Voyager 2

La sonde

Chaque sonde Voyager était composé d'un bus à 10 côté, d'une hauteur de 47 cm et mesurant 1,78 m de bord à bord. Une antenne parabolique d'un diamètre de 3,66 m était montée sur le bus. La plus grande partie des instruments scientifiques étaient montés sur un bras qui pouvait s'étendre à 2,5 m de la sonde. Au bout du bras se trouvait une plate-forme dirigeable sur laquelle étaient fixés les instruments optiques et spectrographiques. Sur cette même plate-forme se trouvaient également fixés les détecteurs de particules chargées en énergie. Les magnétomètres se trouvaient sur un autre bras qui pouvait s'étendre à 13 m sur le côté opposé au bras précédent. Un troisième bras, s'étendant vers le bas, portait les générateurs thermoélectriques à radio-isotopes de la sonde. Deux antennes rétractables de 10 m de haut pouvaient se déplier, chacune perpendiculaire à l'autre. La sonde pouvait se stabiliser selon 3 axes pour permettre une vision sélective pour les instruments situés sur la première plate-forme.

    L'énergie était fournie par 3 générateurs thermoélectriques à radio-isotopes. Chaque générateur mesurait 40,6 cm de diamètre pour 50,8 cm de longueur et pesait 39 kg. Les générateurs utilisaient une source radioactive qui produisait de la chaleur. La puissance totale fournie par les générateurs déclina lentement alors que le matériau radioactif se transformait. C'est ainsi que la puissance fournie par Voyager était de 470 W au décollage et qu'elle tomba à 335 W au début de 1997. Comme la puissance continue à baisser, la charge électrique sur la sonde va également décliner. En 1998, les scientifiques ont estimé qu'en limitant les interventions des instruments, la sonde pourrait continuer à fonctionner jusqu'en 2020.

    Voyager fut la première sonde à utiliser la bande-X comme fréquence de lien de télémétrie primaire. Les données pouvaient être gardées pour des transmissions ultérieures vers la Terre grâce à l'utilisation d'un enregistreur digital à bord.

    Comme Voyager s'éloigne de la Terre, il faut un grand laps de temps pour envoyer des instructions à la sonde ; c'est pourquoi Voyager fut conçu pour fonctionner de manière presque automatique. Pour réaliser cet exploit et pour effectuer les séquences complexes des mouvements de la sonde, 3 ordinateurs de bord interconnectés furent utilisés. Le Système de Commande par Ordinateur était conçu pour garder des données, pour donner des instructions aux deux autres ordinateurs et pour déclencher les commandes au moment donné. Le Système de Contrôle des Articulations et d'Attitude était conçu pour contrôler le positionnement de la sonde et les mouvements de la plate-forme. Le système de Données de Vol contrôlait les instruments ainsi que les changements de configuration des données télémétriques. Tous les 3 ordinateurs possédaient des données communes pour permettre une continuité dans les opérations de la sonde. Le Système de Contrôle des Articulations et d'Attitude comportait en outre un chasseur d'étoiles et des sensors solaires.

Le message de la sonde

Sur chaque sonde Voyager, un disque de 30 cm en cuivre recouvert d'or a été fixé. Sur le disque ont été enregistré des sons et des images de la Terre caractéristiques de la diversité de la vie et de la culture sur la planète. Le disque est enfermé dans une pochette en aluminium avec une cartouche et une aiguille. Des instructions expliquant d'où vient la sonde et comment lire le disque est gravé sur la pochette. Sur 2 cm de la pochette se trouve également de l'uranium 238 ultra pur qui permet de déterminer le temps écoulé depuis le décollage en mesurant le taux d'éléments rejetons par rapport à l'U238 restant. Les 115 images sur le disque furent encodées de la même manière.

Les sondes Voyager ne furent pas les premières à être équipées de tels messages vers le futur. Pioneer 10 et 11, LAGEOS, et les LEM Apollo portaient également des plaques avec des contenus similaires.

Le profil de la mission

Les sondes Voyagers étaient prévues pour faire le Grand Tour des planètes externes ; mais des restrictions budgétaires entrainèrent des changements dans le projet des deux sondes : chacune n'irait que vers Jupiter et Saturne. La nouvelle mission fut appelée Mariner Jupiter/Saturne ou MJS. Elle fut ensuite renommée Voyager environ 6 mois avant le lancement. La nouvelle mission allait coûter 250 millions de dollars, soit seulement 1/3 de ce que le Grand Tour devait coûter.
Voyager 2 fut le premier des deux sondes à être lancée. Elle décolla le 20 Août 1977.

lancement de la sonde Voyager 2

    Ce qui était un lancement prometteur devait en fait être le début de nombreux problèmes. La cause primaire des premiers problèmes fut attribué au commandement par le Système de Contrôle des Articulations et d'Attitude. La sonde eut, en outre, des difficultés à déployer le bras portant les instruments scientifiques. Ces problèmes entraînèrent un retard de 4 jours dans le lancement de Voyager 1 pour vérifier qu'ils ne se produiraient pas sur la seconde sonde.
    Plusieurs mois après le lancement, en avril 1978, le récepteur principal radio cessa de fonctionner. Automatiquement le récepteur auxiliaire se mit en marche, mais lui aussi s'avéra défectueux. Les techniciens au sol tentèrent de récupérer l'usage du récepteur principal, mais ils échouèrent ; le récepteur auxiliaire fut donc utilisé pour le reste de la mission. Bien que l'utilisation du récepteur auxiliaire rendit la communication avec la sonde plus difficile, les ingénieurs réussirent à contourner toutes les difficultés.

    Voyager 2 continua sa mission première et passa près de Jupiter et de Saturne. Pendant ces passages, Voyager 2 fit des photos équivalentes à celles prises par Voyager 1.

La date du lancement de Voyager 2 avait permis de préserver une partie de la mission originelle "Grand Tour", c'est à dire qu'elle donnait la possibilité d'étendre la mission vers Uranus et Neptune. Malgré les difficultés rencontrées, les scientifiques et les ingénieurs avaient été capable de faire de la mission Voyager 2 un énorme succès. Il s'en suivit qu'ils obtinrent la permission d'étendre la mission, tout d'abord vers Uranus, puis vers Neptune et finalement de poursuivre les observations après le passage près de Neptune. Voyager 2 passa donc près d'Uranus et de Neptune. A cause de la distance supplémentaire jusqu'à ces deux planètes, des adaptations durent être faites pour accomoder la sonde à la faible luminosité et pour contrer la communication décroissante avec la sonde. Voyager 2 réussit à prendre environ 8000 clichés d'Uranus et de ses satellites.

3 satellites d'Uranus découverts par Voyager 2

Des améliorations supplémentaires dans les ordinateurs de bord et l'utilisation des techniques de compression d'image permirent d'obtenir environ 10 000 clichés de Neptune et de ses satellites.

4 nouveaux satellites de Neptune découverts par Voyager 2

Vers l'extérieur du système solaire

Rebaptisée "Mission Intersidéral Voyager" par la NASA en 1989 après sa rencontre avec Neptune, Voyager 2 continue ses relevés, prend des mesures du champ magnétique interplanétaire, du plasma et de l'environnement des particules chargées en énergie tout en cherchant l'héliopause. Vers la fin de la phase Neptune du projet Voyager, 875 millions de dollars avaient été dépensés pour la construction, le lancement et les transformations sur les deux sondes Voyager. Un supplément de 30 millions de dollars fut alloué pour les deux premières années de la nouvelle mission intersidérale de Voyager.

Voyager 2 s'éloigne maintenant du Soleil à une vitesse d'environ 3,13 ua par an.

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