PROGRAMME VOYAGER

Le programme Voyager est un programme d'exploration robotique de l'agence spatiale américaine de la NASA dont l'objectif est d'étudier les planètes extérieures du système solaire. Il comprend deux sondes spatiales identiques Voyager 1 et Voyager 2 lancées en 1977 qui ont survolé les planètes Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune ainsi que 48 de leurs lunes. Les données collectées par les 9 instruments portés par chaque sonde en font sans doute la mission d'exploration du système solaire la plus fructueuse sur le plan scientifique de toute l'histoire spatiale. Les sondes Voyager sont les premières à effectuer un survol de Uranus et Neptune et les secondes à étudier Jupiter et Saturne. Voyager 1 et 2 ont permis d'obtenir des informations détaillées sur l'atmosphère de Jupiter, Saturne et Uranus et ont amélioré notre compréhension de la composition de l'atmosphère de Jupiter. Les sondes Voyager ont révélé de nombreux détails sur les anneaux de Saturne, permis de découvrir les anneaux de Jupiter et ont fourni les premières images détaillées des anneaux d'Uranus et de Neptune. Les sondes ont découvert en tout 33 nouvelles lunes. Elles ont révélé l'activité volcanique de Io et la structure étrange d'Europe.

La NASA met sur pied en 1972 le programme Voyager pour exploiter une conjonction des planètes extérieures exceptionnelle qui doit permettre aux sondes de survoler plusieurs des planètes pratiquement sans dépense en carburant, en utilisant l'assistance gravitationnelle. Malgré les contraintes budgétaires liées à un climat économique et politique peu favorable à l'espace, la NASA après avoir renoncé à un projet plus ambitieux, parvient à construire deux engins parfaitement adaptés à ce programme complexe comme vont le prouver la longévité et la qualité du matériel scientifique récolté par les deux sondes. Voyager 1 et 2 sont dans leur catégorie des engins lourds, 800 kg à comparer aux 235 kg des sondes Pioneer chargées de jouer le rôle d'éclaireur, car elles emportent plus de 100 kg d'instrumentation scientifique.
Les sondes Voyager sont, en 2010, toujours en état de fonctionnement ; plusieurs de leurs instruments continuent à transmettre des informations sur le milieu environnant. Ayant dépassé l'orbite de Pluton, elles doivent franchir les différentes limites qui séparent le système solaire du milieu interstellaire. Voyager 1 a quitté l'héliosphère en décembre 2004 et se dirige désormais vers l'héliopause qui marque la limite de l'influence du vent solaire. Se déplaçant à plus de 17 km/s par rapport au Soleil, Voyager 1, porteur d'un message symbolique de l'Humanité, devrait être la première à passer à proximité d'une étoile dans 40 000 ans. Bien avant, vers 2020, la sonde se sera arrêtée de fonctionner du fait de la défaillance des générateurs thermoélectriques à radioisotope qui lui fournissent son énergie.

VOYAGER 2


Voyager 2 est la seconde des deux sondes spatiales du programme Voyager. Son lancement a eu lieu de 20 août 1977. Comme Voyager 1, elle a été conçue et réalisée au Jet Propulsion Laboratory près de Pasadena en Californie. Techniquement identique à Voyager 1, Voyager 2 a été lancée sur une trajectoire plus lente et plus courbée, ce qui a permis de la maintenir dans le plan de l’écliptique (où se trouvent les planètes du système solaire). Ainsi, elle a pu être dirigée vers Uranus et Neptune en utilisant l’assistance gravitationnelle lors des survols de Saturne en 1981 et d’Uranus en 1986. En raison de la trajectoire choisie, Voyager 2 n’a pas pu se rapprocher autant que Voyager 1 de Titan, le plus grand satellite de Saturne. Cependant, c’est aujourd’hui le seul engin spatial à avoir survolé Uranus et Neptune. La configuration particulière des quatre géantes gazeuses qui a rendu leur survol possible ne se reproduit que tous les 176 ans.
La mission Voyager 2 conjointement à celle de Voyager 1 a pu être menée à bien pour un coût nettement inférieur à celui des programmes plus avancés et plus spécialisés qui ont suivi, Galileo et Cassini-Huygens. Avec Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 et New Horizons, Voyager 2 est l’une des cinq sondes spatiales à suivre une trajectoire quittant le système solaire. En 2010, la sonde a parcouru depuis la Terre une distance de 21 milliards de km et continue à envoyer des données scientifiques sur son environnement 33 ans après son lancement. Au 6 avril 2011, la sonde est à 94,9 UA du Soleil.



La Sonde Voyager


Caractéristiques générales[modifier]
La sonde Voyager a une masse de 825,5 kg dont 104,8 kg d'instrumentation scientifique à comparer aux 235 kg de Pioneer 10. Les ordinateurs et le système de télécommunication se trouvent logés au centre de celle-ci dans un cylindre aplati de 178 cm de diamètre et de 47 cm d'épaisseur au cœur duquel se trouve le réservoir de carburant utilisé par les moteurs. Tous les autres composants de la sonde se rattachent à ce cylindre. Les instruments scientifiques qui doivent être orientés vers les planètes et lunes (ISS, IRIS et PPS) sont installés sur une plateforme située au bout d'une perche s'étendant jusqu'à environ 2,5 m du centre de la sonde : la plateforme est orientable selon deux degrés de liberté avec une précision de 0,1°. Les magnétomètres sont installés sur une perche de 13 m de long. Une troisième perche porte à son extrémité les générateurs thermoélectriques à radioisotope (RTG) produisant l'énergie nécessaire à la mission. Les instruments radio PRA et PWS fonctionnent quant à eux grâce à deux antennes de 10 m, perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. Tous les instruments scientifiques sont installés de manière à être au moins à 6,4 mètres du RTG pour limiter l'incidence du rayonnement émis par la décomposition radioactive du plutonium 2381.

Pour garantir le fonctionnement de la sonde durant les 5 ans de la mission, une durée exceptionnelle pour l'époqueN 1, chaque système vital est doublé : ordinateurs, senseur solaire et d'étoile, équipement radio, système de propulsion, etc. C'est ainsi que sur la sonde Voyager 1 c'est l'ordinateur principal de secours qui remplace le système d'origine tombé en panne1.
Propulsion[modifier]
Le système de propulsion est constitué par 16 propulseurs utilisant de l'hydrazine qui en se décomposant sur un catalyseur fournit une poussée de 0,89 Newton par moteur. Pour la première fois sur une sonde spatiale, les mêmes moteurs sont utilisés pour contrôler l'orientation et corriger la trajectoire permettant de réduire la masse du système. Seuls huit moteurs sont nécessaires : 2 pour faire pivoter la sonde sur chaque axe et 2 pour accélérer ou freiner l'engin. Les huit autres moteurs sont là en secours. Les moteurs-fusée et le réservoir, qui contient au départ 90 kg d'hydrazine, sont situés dans le corps central de la sonde. Ce carburant qui permet de fournir un delta-v de 143 m/s s'est révélé largement suffisant, grâce à la précision de la trajectoire suivie (20 km d'erreur contre 200 km prévus au maximum) puisque il subsistait encore plus du tiers du carburant en l'an 2000 bien après l'achèvement des manœuvres de survol1.