Mission Voyageur. Monuments spatiaux et vitrines de l’humanité

46 ans après leur lancement, Voyager 1 et Voyager 2 sont toujours opérationnels. Ils fonctionnent beaucoup plus longtemps que prévu initialement et la NASA fait des miracles pour maintenir au moins certains modules des deux appareils opérationnels malgré le passage du temps et les énormes distances. Malheureusement, l’un d’eux a récemment commencé à tomber en panne. Que savons-nous des sondes Voyager et quel est leur objectif ?

Comment commencer à travailler à la NASA ? Il y a quelques années, lors de la recherche d’employés, l’Agence présentait des exigences assez atypiques.

Liste des exigences sous forme de connaissance du langage assembleur, langages de programmation COBOL, Fortran et ALGOL il semblait destiné à quelqu’un ayant les connaissances et les intérêts d’un conservateur de musée du logiciel plutôt qu’à un employé d’une agence dont l’ambition était d’atteindre les étoiles.

Cependant, le poste vacant que la NASA avait l’intention de pourvoir en 2016 exigeait des qualifications particulières : le nouvel employé devait remplacer un vétéran à la retraite, Larry Zottarelli, 80 ans. Il a été le dernier membre de l’équipe originale qui a envoyé Voyager 2 et 1 dans l’espace en 1977 (dans cet ordre), puis a supervisé leur fonctionnement pendant 40 ans.

Grâce aux soins prodigués à l’employé âgé, plusieurs décennies après la fin initialement prévue de la mission, la sonde Voyager est non seulement restée fonctionnelle, mais a également fourni des connaissances sur des coins de plus en plus éloignés du système solaire et, après l’avoir quitté, sur l’espace interstellaire.

Au cours des décennies d’exploration spatiale, l’humanité a envoyé des dizaines de sondes spatiales, depuis celles explorant le voisinage immédiat de la Lune ou de Mars, jusqu’aux voyageurs longue distance découvrant – comme la sonde New Horizons – les secrets de Pluton, de la ceinture de Kuiper et bien plus encore. coins du système solaire.

Parmi les nombreuses sondes, seules quelques-unes ont voyagé suffisamment loin de la Terre pour quitter leur système stellaire d’origine. La sonde New Horizons fonctionne depuis 2006 et transmet des données inestimables. Il y a plus de 20 ans, ils se sont tus, après avoir fait leur travail, dérivant quelque part dans l’espace interstellaire. Sony Pioneer 10 et 11.

Outre ces trois sondes, il existe des sondes qui parcourent l’espace depuis 46 ans et envoient toujours des résultats de mesures à la Terre. Voyager 1 i Voyager 2. Ce sont des détenteurs de records spatiaux. Les Voyagers sont actuellement les objets artificiels les plus éloignés de la Terre, et en même temps une véritable merveille d’ingénierie, fonctionnant en continu pendant près d’un demi-siècle dans des conditions extrêmement hostiles.

Le succès de la mission Voyager n’est pas un hasard. La distance record parcourue par les sondes jusqu’à présent est due à l’assistance gravitationnelle, une méthode ingénieuse permettant d’accélérer des objets dans l’espace en utilisant la gravité des planètes rencontrées en cours de route. Cela nécessitait de planifier la mission de manière à ce qu’après avoir examiné un objet spatial, nous puissions nous diriger vers le suivant en utilisant le moins d’énergie possible.

Dans le cas des Voyagers, cela signifiait beaucoup fenêtre de temps étroitelimité d’une part par l’accès de l’humanité à une technologie suffisamment avancée, et d’autre part par la disposition mutuelle des planètes permettant une série de manœuvres pour accélérer les sondes.

Il n’y avait qu’une seule chance pour une telle mission : il faudra attendre jusqu’en 2153 pour avoir des conditions favorables pour la prochaine. En conséquence, Voyager 1 se trouve actuellement à 162 UA (unité astronomique – la distance moyenne de la Terre au Soleil) de la Terre, soit plus de 24 milliards de kilomètres, et Voyager 2 à plus de 134 UA.

Une si grande distance provoque des problèmes de communication : le signal radio envoyé par Voyager atteint la Terre après plus de 22 heures, alors qu’il voyage dans l’autre sens dans un temps similaire.

Cela signifie que Voyager recevra une réponse de la Terre aux données transmises près de deux jours après leur envoi. La communication elle-même s’effectue à la vitesse d’un escargot. Dans le cas des données de télémétrie, 160 à 600 bits par seconde atteignent la Terre, mais le code logiciel et les commandes parviennent au Voyager depuis vitesse de 40 bits par seconde. C’est plusieurs ordres de grandeur inférieurs aux normes de diffusion modernes.

C’est aussi l’une des raisons pour lesquelles le fonctionnement des Voyagers nécessite la connaissance du code machine et des langages de programmation de bas niveau, qui permettent de réduire au maximum le volume de données transmises. Même sans cela, les programmeurs responsables du logiciel de la sonde sont sévèrement limités par leur capacité mémoire, environ 70 Ko.

Malheureusement, même l’équipement le mieux conçu et dupliqué peut tomber en panne avec le temps. Cela s’est produit plusieurs fois sur les deux Voyager, les correctifs logiciels finaux ayant été téléchargés sur Voyager 2 fin octobre.

La NASA est désormais confrontée à un autre défi. Comme l’a rapporté l’Agence, Voyager 1 a commencé à transmettre du « charabia numérique » au lieu de données structurées. Deux systèmes en sont responsables : FDS (ang. système de données de vol)chargé de collecter toutes les données générées par la sonde et de les compresser, et le TMU (unité de modulation de télémétrie), chargé d’envoyer les données vers la Terre.

Selon la NASA, la communication entre le FDS et le TMU a été interrompue, ce qui a entraîné l’envoi par la sonde d’une séquence répétitive de données aléatoires. La mise en œuvre du programme standard de réparation du matériel informatique, c’est-à-dire l’arrêt et la mise sous tension des deux systèmes, n’a donné aucun résultat. Selon la NASA, cela pourrait prendre plusieurs semaines pour développer une solution permettant de restaurer Voyager 1.

Même si les successeurs de Larry Zottarelli parviennent à relever ce défi, le sort des Voyagers est déjà scellé.

Les sondes Voyager fonctionnent toujours malgré le passage du temps, mais leurs générateurs thermoélectriques radio-isotopiques remplis de plutonium radioactif, qui fonctionnent en continu sans interférence extérieure depuis 46 ans, fournissent de moins en moins d’énergie. La demi-vie du plutonium-238 est de 87,7 ans.

Bien que la NASA fasse des miracles en termes d’économies d’énergie en éteignant progressivement certains éléments des sondes, il n’y aura finalement plus assez d’électricité pour assurer la communication. Les estimations actuelles indiquent que cela se produira vers 2030.

Les sondes auront alors 63 ans et il n’y aura probablement aucun survivant de l’équipe d’origine chargée d’envoyer les Voyagers dans l’espace. Toutefois, la rupture des communications ne signifiera pas la fin de la mission, car les sondes Voyager sont la vitrine cosmique de notre espèce.

Les deux sondes transportent des disques Voyager Golden Record – des disques de 12 pouces contenant un enregistrement de 2 heures de sons et de photos préparés par Carl Sagan et son équipe, représentant la Terre et ses habitants, ainsi que des informations sur le système solaire, notre emplacement dans le galaxie et anatomie humaine. .

Bien qu’actuellement – conformément à ce que l’on appelle théorie de la forêt sombre – de nombreuses voix critiques considèrent les tentatives d’établissement de contacts avec des civilisations extraterrestres comme extrêmement irresponsables, les Voyageurs porteront un message des Terriens pour les milliers d’années à venir. Combien de temps?

À moins qu’ils n’entrent en collision avec un objet cosmique, le bombardement des deux disques avec des particules de poussière cosmique dégradera leurs surfaces en quelques centaines d’années, mais la lecture des données sera possible bien plus longtemps. Selon les estimations de la NASA, plaque portée par Voyager 1 conservera ses données plus longtemps que celles de Voyager 2 et seront partiellement lisible même après 5 milliards d’années.

C’est plus ancien que l’âge estimé actuel de la Terre. Qu’arrivera-t-il pendant ce temps à l’espèce intelligente qui a envoyé les Voyageurs dans un si long voyage ? Qui retrouvera les sondes spatiales envoyées en 1977 ? Et que fera-t-il des connaissances qu’ils apportent ?

L’avenir lointain des Voyagers est un grand point d’interrogation, mais nous pouvons être sûrs que les deux sondes survivront beaucoup plus longtemps que les derniers humains qui se souviennent du moment où ils étaient à bord. raquette Titan 3Edans le module Centaur, ont commencé leur mission unique.