Voyager 1 : 45 ans après, l’émissaire le plus lointain de l’humanité continue à faire des découvertes

Linda Spilker a une relation particulière avec la mission Voyager 1 de la Nasa, la mission de 1977 de l’agence spatiale vers les planètes extérieures du système solaire. Elle était là il y a 45 ans, lorsque Voyager 1 a été lancé pour ce qui était initialement une mission de quatre ans de survol de Jupiter et de Saturne.

“Mon premier emploi, à la sortie de l’université, a été de venir à l’aéroport de New York. [Nasa’s Jet Propulsion Laboratory] et de travailler sur Voyager, ce que j’ai fait pendant 13 ans”, a déclaré le Dr Spilker dans une interview à The Independent. “Quelle belle façon de commencer sa carrière !”

Aujourd’hui, Voyager 1 se trouve à des milliards de kilomètres de la Terre et loin du système solaire, et le Dr Spilker est de retour dans l’équipe de Voyager 1, après avoir travaillé pendant 30 ans sur la mission Cassini de la Nasa vers Saturne.

“Je suis de retour sur Voyager depuis environ deux ans en tant que scientifique adjointe du projet”, a-t-elle déclaré. Lorsque l’on m’a proposé cette offre, j’ai pensé : “Oh, bien sûr, je veux y retourner et finir avec Voyager”.

Le fait qu’elle ait terminé sa carrière à la Nasa avec Voyager 1 et la sonde 45…th anniversaire de la mission – Voyager 1 a été lancé le 5 septembre 1977 – a donné au Dr Spilker l’occasion de réfléchir à l’héritage de Voyager 1 en termes d’ingénierie, d’impact culturel et de découvertes scientifiques. La mission a modifié la compréhension du système solaire par les scientifiques, a inspiré la technologie et le profil de missions telles que Cassini, et a fourni des photographies rapprochées et personnelles des planètes extérieures qui auraient fait pleurer Galilée et ont enflammé l’imagination de générations d’étudiants en sciences et de passionnés de l’espace.

“Tant de missions s’appuient maintenant sur les épaules de Voyager”, a déclaré le Dr Spilker. “Je peux presque voir dans mon esprit, de petites bribes de ce qu’étaient ces survols, alors j’apprécie cela”.

Les contributions de Voyager 1 se poursuivent, et leur importance finale est peut-être imprévisible : Bien que la sonde ne prenne plus de photos depuis longtemps, elle continue à prendre des mesures dans les profondeurs froides de l’espace interstellaire, à une vitesse de 38 000 miles par heure. À plus de 15,5 milliards de miles de la Terre, elle est l’émissaire le plus éloigné de l’humanité dans le cosmos – ses messages à la maison mettent maintenant 22 heures à nous parvenir.

Voyager 1, comme sa sœur Voyager 2, transporte un “disque d’or” qui contient des enregistrements de sons de la Terre, au cas où quelqu’un d’autre le trouverait.

Début des voyages

Le rôle du Dr Spilker dans la mission Voyager 1 a commencé lorsqu’elle était enfant.

“Quand j’étais en troisième année, j’ai eu mon premier petit télescope et je l’utilisais pour regarder la Lune, Jupiter et Saturne et leurs lunes”, a-t-elle déclaré. “J’ai toujours eu un intérêt pour les mathématiques et les sciences.”

Un diplôme universitaire en physique en poche, celle qui n’était pas encore le Dr Spilker a accepté le poste au JPL qu’elle avait vu affiché dans un journal. On lui propose de travailler sur la mission en cours de l’atterrisseur martien Viking ou de se joindre à un nouveau projet appelé Voyager, et elle demande où Voyager pourrait se diriger.

Ils ont répondu : “Eh bien, Jupiter, Saturne et, si tout va bien, Uranus et Neptune”, a déclaré le Dr Spilker. Je me suis souvenu de l’époque où je regardais dans mon télescope et j’ai pensé : “Je veux aller voir ces planètes de près, inscrivez-moi”.

Le programme Voyager lui-même, quant à lui, a démarré parce que la fin des années 1970 a vu Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune se déplacer dans un alignement planétaire rare qui pourrait permettre à deux vaisseaux spatiaux de visiter les quatre planètes. Voyager 2 a été lancé le 20 août 1977, et Voyager 1 le 5 septembre.

“C’est vraiment ce qui a fait avancer la mission”, a déclaré le Dr Spilker. “Nous devions partir au bon moment, car sinon nous aurions dû attendre 176 ans pour visiter essentiellement quatre planètes en 12 ans”.

Mais 12 ans était vraiment le cas extrême pour une mission prolongée. Les vaisseaux spatiaux Voyager ont été construits avec une mission principale de quatre à cinq ans en tête, dit-elle. Personne ne s’attendait alors à ce que Voyager 1 soit encore en train de mener des recherches scientifiques 45 ans plus tard – on ne pouvait même pas prévoir les principales découvertes du vaisseau spatial, qui a offert les premières observations rapprochées des lunes de Jupiter et de Saturne.

Nouvelles lunes

“La grande question était de savoir à quoi ressemblaient ces lunes”. a déclaré le Dr Spilker. Le seul bon exemple que les scientifiques avaient d’une lune dans notre système solaire était la Lune de la Terre, un satellite naturel sans air et sans vie avec une surface très cratérisée et ancienne.

Lorsqu’il a atteint le système jovien en 1979, Voyager 1 a montré que certaines lunes de Jupiter, telles que Callisto et, dans une certaine mesure, Ganymède, présentaient la surface cratérisée et meurtrie familière de la Lune terrestre. Mais d’autres, comme la surface glacée et striée d’Europe, ont soufflé…les scientifiques ont été surpris de voir à quel point ils étaient différents.

“Et puis il y avait Io”, a dit le Dr Spilker. “Je pense qu’à certains égards, Io était peut-être l’un des points forts de la mission.”

Un panache provenant du volcan Loki en éruption est visible sur cette image de 1979 de la lune jovienne Io, vue par le vaisseau spatial Voyager 1.

(Nasa)

Cette étrange lune jovienne avait la couleur de la pizza, comme le dit le Dr Spilker, et présentait une surface jeune sans aucun cratère, une surface dont les scientifiques ont finalement compris qu’elle était activement façonnée par le volcanisme actuel.

“Cela a commencé à changer notre vision des lunes : elles ne devaient pas nécessairement être vieilles et gelées”, a-t-elle déclaré. Et avec la découverte d’Europe autour de Jupiter et d’Encelade autour de Saturne, les scientifiques ont appris que “les lunes peuvent avoir des océans d’eau liquide à l’échelle mondiale avec un potentiel d’habitabilité. C’est peut-être là que nous pourrions trouver la vie dans les océans de ces mondes.”

Personnellement, c’était une période très excitante pour le Dr Spilker et ses collègues, et elle se souvient encore de la camaraderie et de l’énergie alors que les images revenaient lentement de Voyager 1, remplissant les écrans de télévision ligne par ligne.

“Nous avions une chronologie, une liste des dates de retour des images”, dit-elle. “Vous ne vouliez rien manquer. On apportait son sac de couchage et on réglait son réveil pour se lever et dormir quelques heures, puis on était debout pour la prochaine série d’images vraiment excitantes.”

Portrait de famille

En 1980, Voyager 1 avait terminé sa mission de science planétaire, ayant visité Jupiter, Saturne, et surtout Titan, la lune de Saturne. Il était temps que la mission prolongée du vaisseau spatial commence, alors que Voyager 1 entrait dans une longue croisière dans les profondeurs de l’espace.

Mais avant de quitter le système solaire, Voyager 1 a fait demi-tour et a pris ce qui allait devenir un très célèbre ” portrait de famille ” des planètes qu’il a laissées derrière lui, à une distance de plus de 40 fois celle de la Terre par rapport au Soleil.

“C’est vraiment spécial à cause de la façon dont ça a tourné. Il y a de la lumière diffusée dans les caméras et on dirait que la Terre a été capturée dans un rayon de soleil”, a déclaré le Dr Spilker, notant que c’est cette image, où la Terre apparaît comme une minuscule tache de poussière dans un rayon de lumière, qui a conduit le regretté scientifique et personnalité de la télévision Carl Sagan à l’appeler un “point bleu pâle”.

La Terre est vue comme une tache dans un rayon de soleil orange sur cette image prise par le vaisseau spatial Voyager 1 en 1990 depuis un point d’observation 40 fois plus éloigné du Soleil que la Terre.

(Nasa)

“Toute la vie que nous connaissons”, a ajouté le Dr Spilker, “se trouve sur ce monde minuscule et fragile”.

La célèbre image a été prise en 1990. Peu de temps après, l’équipe de Voyager a éteint les caméras du vaisseau spatial – Il passera le reste de sa vie à voler à l’aveuglette comme une créature vivant dans une grotte profonde.

“Même si nous avions des caméras en état de marche, il n’y a vraiment rien dans l’espace pour voir où se trouve Voyager maintenant”, a déclaré le Dr Spilker. Les caméras ont donc été éteintes, tout comme les appareils de chauffage et d’autres instruments inutiles, afin d’économiser de l’énergie pour ceux qui comptent. “Chaque année, nous avons quatre watts de moins de puissance”.

Aujourd’hui, Voyager 1 conserve comme opérationnels un magnétomètre qui mesure les champs magnétiques, un détecteur de rayons cosmiques pour mesurer le rayonnement de l’univers lointain, et deux instruments pour mesurer les particules chargées.

C’est cet ensemble d’instruments restants que l’équipe de Voyager 1 a dû utiliser pour détecter le moment où le vaisseau spatial a atteint sa prochaine étape, le franchissement de l’héliopause, la ligne autrefois hypothétique où l’influence extérieure de l’atmosphère du Soleil rencontre le milieu interstellaire ; la frontière avec l’espace interstellaire.

“La grande énigme à cette époque est que nous savions que l’héliopause était là quelque part. Mais nous ne savions pas où”, a déclaré le Dr Spilker. “L’une des choses que nous savions qu’il se produirait est que le nombre de rayons cosmiques augmenterait, l’abondance des rayons cosmiques – le rouleau de l’héliopause agit comme un bouclier protégeant le système solaire.”

Plutôt que de faire une rupture nette, Voyager 1 a semblé passer dans et hors du système solaire, ce qui laisse entendre que l’héliopause est moins une ligne solide et plus une frontière dynamique qui change avec les changements dans le flux de particules chargées, connues sous le nom de vent solaire, provenant du soleil.

Cependant, Voyager 1 a fini par franchir la limite de l’héliopause et n’en est pas revenu. La date est le 25 août 2012 – Voyager 1 se trouve dans l’espace interstellaire, et le Dr Spilker et d’autres scientifiques de Voyager ont mesuré les particules qu’il y rencontre.

“Il s’agit d’un nuage de matière produit par l’explosion d’une supernova d’une autre étoile”, a-t-elle déclaré. “Donc, dans un sens réel, nous mesurons les particules de l’étoile.trucs.”

Mais en tant qu’artefact humain le plus éloigné jamais créé, Voyager continue d’innover, ce qui lui vaut des surprises. Les scientifiques s’attendaient à ce que le manomètre de Voyager 1 commence à mesurer le champ magnétique du nuage interstellaire, plutôt que celui du Soleil, lorsque le vaisseau spatial franchirait l’héliopause.

“Et voilà, cela ne s’est pas encore produit. Cela fait 10 ans que Voyager One a traversé l’héliopause et le champ magnétique n’a pas encore tourné dans la direction intersolaire”, a déclaré le Dr Spilker. “Pourquoi ? Nous ne le savons pas.”

Non pas que le mystère soit une mauvaise chose.

“Tant d’énigmes intéressantes, et c’est génial”, a déclaré le Dr Spilker. “Les scientifiques adorent quand les choses se révèlent être non pas ce que l’on attendait mais quelque chose de nouveau. Il faut alors trouver en quoi consiste ce quelque chose de nouveau.”

Gratitude et choix difficiles

Aussi loin que Voyager 1 ait voyagé, il est encore assez proche pour que la lumière le dépasse en un seul jour terrestre : Ce ne sera pas encore quelque part en 2026 ou 2027 que Voyager 1 atteindra un jour-lumière de la Terre, c’est-à-dire qu’il faudra à la lumière – ou à un signal radio de la Nasa – 24 heures complètes pour atteindre le vaisseau spatial.

“Pour replacer cela dans son contexte, l’étoile la plus proche se trouve à quatre années-lumière”, a déclaré le Dr Spilker. “En ce sens, nous sommes encore très proches de notre Soleil”.

Voyager 1 poursuivra sa route pendant des dizaines de milliers d’années – rien ne l’arrête – mais pas en tant que vaisseau spatial fonctionnel. À un moment donné dans les années à venir, la source d’énergie thermique nucléaire qui a maintenu Voyager 1 en vie pendant près d’un demi-siècle se détériorera au point que le vaisseau spatial s’arrêtera pour de bon.

Jusqu’à ce moment-là, des scientifiques comme le Dr Spilker continueront à surveiller l’état de santé de Voyager 1 et devront décider, l’un après l’autre, ce qu’il faut éteindre pour économiser de l’énergie.

“Nous avons fait les choses faciles, et donc maintenant il s’agit de faire vraiment des choix difficiles”, a-t-elle déclaré. “Nous espérons que nous trouverons d’autres solutions intelligentes”.

Mais alors que le Dr Spilker et son collègue pourraient pleurer Voyager 1 lorsqu’il aura disparu, pour l’instant, ils sont heureux de pouvoir continuer à suivre le vaisseau spatial lointain, qui va là où personne n’est allé auparavant, ou n’est susceptible de le faire de sitôt.

“Chaque moment passé avec Voyager One est un cadeau “, a-t-elle déclaré.

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