Voyager : les secrets de l’incroyable longévité des sondes mythiques lancées en 1977
La sonde Voyager 2 entourée de ses ingénieurs, le 23 mars 1977. © NASA/JPL/Caltech
Les deux sondes Voyager sont parties dans l’espace au siècle dernier, au crépuscule des années 1970, alors que ni Thomas Pesquet ni Emmanuel Macron n’étaient nés ! Après avoir photographié Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, leurs multiples lunes, pris la fameuse photo de famille du Système Solaire et l’image légendaire Point bleu pâle (Un point bleu pâleune photographie de la Terre prise à une distance énorme de 6 milliards de kilomètres), ces engins spatiaux sont toujours à l’œuvre, 47 ans après leur décollage. Vivants, mais blessés, la moitié des instruments de mesure scientifiques sont désormais éteints afin d’économiser de l’énergie.
Cette solidité et cette efficacité forcent évidemment le respect, mais d’où viennent-elles ? Comment la NASA, le JPL (centre de recherche américain en charge des missions spatiales robotisées) et d’autres équipes d’ingénieurs au sol parviennent-ils à maintenir ces deux engins en service aujourd’hui, alors qu’ils sont tous deux à plus de 20 milliards de kilomètres de nous ?
« Nous ne les avons pas conçus pour durer 30 ou 40 ans (mais) pour ne pas échouer »
N’oublions pas que ces navires portent le Golden Record, notre message adressé aux éventuelles civilisations extraterrestres, mais surtout le témoignage de la vie terrestre, de nos brins d’ADN au chant des baleines en passant par nos mathématiques. Il aura fallu un an à la commission présidée par le célèbre astronome et astrophysicien Carl Sagan pour choisir les éléments à graver dans ce disque plaqué de nickel, puis d’or.
John Casani, responsable du projet Voyager de 1975 à 1977, explique dans quel état d’esprit et avec quel objectif ces machines indestructibles ont été construites à une époque où l’informatique était encore rudimentaire. Oui, indestructible, car on estime que Voyager 1 et 2 devraient survivre à la mort du Soleil et de notre propre planète…
John Casani devant le Voyager et le légendaire Golden Record. © NASA/JPL/Caltech
L’une des clés est la redondance : chaque pièce a son double, et même les machines sont des doubles !
Le principe de redondance des composants est poussé à son paroxysme puisque les sondes Voyager forment elles-mêmes un duo. Chaque système « vital » a ainsi son remplaçant, en cas de problème. Mais ce n’est pas tout !
La batterie de la sonde, chargée d’alimenter le tout, est un générateur thermoélectrique qui fonctionne grâce à la désintégration du radio-isotope plutonium 238. Ce dernier dégage beaucoup de chaleur par kilogramme (transformée donc en électricité) et peu de rayonnement gamma. Sa demi-vie radioactive étant de 87 ans, cela laisse donc une certaine marge. Malheureusement, rien n’est éternel : Voyager 1 et 2 perdent environ 4 W de puissance chaque année et seront un jour aussi froids que l’Univers glacé…
Il s’agit de la batterie utilisée par Voyager 1 et 2, fonctionnant au plutonium 238. © NASA/JPL/Caltech
Vous pouvez même suivre Voyager 1 et Voyager 2 en temps réel grâce à cette page NASA !
Les solutions au vieillissement doivent être créatives !
En 1977, les langages informatiques n’étaient pas ceux utilisés aujourd’hui et, sans surprise, étaient moins performants, certains codes actuels sur deux lignes prenant 15 dans les langages de l’époque (assembleur notamment). Cependant, les ingénieurs informaticiens capables de coder en Fortran pour communiquer avec les sondes Voyager ne sont plus courants dans les rues.
Ainsi, lors d’un gros bug fin 2023, Voyager 1 envoyait des données sans aucune signification, comme si elle était aphasique : personne ne comprenait rien à ses signaux. Il a fallu plusieurs mois avant que l’équipe découvre le problème et le résolve à 25 milliards de kilomètres de distance. La puce (FDS) qui stockait la mémoire était en effet endommagée et le code a dû être réécrit puis réinjecté dans le système. Astucieux et sachant qu’il n’y avait plus assez d’espace mémoire disponible, les ingénieurs informaticiens ont fragmenté ce programme crucial en sous-parties puis ont remis le tout en service au printemps 2024.
La joie de l’équipe d’ingénierie lorsqu’après cinq mois de « bataille spatiale », ils ont réussi à « guérir » Voyager 1. © NASA/JPL/Caltech
Hélas, Voyager 1 comme Voyager 2 perd inexorablement de l’énergie et se refroidit. Un jour, ou plutôt une nuit cosmique, ils seront trop loin et épuisés pour que nous puissions les suivre. Ils dériveront ensuite pendant des milliards d’années, emportant avec eux le souvenir de notre existence et ces paroles du fils de Carl Sagan : « Bonjour des enfants de la Terre »…
