Un concept d'artiste représentant l'un des deux vaisseaux spatiaux Voyager de la NASA. Le vaisseau spatial le plus éloigné et le plus ancien de l'humanité célèbre ses 40 ans en août et septembre 2017. Crédit :Jet Propulsion Laboratory
Le vaisseau spatial le plus éloigné et le plus ancien de l'humanité, Voyager 1 et 2, atteindre 40 ans d'exploitation et d'exploration en août et septembre. Malgré leur grande distance, ils continuent à communiquer quotidiennement avec la NASA, toujours à sonder la dernière frontière.
Leur histoire n'a pas seulement touché des générations de scientifiques et d'ingénieurs actuels et futurs, mais aussi la culture de la Terre, y compris le cinéma, art et musique. Chaque vaisseau spatial porte un disque d'or des sons de la Terre, photos et messages. Puisque le vaisseau spatial pourrait durer des milliards d'années, ces capsules temporelles circulaires pourraient être un jour les seules traces de la civilisation humaine.
"Je crois que peu de missions peuvent égaler les réalisations du vaisseau spatial Voyager au cours de leurs quatre décennies d'exploration, " a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la Direction des missions scientifiques (SMD) de la NASA au siège de la NASA. "Ils nous ont appris les merveilles inconnues de l'univers et ont vraiment inspiré l'humanité à continuer à explorer notre système solaire et au-delà."
Les Voyagers ont établi de nombreux records dans leurs voyages sans précédent. En 2012, Voyageur 1, qui a été lancé le 5 septembre, 1977, est devenu le seul vaisseau spatial à être entré dans l'espace interstellaire. Voyageur 2, lancé le 20 août, 1977, est le seul vaisseau spatial à avoir survolé les quatre planètes extérieures - Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Leurs nombreuses rencontres planétaires incluent la découverte des premiers volcans actifs au-delà de la Terre, sur la lune Io de Jupiter; des indices d'un océan souterrain sur la lune Europe de Jupiter ; l'atmosphère la plus semblable à la Terre du système solaire, sur la lune Titan de Saturne; le brouillon, lune glacée Miranda à Uranus; et des geysers glacés sur la lune Triton de Neptune.
Bien que le vaisseau spatial ait laissé les planètes loin derrière - et qu'aucun ne s'approchera à distance d'une autre étoile pendant 40 ans, 000 ans—les deux sondes renvoient toujours des observations sur les conditions où l'influence de notre Soleil diminue et où l'espace interstellaire commence.
Voyager 2 a été lancé le 20 août 1977, du Centre spatial Kennedy de la NASA à Cap Canaveral en Floride, propulsé dans l'espace sur une fusée Titan/Centaure. Crédit :Jet Propulsion Laboratory
Voyageur 1, maintenant à près de 13 milliards de kilomètres de la Terre, voyage à travers l'espace interstellaire vers le nord hors du plan des planètes. La sonde a informé les chercheurs que les rayons cosmiques, noyaux atomiques accélérés à presque la vitesse de la lumière, sont jusqu'à quatre fois plus abondants dans l'espace interstellaire qu'au voisinage de la Terre. Cela signifie l'héliosphère, le volume en forme de bulle contenant les planètes de notre système solaire et le vent solaire, agit efficacement comme un bouclier contre les radiations pour les planètes. Voyager 1 a également laissé entendre que le champ magnétique du milieu interstellaire local est enroulé autour de l'héliosphère.
Voyageur 2, maintenant à près de 11 milliards de kilomètres de la Terre, se dirige vers le sud et devrait entrer dans l'espace interstellaire au cours des prochaines années. Les emplacements différents des deux Voyagers permettent aux scientifiques de comparer dès maintenant deux régions de l'espace où l'héliosphère interagit avec le milieu interstellaire environnant à l'aide d'instruments qui mesurent les particules chargées, champs magnétiques, ondes radio basse fréquence et plasma éolien solaire. Une fois que Voyager 2 traverse le milieu interstellaire, ils pourront également échantillonner le milieu à partir de deux endroits différents simultanément.
"Aucun de nous ne savait, quand nous avons lancé il y a 40 ans, que tout fonctionnerait encore, et poursuivant cette aventure pionnière, " a déclaré Ed Stone, Scientifique du projet Voyager basé à Caltech à Pasadena, Californie. "La chose la plus excitante qu'ils trouveront au cours des cinq prochaines années sera probablement quelque chose dont nous ne savions pas qu'il était à découvrir."
Les Voyagers jumeaux ont été des surperformants cosmiques, grâce à la prévoyance des concepteurs de missions. En se préparant à l'environnement radiatif de Jupiter, la plus dure de toutes les planètes de notre système solaire, les engins spatiaux étaient bien équipés pour leurs voyages ultérieurs. Les deux Voyagers transportent des systèmes redondants qui permettent au vaisseau spatial de basculer vers des systèmes de sauvegarde de manière autonome si nécessaire, ainsi que des alimentations de longue durée. Chaque Voyager possède trois générateurs thermoélectriques à radio-isotopes, appareils qui utilisent l'énergie thermique générée par la désintégration du plutonium-238 - seule la moitié aura disparu après 88 ans.
L'espace est presque vide, les Voyagers ne sont donc pas à un niveau significatif de risque de bombardement par de gros objets. Cependant, L'environnement spatial interstellaire de Voyager 1 n'est pas un vide complet. Il est rempli de nuages de matière diluée provenant d'étoiles qui ont explosé en supernovae il y a des millions d'années. Ce matériau ne présente pas de danger pour le vaisseau spatial, mais c'est un élément clé de l'environnement que la mission Voyager aide les scientifiques à étudier et à caractériser.
Cette vue simulée en vraies couleurs de Jupiter est composée de 4 images prises par le vaisseau spatial Cassini de la NASA le 7 décembre. 2000. Pour illustrer à quoi aurait ressemblé Jupiter si les caméras avaient un champ de vision suffisamment large pour capturer la planète entière, la carte cylindrique était projetée sur un globe. La résolution est d'environ 144 kilomètres (89 miles) par pixel. La lune de Jupiter, Europe, projette de l'ombre sur la planète. Crédit :NASA/JPL/Université de l'Arizona
Parce que la puissance des Voyager diminue de quatre watts par an, les ingénieurs apprennent à faire fonctionner le vaisseau spatial sous des contraintes de puissance de plus en plus strictes. Et pour maximiser la durée de vie des Voyager, ils doivent également consulter des documents écrits il y a une dizaine d'années décrivant les commandes et les logiciels, en plus de l'expertise d'anciens ingénieurs de Voyager.
"La technologie est vieille de plusieurs générations, et il faut quelqu'un avec une expérience de conception des années 1970 pour comprendre comment le vaisseau spatial fonctionne et quelles mises à jour peuvent être apportées pour leur permettre de continuer à fonctionner aujourd'hui et dans le futur, " dit Suzanne Dodd, Chef de projet Voyager basé au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena.
Les membres de l'équipe estiment qu'ils devront éteindre le dernier instrument scientifique d'ici 2030. Cependant, même après que le vaisseau spatial se soit tu, ils continueront sur leurs trajectoires à leur vitesse actuelle de plus de 30, 000 mph (48, 280 kilomètres par heure), effectuant une orbite dans la Voie lactée tous les 225 millions d'années.
Le premier et le plus éloigné :comment les voyageurs ont ouvert les sentiers
Peu de missions peuvent égaler les réalisations des vaisseaux spatiaux révolutionnaires Voyager 1 et 2 de la NASA au cours de leurs 40 années d'exploration. Voici une courte liste de leurs principales réalisations à ce jour.
Image Voyager 1 d'Io montrant un panache actif de Loki sur un membre. La caractéristique en forme de cœur au sud-est de Loki se compose de dépôts de retombées du panache actif Pelé. Les images qui composent cette mosaïque ont été prises à une distance moyenne d'environ 490, 000 kilomètres (340, 000 milles). Crédit :NASA/JPL/USGS
Premières planétaires
Lancé en 1977, les Voyagers ont livré de nombreuses surprises et découvertes de leurs rencontres avec les géantes gazeuses du système solaire externe :Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Entre 1977 et 1990, la mission a obtenu ces distinctions :
Premières héliophysiques
Après le départ de Voyager 1 de Saturne en novembre 1980, il a commencé un voyage là où aucun objet fabriqué par l'homme n'était jamais allé auparavant :l'espace entre les étoiles. Le 25 août, 2012, il a traversé l'espace interstellaire, laissant derrière lui l'héliosphère - l'énorme bulle magnétique entourant notre Soleil, planètes et vent solaire. Voyager 2 a mis le cap sur l'espace interstellaire après son départ de Neptune en août 1989, et devrait entrer dans l'espace interstellaire dans les prochaines années. Ensemble, les Voyagers nous ont beaucoup appris sur l'étendue de l'influence de notre soleil et la nature même de l'espace qui se trouve au-delà de nos planètes.
Cette image approximative en couleur naturelle montre Saturne, ses anneaux, et quatre de ses satellites glacés. Trois satellites (Téthys, Dioné, et Rhéa) sont visibles dans l'obscurité de l'espace, et un autre satellite plus petit (Mimas) est visible contre les sommets des nuages de Saturne très près de l'horizon gauche et juste en dessous des anneaux. Les ombres sombres de Mimas et Téthys sont également visibles sur les sommets des nuages de Saturne, et l'ombre de Saturne est vue à travers une partie des anneaux. Saturne, deuxième en taille après Jupiter dans notre système solaire, est 120, 660 km (75, 000 mi) de diamètre à son équateur (le plan annulaire) mais, en raison de sa rotation rapide, Saturne est 10% plus petit mesuré à travers ses pôles. Les anneaux de Saturne sont principalement composés de particules de glace allant de la poussière microscopique aux rochers. Ces particules orbitent autour de Saturne dans un vaste disque d'à peine 100 mètres (330 pieds) d'épaisseur. La finesse des bagues contraste avec leur grand diamètre - par exemple 272, 400 km (169, 000 mi) pour la partie extérieure de l'anneau A brillant, l'anneau le plus externe visible ici. L'écart concentrique prononcé dans les anneaux, la Division Cassini (du nom de son découvreur), est une région large de 3500 km (2200 mi, presque la largeur des États-Unis) qui est beaucoup moins peuplé de particules annulaires que les anneaux B et A plus brillants de chaque côté de l'espace. Les anneaux montrent également une structure radiale énigmatique ('rayons'), particulièrement à gauche. Cette image a été synthétisée à partir d'images prises dans les filtres bleu et violet de Voyager et a été traitée pour recréer une couleur et un contraste approximativement naturels. Crédit :NASA/JPL/USGS
Premières et records en ingénierie et en informatique
Les Voyageurs, qui a été lancé avec des configurations et des instruments presque identiques, ont été conçus pour résister à l'environnement de rayonnement sévère de Jupiter, le plus grand défi physique qu'ils aient jamais rencontré. Les préparatifs du péril à Jupiter ont assuré que les Voyagers seraient bien équipés pour le reste de leurs voyages, trop. Les avancées en ingénierie et en informatique que les Voyagers ont lancées ont préparé le terrain pour de futures missions.
Ces deux images d'Uranus, l'une en vraies couleurs (à gauche) et l'autre en fausses couleurs, ont été compilées à partir d'images renvoyées le 17 janvier. 1986, par la caméra à angle étroit de Voyager 2. Le vaisseau spatial était à 9,1 millions de kilomètres (5,7 millions de miles) de la planète, plusieurs jours de l'approche la plus proche. L'image de gauche a été traitée pour montrer Uranus tel que les yeux humains le verraient du point de vue du vaisseau spatial. L'image est un composite d'images prises à travers le bleu, filtres vert et orange. Les ombrages plus sombres en haut à droite du disque correspondent à la limite jour-nuit sur la planète. Au-delà de cette frontière se trouve l'hémisphère nord caché d'Uranus, qui reste actuellement dans l'obscurité totale pendant que la planète tourne. La couleur bleu-vert résulte de l'absorption de la lumière rouge par le méthane dans les profondeurs d'Uranus, atmosphère froide et remarquablement claire. L'image de droite utilise de fausses couleurs et une amélioration du contraste extrême pour faire ressortir des détails subtils dans la région polaire d'Uranus. Images obtenues par ultraviolet, les filtres violet et orange ont été respectivement convertis au même bleu, couleurs vertes et rouges utilisées pour produire l'image à gauche. Les très légers contrastes visibles en vraie couleur sont ici fortement exagérés. Dans cette image en fausses couleurs, Uranus révèle une capuche polaire sombre entourée d'une série de bandes concentriques de plus en plus claires. Une explication possible est qu'une brume ou un smog brunâtre, concentré sur le pôle, est organisé en bandes par les mouvements zonaux de la haute atmosphère. La bande orange et jaune vif au bord inférieur du limbe de la planète est un artefact de l'amélioration de l'image. En réalité, le limbe est sombre et de couleur uniforme autour de la planète. Crédit :NASA/JPL
Au-delà de ça, le vaisseau spatial Voyager continue d'établir des records d'endurance et de distance :
La lune glacée d'Uranus, Miranda, est vue sur cette image de Voyager 2 le 24 janvier 1986. Crédit :NASA/JPL-Caltech
L'atmosphère bleu-vert de Neptune est montrée plus en détail que jamais par le vaisseau spatial Voyager 2 alors qu'il approche rapidement de sa rencontre avec la planète géante. Cette image en couleur, produit à une distance d'environ 16 millions de kilomètres, montre plusieurs caractéristiques atmosphériques complexes et déroutantes. La grande tache sombre (GDS) vue au centre est d'environ 13, 000 km par 6, 600 km de taille - aussi grand le long de sa plus grande dimension que la Terre. Le brillant, Les nuages vaporeux de "type cirrus" vus planer à proximité du GDS sont plus élevés en altitude que le matériau sombre d'origine inconnue qui définit ses limites. Un voile fin remplit souvent une partie de l'intérieur du GDS, comme on le voit sur l'image. Le nuage brillant au bord sud (inférieur) du GDS mesure environ 1, 000 km dans son étendue nord-sud. Le petit, nuage brillant sous le GDS, surnommé le "scooter, " tourne plus vite que le GDS, gagnant environ 30 degrés vers l'est (vers la droite) en longitude à chaque rotation. Rayures lumineuses de nuages à la latitude du GDS, les petits nuages qui le recouvrent, et une saillie sombre faiblement visible à son extrémité ouest sont des exemples de conditions météorologiques dynamiques sur Neptune, qui peut changer de manière significative sur des échelles de temps d'une rotation (environ 18 heures). Crédit :NASA/JPL
Mosaïque globale de couleur de Triton, prise en 1989 par Voyager 2 lors de son survol du système Neptune. La couleur a été synthétisée en combinant des images haute résolution prises à travers l'orange, violet, et filtres ultraviolets; ces images étaient affichées en rouge, vert, et des images bleues et combinées pour créer cette version couleur. Avec un rayon de 1, 350 (839 km), environ 22% plus petit que la lune de la Terre, Triton is by far the largest satellite of Neptune. It is one of only three objects in the Solar System known to have a nitrogen-dominated atmosphere (the others are Earth and Saturn's giant moon, Titan). Triton has the coldest surface known anywhere in the Solar System (38 K, about -391 degrees Fahrenheit); it is so cold that most of Triton's nitrogen is condensed as frost, making it the only satellite in the Solar System known to have a surface made mainly of nitrogen ice. The pinkish deposits constitute a vast south polar cap believed to contain methane ice, which would have reacted under sunlight to form pink or red compounds. The dark streaks overlying these pink ices are believed to be an icy and perhaps carbonaceous dust deposited from huge geyser-like plumes, some of which were found to be active during the Voyager 2 flyby. The bluish-green band visible in this image extends all the way around Triton near the equator; it may consist of relatively fresh nitrogen frost deposits. The greenish areas includes what is called the cantaloupe terrain, whose origin is unknown, and a set of "cryovolcanic" landscapes apparently produced by icy-cold liquids (now frozen) erupted from Triton's interior. Credit:NASA/JPL/USGS
