Quarante ans et toujours aussi fort

Les instruments fonctionnant à bord du vaisseau spatial Voyager

Par Doug Adler  | Publié: Lundi, 02 juillet 2018

Le concept de cet artiste représente l'un des vaisseaux Voyager qui traverse la frontière du système solaire dans un espace interstellaire. Bien que ces engins spatiaux lancés il y a plusieurs décennies, bon nombre de leurs instruments restent fonctionnels.

NASA / JPL-Caltech

Lancées en 1977, les sondes spatiales non habitées Voyager 1 et 2 ont mené une étude approfondie des planètes et des lunes du système solaire extérieur. En visitant Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, le programme Voyager ne peut être qualifié de succès sans réserve à presque tous les niveaux. Le vaisseau spatial jumelé a renvoyé des milliers de photographies et de quantités de données scientifiques qui ont fondamentalement changé notre compréhension de l'ensemble de notre système solaire. Actuellement, dans l'espace interstellaire, Voyager 1 est l'objet artificiel le plus éloigné de la Terre. Voyager 2 est proche du bord de notre système solaire et entrera un jour dans l’espace interstellaire.

Beaucoup de gens ignorent que même après plus de 40 ans, les deux sondes génèrent toujours activement des données scientifiques et les transmettent à la Terre. Bien que de nombreux instruments installés sur Voyager 1 et 2 aient été désactivés ou en panne, plusieurs continuent de fonctionner. Alimentés par des générateurs thermoélectriques à radio-isotopes nucléaires (RTG), les deux sondes devraient pouvoir continuer à fonctionner pendant plusieurs années.

La plate-forme de balayage Voyager, qui contient plusieurs instruments de chaque vaisseau spatial.

Doug Adler

Les instruments actuellement utilisés à bord des Voyagers incluent:
 

Spectromètre à plasma (PLS):
fonctionnant uniquement sur Voyager 2

Cet instrument est constitué de deux dispositifs métalliques (appelés cupules de Faraday) placés à angle droit. Celui qui pointe le long de la ligne Terre-engin spatial enregistre des données concernant la vitesse, la densité et la pression des ions du plasma. L'autre appareil hors axe mesure les électrons dans certains paramètres d'énergie. Le système PLS était essentiel pour étudier le vent solaire (le flux de particules chargées sortant du Soleil), déterminer comment le vent solaire interagissait avec les planètes, évaluer le plasma dans la magnétosphère de Jupiter et comment il était affecté par ses lunes, et étudier ions à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du système solaire.

Système de rayons cosmiques (SRC):
fonctionnant sous Voyager 1 et 2
Comme son nom l'indique, le SRS détecte les rayons cosmiques (particules de haute énergie qui proviennent de l'extérieur de notre système solaire). Le CRS peut identifier à la fois des électrons et des protons autour de l'engin spatial et a été utilisé pour étudier le vent solaire ainsi que le flux électrique autour de planètes telles que Saturne. À l’approche du bord du système solaire, le CRS était essentiel pour déterminer quand Voyager 1 traversait le choc de terminaison, où le vent solaire ralentissait nettement, et quand il détectait par la suite une forte augmentation des rayons cosmiques, il était considéré comme l’un des les éléments de preuve de confirmation qu'il a effectivement traversé dans le véritable espace interstellaire.

Le boom du magnétomètre du Voyager émergeant de sa cartouche fixée au bus de l'engin spatial.

Doug Adler

Magnétomètre (MAG):
fonctionnant sous Voyager 1 et 2

Les magnétomètres Voyager permettent de mesurer les modifications du champ magnétique du Soleil en termes de distance et de temps, ainsi que d'étudier les champs magnétiques autour des planètes extérieures et leur interaction avec leur lunes respectives. Chaque appareil Voyager est équipé de plusieurs magnétomètres espacés le long d'un «boom» déployable qui minimise les interférences provenant de l'engin spatial lui-même; certains se trouvent près de la base de l'engin spatial, un magnétomètre se trouve à 7 mètres de la base de la flèche et le plus éloigné se situe à environ 13 mètres de la base. Actuellement, les magnétomètres génèrent des données concernant le champ magnétique au bord du système solaire et dans l’espace interstellaire.

Presque aussi étonnant que les magnétomètres eux-mêmes, rarement crédité, le boom du magnétomètre lui-même mérite d'être mentionné, ce qui a permis à toute l'expérience MAG de réussir. Le bras délicat de 13 mètres de long, qui fixe les magnétomètres aux sondes spatiales, a dû être déployé après que les roquettes Titan-Centaur eurent libéré les Voyagers de leur nez. Lors du lancement, la perche et les magnétomètres attachés ont été en grande partie compressés dans un canister de seulement quelques pieds de long. Une fois libérées de leur véhicule de lancement, les goupilles de verrouillage des Voyagers ont été libérées et la perche déployée sur toute sa longueur, permettant ainsi aux magnétomètres de fonctionner. Le boom du magnétomètre est une véritable merveille d'ingénierie.

Expérience sur les particules chargées de faible énergie (LECP):
Fonctionnement sur Voyager 1 et 2

Le LECP recherche et mesure des électrons, des protons, des particules alpha et d'autres éléments lourds, à la fois autour des planètes et dans l'espace interplanétaire. Le LCEP est constitué de deux sous-systèmes: l’analyseur de particules magnétosphériques de faible énergie (LEMPA) et le télescope de particules de faible énergie (LEPT). La LECP a été utilisée pour aider à identifier la forme des magnétosphères autour de Saturne et d'Uranus.

Sous-système à onde plasma (PWS):
Fonctionnement sur Voyager 1 et 2

Cet appareil a été utilisé pour analyser les spectres des ondes de plasma et des ondes radioélectriques à basse fréquence dans les magnétosphères de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Le PWS continue à prendre des mesures à l'intérieur et au-delà de l'héliopause (la limite où le vent solaire est arrêté par le milieu interstellaire). Le PWS a également enregistré le «son» de l'espace interstellaire, que l'on peut entendre ci-dessous:

 

via http://www-pw.physics.uiowa.edu/plasma-wave/voyager/v1pws_interstellar_epo.html

Tous les autres instruments des deux sondes Voyager, y compris les caméras qui ont pris de nombreuses images emblématiques, ont échoué ou ont été désactivés. Les astronomes espèrent que les instruments de travail restants continueront à fonctionner pendant encore plusieurs années et que les Voyagers continueront à être une source de données utiles.

Bien que la technologie sur Terre ait considérablement progressé depuis le lancement de Voyagers, les deux engins spatiaux sont gelés sur le plan technologique: ils ont été envoyés en mission avec le meilleur équipement disponible à l'époque (y compris un magnétophone à 8 pistes pour le stockage de données, croyez-le ou pas) et ils ont résisté à l'épreuve du temps. Alors que le temps avance sur Terre, à bord du vaisseau spatial Voyager, nous sommes toujours en 1977.

Source : http://www.astronomy.com