du vaisseau spatial Voyager 2, avec le chef de projet John Cassini (à gauche), au Centre spatial Kennedy. Images du temps et de la vie/Getty Images Lorsque la NASA s'est rendu compte que les Voyager finiraient par voyager au-delà du bord de notre système solaire, ils ont décidé que ce pourrait être une bonne idée d'inclure une sorte de message à tous les extraterrestres intelligents qui pourraient un jour les trouver. Un comité dirigé par un astronome Carl Sagan mettre ces messages ensemble. Ils sont contenus sur des disques de cuivre plaqué or, qui sont gravés un peu comme un album de disque vinyle. Une partie du disque contient des informations audio, y compris une variété de musique, salutations prononcées dans 55 langues différentes (dont certaines très obscures ou éteintes depuis longtemps) et une sélection de sons de la nature. Les disques comprennent également 122 images, codées sous forme de vibrations sur le disque avec des instructions de décodage.
Sur la plaque de couverture de chaque disque se trouvent plusieurs symboles qui décrivent la méthode de lecture du disque (un stylet et un plateau de montage sont également inclus). Les instructions de décodage de l'image sont révélées, décrivant le signal « début d'image », le rapport hauteur/largeur des images, et une reproduction de la première image, ainsi les extraterrestres sauraient s'ils avaient raison. Une carte des étoiles montrant clairement l'emplacement de la Terre complète le tableau.
Si les extraterrestres se demandent depuis combien de temps le Voyager qu'ils trouvent voyage, ils peuvent examiner le morceau d'uranium-238 attaché au bus principal près du dossier. Examiner les rapports isotopiques (en supposant qu'ils connaissent la demi-vie de l'uranium-238), ils pouvaient alors déduire combien de temps l'échantillon avait été dans l'espace.
Quelle musique les extraterrestres entendront-ils lorsqu'ils joueront le disque ? Principalement de la musique traditionnelle d'une variété de cultures, comme les chants amérindiens, Cornemuses écossaises et musique rituelle africaine. C'est aussi en quelque sorte une collection des «plus grands succès» de la musique classique. Les chansons les plus contemporaines sont « Johnny B. Goode » de Chuck Berry et un numéro de jazz de Louis Armstrong.
Les instructions de décodage et la carte sur la couverture du disque d'or Courtesy NASA/JPL-Caltech Les images du disque sont variées, et inclure des cartes de la Terre, des images des autres planètes de notre système solaire, des images de divers animaux et plusieurs images d'humains. Carl Sagan a écrit un livre sur le disque, appelé « Murmures de la Terre ». Un CD-ROM d'accompagnement a été publié des décennies plus tard.
Les disques Voyager sont similaires à une plaque qui a été placée à bord du Pioneer 10 et du Pioneer 11, bien que les créateurs des disques Voyager aient passé beaucoup de temps à s'assurer que les extraterrestres pouvaient le décoder. De nombreux scientifiques de la Terre n'ont pas pu décoder les informations sur la plaque Pioneer. À l'époque, certains ont exprimé leur inquiétude quant au fait que tout extraterrestre hostile trouvant le disque Voyager aurait une carte les menant directement sur Terre. Cependant, les Voyagers passeront des dizaines de milliers d'années dans l'espace interstellaire avant d'être à proximité d'une autre étoile, donc la question n'est pas vraiment une préoccupation immédiate. Si jamais les disques sont trouvés, il se peut que ce soit si loin dans le futur que les humains n'existent plus.
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V'GerDans "Star Trek:The Motion Picture" (le premier film Star Trek), une grande partie de l'intrigue tournait autour d'une étrange forme de vie électronique connue sous le nom de V'Ger. A la fin du film, il est révélé que V'Ger est l'une des sondes spatiales Voyager (Voyager 6, qui n'a jamais existé dans le monde réel) qui a soit acquis une sensibilité par elle-même, soit reçu une sensibilité d'une race extraterrestre. Il veut éradiquer toute l'humanité, mais évolue plutôt vers une autre forme de vie.
Dans l'univers fictif de Star Trek, il y a un différend quant à la place de V'Ger dans l'histoire de Trek. Certains suggèrent que V'Ger a créé le Borg, un froid, race extraterrestre logique qui deviendrait les principaux méchants de "Star Trek:The Next Generation". D'autres pensent que les Borgs ont rencontré V'Ger, mais que les extraterrestres cyborgs existaient avant la rencontre fortuite.
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