Les sondes Voyager fêtent leur 35e année dans l’espace

Le 20 août 1977, la sonde Voyager 2 prenait le chemin des étoiles à bord d’une fusée Titan-Centaur. Trente-cinq ans plus tard, la voilà à près de 15 milliards de kilomètres du soleil, soit à une distance cent fois plus importante de l’astre que ne l’est la Terre. Voyager 2 est actuellement la seule sonde spatiale à avoir survolé les deux planètes gazeuses extérieures Uranus et Neptune, et a fourni ainsi des données primordiales à la science. Il s’agit de la plus vieille sonde spatiale encore en fonctionnement. Sa jumelle, Voyager 1, a quant à elle commencé son voyage 16 jours plus tard, le 5 septembre 1977. Sa vitesse plus importante lui a cependant permis d’atteindre Jupiter en premier. Avec Saturne, il s'agissait initialement de l'objectif principal de la mission Voyager. Depuis, Voyager 1 a parcouru quelque 18 milliards de kilomètres, devenant l’objet de fabrication humaine le plus éloigné de la Terre.

Les deux sondes continuent d’envoyer des données en direction de la Terre et de recevoir notamment des ordres de manœuvre permettant d’effectuer des opérations d’étalonnage des appareils. Trente-trois heures s’écoulent avant que les chercheurs ne reçoivent un retour de Voyager 1, le temps nécessaire pour que les données puissent parcourir les kilomètres qui séparent les sondes du JPL basé à Pasadena, en Californie. Suzanne Dodd, gestionnaire de projet au JPL, raconte qu’elle reçoit presque chaque jour des informations en provenance de Voyager 1 et 2. «Si l’on prend en compte les radiations intenses émises par Jupiter auxquelles ont été exposées les sondes, et les températures basses présentes dans le cosmos, on peut conclure que les deux engins sont encore dans un état exceptionnel», ajouter Dodd.

Chaleur et électricité
L’énergie requise pour permettre la communication et le fonctionnement des instruments est fournie par des générateurs thermoélectriques à radio-isotopes (RTG). Ceux-ci utilisent la désintégration du Pu-238 et convertissent la chaleur ainsi générée par le biais d’éléments thermoélectriques, sans faire intervenir de pièces en mouvement. Chaque sonde est équipée de trois RTG montés en parallèle délivrant une puissance électrique de 315 watts. Les chercheurs doivent palier la baisse progressive de la puissance thermique, le Pu-238 ayant une demi-vie de 87,7 ans, en réduisant petit à petit le besoin énergétique des sondes. Pour ce faire, le JPL a mis au point un processus de gestion de l’énergie. En décembre 2011, il a par exemple coupé une des unités de chauffage de Voyager 1. L’instrument de mesure concerné fonctionne depuis à une température de -79°C bien qu’initialement il ait été conçu pour une température minimale de -35°C. Les chercheurs estiment que l’instrument pourra même continuer de fonctionner à des températures encore inférieures.

Les scientifiques du JPL pensent que ces mesures permettront à Voyager 1 et 2 de continuer à fonctionner jusqu’en 2020. D’ici là, ils estiment que les deux sondes auront dépassé la limite de notre système solaire pour atteindre l’espace interstellaire.

L’énergie nucléaire au service de l’exploration spatiale
Depuis longtemps, la Nasa utilise des sources d’énergie nucléaire dans le cadre de ses missions spatiales. En témoigne le rover Curiosity, qui a atterri à la surface de Mars début août (voir article précédent). L’agence spatiale alimente ses sondes en chaleur et électricité grâce aux isotopes radioactifs, selon le processus décrit plus haut. Le tableau ci-dessous présente un aperçu des missions de la Nasa ayant fait intervenir l'énergie nucléaire.