La dernière mission de Voyager

Le programme Voyager est la mission qui aura pulvérisé tous les records, en terme de durée, de distance et d’informations récupérés. Mais les deux sondes n’ont pas été maintenues en vie juste pour la postérité ou pour prendre une dernière photo avant de partir dans l’espace intersidéral. Non, une dernière mesure unique en son genre allait être effectuée dans notre système solaire.

Un peu plus loin de notre étoile

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Figure 1 : Photo de la sonde Voyager 1, crédit: NASA

En 1989, alors que Voyager 2 commençait son approche vers Neptune, la mission de Voyager fut prolongé pour le Voyager Interstellar Mission ou VIM. Cette mission a été lancée pour étudier notre milieu stellaire et son évolution par rapport à la distance du Soleil. Ceci fut permis grâce à la très bonne condition des sondes, celles-ci ayant eu très peu d’instruments endommagés ou de pannes. De plus, comme les sondes furent équipées avec des piles nucléaires, elles possèdent une durée d’utilisation très longue. Ces piles nucléaires ne sont pas basé sur de la fission atomique, mais sur la transformation de la chaleur de la radioactivité en électricité. Tout de même, les instruments qui ne servaient plus ont été désactivés pour garder le plus d’autonomie.

Le plus gros problème rencontré lors des missions Voyager, provenait du fait que le signal envoyé par les deux sondes était compliqué à récupérer. En effet, avec la distance, le signal émis par les sondes Voyager devient de plus en plus faible et se noie dans le bruit ambiant. Donc le système de communication pour les missions interplanétaires a été amélioré. Les trois antennes situés à Goldstone, Madrid et Canberra ont été agrandies, passant de 64 à 70 m de diamètre.

Maintenant que nous savons ce qui a été fait pour que la mission puisse continuer, voyons ce qui a été mesuré.

Une bulle protectrice

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Figure 2 : Forme simulée de l’héliopause, crédit: News & Reviews In Astronomy & Geophysics « What shape is the heliosphere? » 1 Avril 2015

Ce que les scientifiques cherchaient à mesurer était l’influence du champ magnétique et des vents solaires sur l’héliosphère et ainsi effectuer les premières mesures sur le milieu interstellaire. On appelle héliosphère la bulle formé par les particules émises par le Soleil. Cette bulle possède une forme de longue queue, dû au fait que si les particules sont émises dans la direction du déplacement du Soleil dans notre galaxie, elles sont ralenties par les rayonnements cosmiques, alors que dans l’autre direction elles ne le sont que très peu. Les particules émises sont tellement ralenties, qu’elles commencent à atteindre une vitesse inférieure à la vitesse du son: cette zone est appelée le Choc Terminal, et marque le début de l’héliogaine. Cette zone est une zone dense où les particules émises s’accumulent jusqu’à atteindre l’héliopause qui, comme son l’indique, est l’endroit où l’influence du Soleil s’arrête pour prendre un pause et un Snickers (fin du contenu sponsorisé). Plus sérieusement, c’est la fin de l’héliosphère et peu de particules émises par le Soleil sortent de cette zone. Après l’héliopause se situe le milieu intersidéral, ce qui n’est pas la limite du système solaire puisqu’il faut atteindre la fin du nuage d’Oort qui est bien plus loin. Pour faire des mesures et faire des comparaisons, les deux sondes ont été envoyées dans deux directions opposées en dehors de l’écliptique. Voyager 1 fut envoyée vers le Nord et Voyager 2 vers le Sud. Et maintenant que les deux sondes ont atteint l’espace intersidéral, on peut analyser les mesures et voir ce qu’elles peuvent nous apprendre sur notre système solaire.

Casser la bulle

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Figure 3 : Courbes des flux de Protons Cosmiques de Voyager 1 (vert) et Voyager 2 (violet)

La première mesure intéressante est la mesure du flux de protons cosmiques. Ces protons ont une énergie supérieure à 70 MeV. Ces flux augmentent avec le temps, ce qui est logique puisque les sondes s’éloignent de l’influence du soleil. On peut aussi remarquer que cette augmentation n’est pas constante. Cela est du à l’activité solaire. Les périodes où la croissance du flux est faible correspond à des périodes de forte activité solaire. Ces périodes là marquent une augmentation du champ magnétique du soleil et du flux de particules créé. Il est à noter aussi que l’influence de ces cycles solaires sur les protons cosmiques devient de moins en moins fortes avec la distance.

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Figure 4: Courbes des flux d’Ions à faible énergie de Voyager 1 (vert) et Voyager 2 (violet)

La deuxième étude intéressante est celle des ions à faible énergie, ces particules émises par le Soleil. On peut remarquer très facilement quand les deux sondes se sont retrouvés dans l’héliogaine : ce sont les périodes où on observe des forts flux de particules. Du fait que les données montrée datent de 2016, on ne voit pas la sortie de Voyager 2 de l’héliogaine, contrairement à Voyager 1. Il est intéressant  de remarquer que la sonde Voyager 1 a fait un va et viens dans l’héliogaine. Alors bien entendu, Voyager n’avait pas oublié ces clés, mais le choc Terminal a tellement avancé qu’il a devancé la sonde qui est quand même l’objet le plus rapide que l’humanité ait créé. L’évolution de l’héliogaine est là aussi du à l’activité et au champ magnétique du soleil. Cependant,  les scientifiques ne s’attendaient pas à ce qu’elle ai une telle influence sur l’héliogaine et sur sa possible forme. D’autres effets dont la rotation du Soleil sont encore étudiés.

Un fantastique baroud d’honneur

Alors que ces sondes devaient seulement se contenter de faire des mesures sur les quatre géantes, et qu’il n’était même pas sûr que les deux fonctionnent sur toute la durée de la mission, elles ont assuré une nouvelle mission en allant là où rien n’était allé. Des informations importantes sur l’héliogaine et sur le fonctionnement de notre soleil ont pu être récupéré, et les premières mesures sur l’espace interstellaire ont pu être réalisées. Des papiers sortent encore aujourd’hui grâce aux données de ces deux sondes. Et vous aussi, vous pouvez allez étudier certaines données fournies par la NASA. Pendant ce temps, et jusqu’en 2025, Voyager 1 et 2 resteront fonctionnels puis deviendront deux points dans l’espaces. Peut-être des points de détails, mais d’une grande importance.

Voyager-Grand-tour
Crédit : NASA

Sources : https://omniweb.gsfc.nasa.gov/

ions  Voyager 1
ions  Voyager 2
ftp://spdf.gsfc.nasa.gov/pub/data/voyager/voyager2/particle/lecp/v2_ion_flux_1day/
protons Voyager 1
ftp://spdf.gsfc.nasa.gov/pub/data/voyager/voyager2/particle/lecp/v2_cosray_rate_26day/
protons Voyager 2
ftp://spdf.gsfc.nasa.gov/pub/data/voyager/voyager1/particle/lecp/v1_cosray_rate_26day/

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