Sondes Voyager

Voyager 1 et voyager 2

En 1977, les sondes spatiales Voyager 1 et Voyager 2 ont été envoyées dans le système solaire à destination des planètes lointaines (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune). Les images qui nous parviennent encore en 2011, témoignent souvent de notre passé mais nous montrent aussi notre avenir.
« S'il y avait un prix Nobel pour les sondes spatiales, il reviendrait sans conteste à Voyager 1 et 2 qui ont révolutionné notre connaissance des planètes et qui continuent à faire des découvertes presque trente-cinq ans après leur lancement ». Rosine Lallement, astronome à l'Observatoire de Paris.
En fin d'année 2011, Voyager 1 est à 17,9 milliards de km et Voyager 2 à 14,5 milliards de km. Elles ont depuis longtemps dépassé les géantes gazeuses.
Voyager 1, la plus rapide, voyage à la vitesse de 17 km/s (environ 60 000 km/h), elle s'apprête à quitter le système solaire en franchissant sa frontière, l'héliopause. Une fois libérée des forces gravitationnelles du système solaire, les sondes partiront dans l'espace infini de la Galaxie, au hasard de nouvelles influences stellaires.

L'éloignement des sondes ne permet plus aux astronomes d'avoir des informations en temps réel, en effet la distance rend les opérations de plus en plus compliquées et asynchrones. Un signal radio met presque 17 heures, à la vitesse de la lumière pour atteindre Voyager 1. La Nasa estime que l'énergie fournie par les trois générateurs thermoélectriques à radio-isotope, devraient fonctionner jusqu'en 2020.
En 2020 son éloignement aura grandi de 4,8 milliards de km, elle sera alors à environ 22 milliards de km.

Image : Cette image de 2011, positionne, Voyager 1, lancée en 1977, elle est à 17,9 milliards de km. Son signal met 17 heures à parcourir 117 fois la distance Terre-Soleil.  Pioneer 10 est à 15,4 milliards de km du Soleil, Voyager 2 à 14,5 milliards de km et Pioneer 11 à 12,4 milliards de km, bien au-delà de l’orbite de Pluton. En deçà de Pluton, la sonde New Horizons est à 3 milliards de km. Tous ces vaisseaux spatiaux envoyés par l'homme, ont utilisé les effets de fronde gravitationnelle pour gagner en vitesse. Voyager 1 est la plus rapide, avec une vitesse de 17 km/s.

Voyager 1, nous quitte sans se retourner

Voyager 1 est la première sonde spatiale qui nous a envoyé des images détaillées des lunes de Jupiter et Saturne. En 2011, 34 ans après son lancement, elle continue à nous envoyer des données scientifiques. Ces 825 kg de métal, bourré de technologie du 20ème siècle, emporte à jamais, au fin fond de la Galaxie, ses instruments scientifiques (caméra, capteur, détecteur de particules). Ces instruments, destinés à l'étude de notre système solaire voyageront pour toujours, vers d'autres étoiles sans nous prévenir.
Si Voyager 1 et Voyager 2 se dirigeaient vers Proxima du Centaure, la plus proche étoile, elles atteindraient ce système stellaire voisin, dans environ 75 000 ans.
Ces traces d'humanité ne demanderont qu'à témoigner de l'existence d'une vie extraterrestre, celle d'un magnifique point bleu, devenu minuscule dans l'espace lointain interstellaire.
Le 14 février 1990, la NASA commande à la sonde Voyager 1, de se retourner et de photographier les planètes qu'elle avait dépassées (photo ci-contre).
Parmi les 60 images de cet évènement unique, une des images que Voyager renvoya, était celle de la Terre à 6,4 milliards de kilomètres, 42 fois la distance Terre-Soleil. Et oui, c'est nous ce petit point bleu pâle, perdu dans l'immensité de l'univers.

Image : Le "Pale Blue Dot" est une photographie de la Terre prise le 14 février 1990 par Voyager 1 de la NASA à une distance de 3,7 milliards de miles (6 milliards de kilomètres) du Soleil. La Terre presque invisible est le pâle point bleu dans le premier tiers de la pâle trainée verticale. L'image a inspiré le titre du livre du scientifique Carl Sagan, "Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space", dans lequel il écrit : "Regardez encore ce point. C'est ici. C'est chez nous. C'est nous.".

Image : Le Voyager 1, lancé en 1977, fait 17,9 milliards de kilomètres, fin 2011.
Son signal met environ 17 heures pour nous parvenir à la vitesse de la lumière. Ce cookie technologique sur la planète Terre, une petite poussière d'étoile, qui glisse sur une orbite idéale, ne demande qu'à être capturée par les formidables forces de l'univers infini.

Aux frontières du système solaire

Le vent solaire voyage à sa vitesse maximale jusqu'à environ 95 UA (≈14 milliards de km), trois fois la distance de la dernière planète (Neptune) du système solaire.
L'héliopause est la dernière frontière du système solaire (≈130 UA), c'est la limite où le vent solaire s'estompe et où débute l'espace interstellaire. A cet endroit le vent solaire entre en collision avec les vents opposés en provenance du milieu interstellaire, sa poussée n'est plus suffisante pour repousser les gaz de la Galaxie, l'hydrogène et l'hélium raréfié.
Le choc terminal est une frontière intermédiaire séparée de l'héliopause par l'héliogaine, la zone de turbulence où le vent solaire est ralenti puis comprimé par la pression interstellaire. Lorsque des particules émises par le soleil entrent en collision avec les particules interstellaires, elles ralentissent, se réchauffent et émettent de l'énergie. Ces particules s'accumulent devant l'héliopause, fortement énergisées, et créent une onde de choc.
Cet onde de choc est la trace laissée par le Soleil au cours de son voyage à travers la Voie lactée. La distance à l'héliopause n'est pas connue précisément car elle varie certainement en fonction de la vitesse du vent solaire et de la densité temporelle du milieu interstellaire. Dans cette région appelée « autoroute magnétique », les instruments de la sonde ont enregistré le taux le plus élevé de rayons cosmiques provenant de l'espace intersidéral et une forte diminution des particules provenant du soleil.

« Nous avons vu une très forte et brusque disparition des particules provenant du soleil dont l'intensité a diminué de plus de mille fois à l'entrée de l'autoroute magnétique », explique Stamatios Krimigis, un astrophysicien du Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins (Maryland, est).

Image : L'héliosphère protège le système solaire des rayons cosmiques, Voyager 1 poursuit son aventure dans ce milieu inconnu et s'expose maintenant aux conditions de l'espace interstellaire. L'héliopause délimite la frontière où les vents de particules émis par le soleil rencontrent le milieu interstellaire froid et obscur.

N. B. : Les trois unités de mesure utiles en astronomie pour exprimer les distances :
- une année-lumière (al) Une année-lumière est une unité de distance utilisée en astronomie. Une année-lumière est égale à la distance que parcourt la lumière dans le vide en l'espace d'une année (31 557 600 secondes), soit environ 10 000 milliards de kilomètres.  vaut 63 242,17881 au, soit exactement égale à 9 460 895 288 762 850 mètres.
- un parsec (pc Le parsec est la distance à laquelle une unité astronomique sous-tend un angle d'une seconde d'arc..) est égal à 206 270,6904 UA ou 3,2616 années-lumière soit 30 857 656 073 828 900 mètres.
- une unité astronomique (au (symbol : ua ou au) Créée en 1958, c’est l'unité de distance utilisée pour mesurer les distances des objets du système solaire, cette distance est égale à la distance de la Terre au Soleil. La valeur de l'unité astronomique représente exactement 149 597 870 700 m, lors de son assemblée générale tenue à Pékin, du 20 au 31 août 2012, l'Union astronomique internationale (UAI) a adopté une nouvelle définition de l'unité astronomique, unité de longueur utilisée par les astronomes du monde entier pour exprimer les dimensions du Système solaire et de l’Univers. On retiendra environ 150 millions de kilomètres. Une année-lumière vaut approximativement 63 242 ua. Mercure : 0,38 ua, Vénus : 0,72 ua, Terre : 1,00 ua, Mars : 1,52 ua, Ceinture d’astéroïdes : 2 à 3,5 ua, Jupiter : 5,21 ua, Saturne : 9,54 ua, Uranus : 19,18 ua, Neptune : 30,11 ua, Ceinture de Kuiper : 30 à 55 ua, Nuage d’Oort : 50 000 ua.) vaut depuis le 30 Aout 2012, exactement 149 597 870 700 mètres.

Tableau : équivalences entre les unités de distance.