LeprogrammeVoyager est un programme d'exploration robotique de l'agence spatialeaméricaine (NASA), dont l'objectif est d'étudier les planètes extérieures duSystème solaire. Il comprend deuxsondes spatiales identiques,Voyager 1 etVoyager 2, qui sont lancées en 1977 et survolent les planètesJupiter,Saturne,Uranus etNeptune ainsi que 48 deleurs satellites. Les données collectées par les neuf instruments portés par chaque sonde en font sans doute la mission d'exploration scientifique du Système solaire la plus fructueuse de toute l'histoire spatiale. Les sondesVoyager sont les premières à survoler Uranus et Neptune, et les deuxièmes à étudier Jupiter et Saturne après les sondesPioneer 10 et11.Voyager 1 et2 permettent d'obtenir des informations détaillées sur l'atmosphère de Jupiter,de Saturne etd'Uranus. Elles révèlent de nombreux détails sur la structure desanneaux de Saturne, permettent de découvrir lesanneaux de Jupiter et fournissent les premières images détaillées desanneaux d'Uranus etde Neptune. Elles découvrent en tout33 nouvelleslunes. Elles révèlent l'activité volcanique deIo et la structure étrange de la surface de lalune galiléenneEurope.
La NASA met sur pied en 1972 le programmeVoyager, pour exploiter uneconjonction exceptionnelle desplanètes extérieures, qui doit permettre aux sondes de survoler plusieurs planètes, quasiment sans dépenser de carburant en utilisant l'assistance gravitationnelle. Malgré les contraintes budgétaires dues à un climat économique et politique peu favorable à l'espace, la NASA, après avoir renoncé à un projet plus ambitieux, parvient à construire deux engins adaptés à ce programme complexe. En témoignent la longévité du matériel et la qualité des données scientifiques récoltées par les deux sondes.Voyager 1 et2 sont, dans leur catégorie, des engins lourds, de 800 kg emportant plus de 100 kg d'instrumentation scientifique (à comparer à la masse totale de 235 kg des sondesPioneer lancées en 1972-1973), qui pénètrent pour la première fois dans les régions externes duSystème solaire en survolant Jupiter et Saturne.
Au début de l'ère spatiale, l'exploration du Système solaire se limite à l'envoi desondes spatiales vers lesplanètes internes proches :Mars etVénus.Mercure et les planètes extérieures duSystème solaire, deJupiter àPluton, sont des objectifs difficiles à atteindre pour unengin spatial. Pour y parvenir, celui-ci doit être lancé avec une vitesse qui nécessite un lanceur très puissant dont l'agence spatiale américaine ne dispose pas au début des années 1960. À l'époque, la conception des sondes spatiales en est à ses balbutiements et leur fiabilité est limitée. Au début des années 1960, Américains et Soviétiques lancent généralement leurs sondes spatiales par paires, afin d'accroître la probabilité que l'une remplisse les objectifs de la mission. La durée importante du transit d'une sonde spatiale vers les planètes externes (plusieurs années) s'accompagne d'une dégradation progressive de certains organes et augmente la probabilité de panne. Par ailleurs, au fur et à mesure de l'éloignement au Soleil, la diminution durayonnement solaire réduit l'énergie disponible et la distance limite le débit des transmissions, ce qui nécessite un fonctionnement en quasi-autonomie.
Découverte de l'assistance gravitationnelle et d'une conjonction exceptionnelle de planètes
Edward C. Stone, responsable scientifique du programme, devant une maquette à l'échelle 1 d'une sonde spatialeVoyager en 1992.
L'origine du programmeVoyager remonte au milieu des années 1960. À l'époque, Michael Minovich, duJet Propulsion Laboratory (JPL), établissement de la NASA spécialisé dans l'exploration robotisée du Système solaire, attire l'attention sur le fait que lagravité très élevée de Jupiter pourrait servir à accélérer une sonde spatiale (mécanisme d'assistance gravitationnelle) vers les planètes les plus lointaines du Système solaire. Trois ans plus tard,Gary Flandro, également du JPL, constatant une conjonction unique de planètes qui doit se produire entre 1976 et 1978, met au point des trajectoires utilisant cette technique et qui doivent permettre à une sonde spatiale de visiter plusieurs planètes extérieures. Une sonde lancée durant cette période pourra au choix survoler successivement soitJupiter,Saturne,Uranus etNeptune, soit Jupiter, Uranus et Neptune, soit enfin Jupiter, Saturne et Pluton. La configuration qui permet le survol des quatre planètes gazeuses par le même engin spatial ne se reproduit que tous les176 ans. La NASA décide de concevoir une sonde spatiale pouvant profiter de cette conjonction.
L'antenne parabolique deVoyager, ici en cours de fabrication, a une taille exceptionnelle pour compenser l'éloignement de la Terre.Assemblage ensalle blanche d'un modèle de test.
À la fin des années 1960, dans l'euphorie des succès duprogrammeApollo, la NASA imagine de lancer plusieurs sondes de grande taille en utilisant la fusée lunaireSaturn V. Dans cette optique, l'agence spatiale définit les caractéristiques d'une nouvelle famille de sondes dédiées à l'exploration des planètes extérieures et qui est baptisée « Thermoelectric Outer Planets Spacecraft » (TOPS). Ces sondes doivent avoir recours à desgénérateurs thermoélectriques à radioisotopes qui fournissent l'énergie en se substituant auxpanneaux solaires photovoltaïques habituellement utilisés. LeprogrammeGrand Tour, renommé par la suite « Outer Planets Grand Tour Project » (OPGTP), est mis sur pied en 1969. Il prévoit le lancement de quatre à cinq sondes reposant sur le concept TOPS dont deux, lancées en 1976 et 1977, doivent survoler Jupiter, Saturne et Pluton tandis que deux autres, lancées en 1979, doivent survoler Jupiter, Uranus et Neptune. Le coût du programme est compris entre 750 et900 millions de dollars, auxquels s'ajoutent106 millionsUS$ pour le lancement. Les postes de dépense les plus importants sont associés au développement d'un ordinateur permettant à la sonde spatiale de fonctionner de manière autonome et baptisé STAR (Self-Test And Repair computer) ainsi qu'au développement de laplateforme des TOPS[2].
Le début des années 1970 est une période de récession économique pour les États-Unis qui se traduit notamment par une forte réduction des budgets accordés à la NASA. Par ailleurs, la compétition avec l'Union soviétique n'est plus aussi vive et ne suffit pas à motiver les décideurs politiques, comme l'opinion publique, à investir dans le spatial. Plusieurs motifs se conjuguent pour entraîner l'annulation du programmeGrand Tour. Le budget attribué à laNASA, qui avait été énorme au milieu des années 1960 pour leprogrammeApollo, est en forte réduction. De plus, au sein de la NASA, le programmeGrand Tour est en concurrence avec d'autres grands projets : le grand télescope spatial (futurtélescope spatialHubble) et le programme de lanavette spatiale américaine, tandis que le développement duprogrammeViking va d'augmentation en augmentation. La communauté scientifique, dont les représentants sont réunis par la NASA en, donne son appui au projetGrand Tour. La NASA décide en automne de soumettre un budget incluant à la fois le développement de la navette spatiale américaine et le projetGrand Tour. Mais le président Nixon, préférant le développement de la navette spatiale, n'est pas prêt à financer les deux projets. C'est à l'administrateur de la NASA de l'époque,James Fletcher, de trancher. Celui-ci décide en de retirer le projet d'exploration des planètes externes de sa proposition de budget 1973 et de le remplacer par la réalisation de deux petites sondes spatiales Mariner qui seraient lancées en 1977[3],[2].
Dès, la NASA lance un projet d'exploration des planètes à faible coût baptisé « Mariner Jupiter/Saturn 1977 » (MJS). Pour un tiers du budget duGrand Tour (361 millions US$ contre1 milliard US$), il doit permettre de suivre les recommandations duSpace Science Board. Le nouveau programme prévoit la construction de deux sondes spatiales dérivées de la familleMariner mise en œuvre pour l'exploration des planètes intérieures. Par rapport au programmeGrand Tour, l'objectif scientifique se limite au survol des deux principales planètes externes,Jupiter etSaturne. Le nouveau projet est accueilli favorablement par la communauté scientifique (qui émet néanmoins le souhait que le vol des sondes spatiales puisse prolonger leur exploration au-delà de l'orbite de Saturne). Le budget est débloqué par le Sénat américain en 1973. Une enveloppe budgétaire de250 millions US$ doit couvrir à la fois les coûts de fabrication et les coûts opérationnels. La NASA décide de confier la conception et le développement des sondes spatiales à son centreJet Propulsion Laboratory au lieu de le sous-traiter aux sociétésBoeing,General Electric,Hughes,Martin Marietta ouNorth American Rockwell qui ont travaillé sur le programmeGrand Tour. Officiellement, cette mesure doit permettre de réduire les coûts, mais les dirigeants de la NASA visent également à conserver une expertise dans le domaine de la conception des sondes planétaires. Les sondes, qui portent les noms deMariner 11 et12, sont conçues pour une durée de vie de quatre ans, suffisante pour le survol de Jupiter et de Saturne, contre dix ans pour les sondes TOPS du programmeGrand Tour[4],[2].
¹Jupiter est survolé. ² Débit au niveau de Saturne.
Le projet est lancé officiellement le et la première réunion du groupe de travail scientifique chargé de fixer les objectifs détaillés de la mission a lieu en[5]. La fabrication des sondes spatiales démarre en avec l'achèvement de la phase de conception. Les sondes à faible coûtPioneer 10 (lancée en 1972) et11 (lancée en 1973), chargées de reconnaître le parcours, apportent des informations vitales sur la forme et l'intensité du rayonnement autour de la planète Jupiter (1 000 fois plus intense que prévu) et confirment qu'il existe bien une région dégagée d'obstacles entre l'atmosphère supérieure de Saturne et l'anneau interne de la planète géante. Ces informations sont prises en compte dans la conception des Voyager et dans la sélection des instruments scientifiques[2].
L'expérience acquise avec la série particulièrement réussie des sondes spatiales Mariner développées par le JPL est largement mise à profit pour le développement des sondes Voyager. Mais pour obtenir la fiabilité et les performances recherchées, les ingénieurs du JPL utilisent également des sous-systèmes des orbiteursViking. La durée de vie des batteries développées par laCommission de l'énergie atomique est portée à 10 ans à la demande de la NASA. Une enveloppe supplémentaire de 7 millions US$ est débloquée par le Congrès américain pour financer des améliorations scientifiques et technologiques dont le développement d'un ordinateur reprogrammable en vol qui jouera un rôle crucial durant la mission deVoyager 2. L'objectif officiel du programme était le survol uniquement des deux géantes gazeuses. Lafenêtre de lancement des sondes spatiales est identique à celle du Grand Tour et permet donc également le survol d'Uranus et Neptune. Les ingénieurs impliqués dans la réalisation des sondes, contrevenant aux spécifications, définissent un engin aux caractéristiques très proches des sondes TOPS aptes à survoler Uranus et Neptune. Présentée officiellement comme une option en cas de succès du survol de Saturne, il ne faisait pas de doute pour les scientifiques que la mission serait prolongée[2].
Les objectifs scientifiques avaient été largement fixés par la communauté scientifique. Toutefois, le JPL, sans prendre en considération les attentes des scientifiques, impose l'emport de deux instruments scientifiques développés en interne : les caméras et l'expérience de radio-science. En, la NASA lance un appel à propositions pour la sélection des autres instruments scientifiques et reçoit200 réponses, principalement de laboratoires et d'universités américaines. La sélection donne largement l'avantage aux grandes institutions comme lecentre de vol spatial Goddard ou à des laboratoires en relation étroite avec la NASA. Chaque instrument sélectionné est conçu et développé par l'équipe scientifique dirigée par un responsable scientifique. Les onze responsables instrumentaux forment le comité de pilotage scientifique chargé de conseiller la NASA dans le domaine scientifique. Fin 1972,Edward C. Stone, un physicien duCalifornia Institute of Technology spécialisé dans l'étude de la magnétosphère et qui avait participé au programme Grand Tour dès 1970, est nommé responsable scientifique de la mission. Son rôle est d'assurer l'interface entre les besoins des scientifiques et les contraintes techniques et budgétaires[2]. En, soit quelques mois avant le lancement des deux sondes spatiales, le projetMariner Jupiter/Saturn 1977 est rebaptiséVoyager[6].
L'objectif du programmeVoyager est de collecter des données scientifiques sur lesplanètes externes (Jupiter,Saturne,Uranus etNeptune) qui à l'époque sont pratiquement inexplorées : seulesPioneer 10 et11, des sondes légères développées pour servir d'éclaireurs aux sondesVoyager mais disposant de peu d'instruments, se sont jusqu'à présent approchées de Jupiter et de Saturne. L'objectif principal assigné aux deux sondes est de recueillir des données permettant de mieux connaître les deuxplanètes géantes, leurmagnétosphère et leurssatellites naturels. Ces derniers, qui sont pour certains de la taille d'une planète, sont très mal connus. L'étude de la luneTitan, dont on sait déjà à l'époque qu'elle possède uneatmosphère évoluée, est jugée aussi importante que l'exploration de Saturne, sa planète mère. Enfin, le recueil des données sur les deuxautres planètes géantes duSystème solaire, Uranus et Neptune, sur lesquelles très peu d'informations sont acquises du fait de leur éloignement, constitue un objectif majeur dans la mesure où l'étude de Jupiter et de Saturne a pu être menée à bien[7].
Les sondesVoyager 1 et2 sont pratiquement identiques. MaisVoyager 1 dispose d'uneélectronique mieux blindée car la sonde s'approche plus près de Jupiter, tandis queVoyager 2 a desgénérateurs thermoélectriques à radioisotopes plus puissants car elle doit visiter la planète la plus éloignée de la Terre[8].
La sonde eststabilisée sur ses trois axes. Le contrôle de l'orientation de la sonde et celle de la plateforme portant les instruments est pris en charge par un ordinateur dédié : l'AACS. L'orientation de la sonde est contrôlée à l'aide de deux senseurs : un senseur d'étoile qui pointe versCanopus (Voyager 1 utilise également l'étoile Rigel sur certaines portions de son trajet) et un senseur solaire installé sur l'antenne parabolique. Lorsque l'étoile visée s'écarte de plus de 0,05° du champ de vision du senseur, les moteurs-fusées effectuent automatiquement une correction. Pour de courtes périodes (quelques jours), le contrôle de l'orientation est confié à un ensemble degyroscopes, par exemple lorsque le Soleil est masqué ou durant les corrections de trajectoire[8],[9].
La sonde embarque trois ordinateurs, chacun endeux exemplaires pour faire face à une panne :
l'ordinateur principal est le CCS (Computer Command System) et dispose d'unecapacité de stockage non volatile de 4 086 mots de 18 bits utilisant unemémoire à film mince sur fil. Il a deux rôles : interpréter et faire exécuter les instructions envoyées par le centre de contrôle sur Terre et traiter les anomalies de fonctionnement. Une partie de sa mémoire (2 800 mots) est non effaçable et contient les programmes fixes, le reste pouvant être modifié pour adapter les séquences d'opérations scientifiques. Le CCS transmet des commandes d'une part à l'AACS chargé de contrôler l'orientation de la sonde spatiale et d'effectuer les corrections de trajectoire et d'autre part au FDS pour modifier la configuration des instruments scientifiques, le débit des télémesures et fournir des instructions aux nombreux autres sous-systèmes ;
le FDS (Flight Data System) est un ordinateur utilisant des mots de16 bits et disposant d'une mémoire modulaire contenant 8 198 mots ;
le système de contrôle de l'attitude et de la plateforme (Attitude and Articulation Control Subsystem, AACS) est un ordinateur utilisant des mots de 18 bits et disposant d'une mémoire contenant 4 096 mots.
Pour disposer de suffisamment d'énergie aux confins du Système solaire, lespanneaux solaires photovoltaïques, peu efficaces à grande distance du Soleil, sont remplacés par troisgénérateurs thermoélectriques à radioisotope. L'énergie électrique est produite par la chaleur émise par la décroissance radioactive duplutonium 238 embarqué. Les 7 000 watts de chaleur fournissent 470 watts d'énergie électrique au début de la mission en 1977, distribuée sous la forme d'une tension électrique continue de 30 volts. La décroissance de la radioactivité duplutonium entraîne une diminution de l'énergie électrique produite de 7 watts par an. Le contrôle au sol maintient la consommation de manière à disposer d'une marge de 12 watts pour éviter des dysfonctionnements. Chacun des trois générateurs a la forme d'un cylindre de 50,8 cm de hauteur pour 40,6 cm de diamètre[9].
Schéma de la plateforme orientable supportant les instruments scientifiques pointés vers les planètes.
Comprenant une caméra couleur grand angle de résolution 0,64 Mp (800 × 800 pixels) et une deuxième équipée d'un objectif standard, les instruments de mesures scientifiques sont :
le capteur de rayons cosmiques CRS (Cosmic Ray System), le détecteur de plasmas (PLS), ainsi que le capteur de particules faible énergie LECP (Low Energy Charge Particle), détecteurs de particules destinés à l'étude desrayons cosmiques, duvent solaire et desmagnétosphères deJupiter,Saturne,Uranus etNeptune ;
lemagnétomètre MAG, qui mesure les variations duchamp magnétique solaire en fonction du temps et de la distance et étudie les champs magnétiques des planètes rencontrées et leurs interactions avec les satellites ou anneaux ;
l'interféromètre, le spectromètre et leradiomètreinfrarouge IRIS (Infrared Interferometer Spectrometer), qui déterminent la température d'un corps, repèrent la présence de certaines substances dans une atmosphère ou sur une surface et mesurent la proportion de la lumière solaire reçue par un corps et réfléchie par ce dernier ;
lespectromètreultraviolet UVS (Ultraviolet Spectrometer), qui détecte la présence de certains atomes ou ions, ces derniers absorbant certaines fréquences de lumière.
Instruments scientifiques
Instrument LCP détectant les particules à faible énergie.
Le mât supportant les capteurs du magnétomètre est déployé pour des tests.
Voyager 2 est lancée la première le et sa jumelleVoyager 1 le 5 septembre. Construites pour durer seulement cinq ans, les sondes sont en 2010 plus de trois fois et demie plus éloignées de laTerre quePluton. Toujours en état de fonctionnement, elles foncent vers l'héliopause, limite de l'influence magnétique duSoleil, où débute « officiellement » l'espace interstellaire.
Ces deux engins de 800 kilogrammes dotés d'une douzaine d'instruments et de caméras quittaient la Terre pour un grand tour duSystème solaire. La mission avait été conçue pour profiter d'un alignement planétaire exceptionnel - survenant une fois tous les 175 ans[10] – qui permettait, avec une dépense minimale de temps et de carburant, de rendre visite aux quatreplanètes gazeuses du Système solaire : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. À l'origine, la NASA ne disposait pas d'un financement suffisant pour prolonger la recherche au-delà de Saturne, mais les ingénieurs américains avaient programmé pourVoyager 2 une trajectoire incluant le survol d'Uranus et de Neptune. Chaque survol rapproché d'une de ces planètes géantes donnait une accélération suffisante aux sondes pour les propulser au voisinage de la planète suivante, selon la technique d'assistance gravitationnelle ou de « fronde gravitationnelle ».
Durant la première phase de sa mission,Voyager 1 a survoléJupiter le à 350 000 km de la planète etSaturne le à une distance de 124 000 km. Elle a par la suite quitté leplan de l'écliptique en prenant de l'avance surVoyager 2 et poursuivi sa route pour aller à la rencontre de l'héliopause. Le,Voyager 1 est devenu l'objet le plus distant de la Terre jamais envoyé dans l'espace en battant un record établi précédemment par lasonde Pioneer 10. Elle est à plus de 18 heures-lumière de la Terre (début 2016, il fallait plus de 37 heures aux signaux pour faire l'aller-retour entreVoyager 1 et la Terre[11]).
Découverte d'une nouvelle lune (Adrastée), prise d'images de la surface d'Europe qui révèlent que la lune comporte peut-être des océans d'eau liquide sous sa croûte de glace.
Découverte de 3 lunes (Atlas,Prométhée etPandore) et des spokes dans lesanneaux de Saturne. La surface d'Encelade se révèle particulièrement brillante tandis que la lune principale Titan présente une atmosphère épaisse riche en azote qui suggère la présence de lacs de méthane et d'éthane liquide à sa surface.Voyager quitte leplan de l'écliptique et entame son périple qui lui fait quitter le système solaire.
Survol à faible distance de plusieurs lunes dontTéthys etJapet, prise d'images d'Encelade qui présente une surface à moitié jeune et à moitié ancienne. Découverte dumotif nuageux hexagonal qui occupe le pôle nord de Saturne.
Les trois antennes paraboliques chargées de la communication avec les sondes spatialesVoyager sont désormais toutes équipées d'une antenne parabolique de grande taille (64 à 70 mètres) pour permettre le recueil du signal radio toujours plus faible.
La sonde spatiale entre dans lemilieu interstellaire constitué des vents stellaires des astres proches et des nuages de gaz entre ces astres. Le franchissement de cette limite est confirmé le lorsqu'uneéjection de masse coronale par le Soleil fait entrer en résonance la région de l'espace que traverse la sonde spatiale permettant à celle-ci de mesurer sa densité 40 fois supérieure aux mesures antérieures au franchissement.
Les propulseurs de correction de trajectoire sont remis en marche et serviront à pointer l'antenne de communication vers la Terre, pour pallier les insuffisances des propulseurs correcteurs d'assiette.
Les propulseurs de correction de trajectoire sont remis en marche et serviront à pointer l'antenne de communication vers la Terre, pour pallier les insuffisances des propulseurs correcteurs d'assiette.
Le programmeVoyager est sans doute lamission d'exploration du Système solaire la plus fructueuse de toute l'histoire spatiale sur le plan scientifique. Les sondesVoyager ont été les premières à effectuer un survol d'Uranus et de Neptune et les deuxièmes à étudier Jupiter et Saturne.Voyager 1 et2 ont permis d'obtenir pour la première fois un profil détaillé des atmosphèresde Jupiter,de Saturne etd'Uranus, et ont amélioré notre compréhension de la composition de l'atmosphère de Jupiter. Les sondesVoyager ont révélé de nombreux détails sur lesanneaux de Saturne, notamment les pokes de l'anneau B et la structure en tresse dans l'anneau F. Les sondes spatiales ont découvert lesanneaux de Jupiter, et deux nouveaux anneaux ont été identifiésautour d'Uranus. Les arcs (anneaux partiels)de Neptune se sont révélés être des anneaux complets, composés d'un matériau particulièrement fin. Des tempêtes à grande échelle, dont laGrande Tache sombre, ont été découvertes dans l'atmosphère de Neptune, alors qu'on considérait que celle-ci était trop froide pour produire de telles perturbations. Les sondes ont découvert en tout22 nouvelleslunes orbitant autour des planètes extérieures : trois autour de Jupiter, trois autour de Saturne, dix autour d'Uranus et six autour de Neptune. Des mesures plus fines desmagnétosphèresde Jupiter etde Saturne ont été effectuées. Les magnétosphèresd'Uranus etde Neptune ont été découvertes et présentent un décalage important par rapport aux l'axe de rotation de ces planètes, ce qui suggère une source très différente de celle des autres magnétosphères[14].
La plus grande surprise du programme a été la découverte de volcans en activité à la surface deIo, bien que ce phénomène ait été prédit peu avant son observation : pour la première fois, un tel phénomène était observé dans le système solaire ailleurs que sur Terre. Des photos depanaches de neuf volcans montant jusqu'à 300 kilomètres au-dessus de la surface ont été prises par les deux sondes. L'énergie nécessaire à l'activité de ces volcans émane d'un échauffement interne du satellite, provoqué par les effets demarée qu'engendre l'orbite elliptique du satellite autour de Jupiter, qui se perpétue du fait d'un phénomène de résonance avec les autres lunes.
Les sondes ont également découvert surEurope, un autre satellite de Jupiter, une surface peu marquée par les cratères d'impact qui trahit un remodelage récent. Un réseau de multiples coutures, balafrant comme autant de lignes de fracture la surface, correspond, selon l'hypothèse élaborée à l'aide des données recueillies plus tard par lasonde Galileo, à une croûte deglace d'une vingtaine de kilomètres d'épaisseur recouvrant unocéan souterrain. Enfin, les sondes ont découvert la présence d'uneatmosphère très épaisse et très dense autour deTitan, le principal satellite deSaturne, et lesgeysers deTriton, la plus grosse lune de Neptune.
Deuxième partie de la mission : aux frontières du système solaire
En effectuant le dernier survol des planètes gazeuses, les sondesVoyager ont achevé leur mission première. Compte tenu de la bonne santé des deux sondes spatiales, la NASA a décidé de prolonger la mission par une nouvelle mission baptiséeVoyager Interstellar Mission (VIM), destinée à collecter des données sur la région de l'espace située au-delà des planètes externes tout en restant sous l'influence du Soleil. Cette exploration sera prolongée si possible au-delà de l'héliopause, c'est-à-dire de la région représentant la frontière avec l'espace interstellaire libre de toute influence du Soleil. Cette nouvelle mission commence en 1989 alors queVoyager 1 se trouve à 40 unités astronomiques (1 au est égale à la distance Terre-Soleil, soit150 millions de kilomètres) de la Terre, etVoyager 2 à 31 au. La nouvelle mission est divisée en trois phases[15] :
la recherche du choc terminal, qui délimite la région de l'espace ditehéliosphère, englobant les planètes du Système solaire et où le vent solaire n'est pas perturbé par le milieu stellaire ;
l'étude de l'héliogaine, une région de l'espace où levent solaire est toujours présent mais est ralenti par lemilieu interstellaire. Sa limite extérieure est l'héliopause ;
l'exploration du milieu interstellaire constitué des vents stellaires des astres proches et des nuages de gaz entre ces astres.
Les deux sondesVoyager, ainsi quePioneer 10, sont les premiers engins conçus par l'homme à se diriger vers l'extrême frontière du Système solaire, qui est englobé dans l'héliosphère. Cette dernière est une sorte d'immense bulle balayée par les particules très énergétiques émises par le Soleil. Au-delà, les petits engins rencontreront l'héliopause, la zone qui constitue la limite entre l'héliosphère et le milieu interstellaire. En théorie, les astronomes placent l'héliopause à une distance de100 unités astronomiques par rapport au Soleil, mais ils ignorent encore sa forme exacte ainsi que les caractéristiques précises de ce milieu.
Dans la dernière phase, les sondes pourront mesurer les particules et ondes interstellaires non affectées par les vents solaires, une première dans l'histoire de l'exploration spatiale.Voyager 1 devrait passer dans la périphérie de l'étoile « AC+79 3888 » dans laconstellation de la Girafe dans 40 000 ans etVoyager 2 rendre visite àSirius, la plus brillante desétoiles de notre ciel, dans 296 000 ans.
Une fois franchie cette frontière, lesVoyager feront partie, avec lessondesPioneer, des tout premiers objets fabriqués par l'homme à naviguer hors de la bulle de protection du Soleil. Même si les signaux desVoyager mettent plusieurs dizaines d'heures à nous parvenir, les chercheurs espèrent bien obtenir des informations sur la densité du nuage interstellaire, sur les radiations qui le traversent et dont l'héliosphère nous protège. On ignore notamment la densité de toute une classe de particules relativement énergétiques, qui peuvent faire des dégâts sur les êtres humains - dans le cadre futuriste d'unvoyage interstellaire - et sur le matériel électronique des sondes.
Voyager 1 est plus éloigné de la Terre que tout autre engin jamais lancé par l'homme dans l'espace, et continue de s'éloigner à la vitesse de17km/s. Les deux sondes continuent à envoyer des données qui sont reçues par le réseau d'antennes de la NASA (Deep Space Network), dans le cadre d'un projet qui a été rebaptisé Mission interstellaireVoyager. Le coût total de la missionVoyager, incluant le lancement et le suivi des sondes, s'établit aujourd'hui à895 millions de dollars, dont une rallonge budgétaire de30 millions accordée par la NASA en 1990 pour la poursuite de la mission.
« En mai 2005, il est apparu que la sondeVoyager 1 était entrée, depuis, dans la frontière qui sépare le Système solaire du milieu interstellaire. Sa jumelle,Voyager 2, l'y a suivie en[16]. »Voyager 1, la plus rapide et la plus éloignée des deux sondes, se situait à la date du à une distance proche de25 milliards de kilomètres de la Terre[17].
La publication dans la revueScience du d'une série d'articles concordants[18] officialise l'événement : depuis le,Voyager 1 est la première création humaine à naviguer au-delà de l'une des principales frontières du Système solaire, l'héliosphère. Cette frontière, lechoc terminal, se trouve à environ14,1 milliards de kilomètres du Soleil, soit 94unités astronomiques.Voyager 1 doit à une chance inouïe la possibilité de témoigner de ces phénomènes. Car, dans les années 1970, ses concepteurs ignoraient tout de l'orientation de l'hėliosphère du Soleil par rapport à laVoie lactée. De ricochet en ricochet autour des planètes visitées, le hasard a voulu que la sonde quitte le Système solaire par l'avant, vers lenez que forme l'héliosphère en rencontrant la résistance du milieu interstellaire (direction où l'hėliopause est au plus proche du soleil).
LaNASA confirme le, après analyse des données recueillies par la sonde, queVoyager 1, à plus de18 milliards de kilomètres du Soleil, a quitté la zone d'influence directe de ce dernier, l'héliosphère (zone de prédominance magnétique, la sonde étant toujours dans la zone de prédominance gravitationnelle de notre étoile)[20],[21]. Elle se trouve désormais dans l'espace interstellaire.
Les deux sondesVoyager, comme les sondesPioneer 10 (1972) et11 (1973) qui les ont précédées, transportent de manière symbolique un message tentant de résumer quelques informations-clés sur l'humanité. Ces données sont gravées sur un disque de cuivre, qui est accompagné d'une cellule et d'une aiguille permettant de le lire. Les données, sélectionnées par un comité présidé par l'astrophysicienCarl Sagan, comprennent une série de116 photos de différents lieux symboliques sur Terre, des schémas donnant la position de la Terre dans le Système solaire, une sorte depierre de Rosette qui définit le système numérique en usage, lesunités employées en physique, et des extraits sonores comprenant27 morceaux de musique et des enregistrements variés reflétant l'activité humaine. Les sondes s'approcheront pour la première fois d'une étoile dans 40 000 ans.
L'Entité V'Ger est au cœur de l'intrigue du filmStar Trek, le film (1979), réalisé parRobert Wise.V'Ger y est une ancienne sondeVoyager ayant quitté le Système solaire et cherchant un contact humain.
Dans la série allemandeThe Signal, l’intrigue implique une ancienne sondeVoyager.
La première date est celle du lancement du lancement (du premier lancement s'il y a plusieurs exemplaires). Lorsqu'elle existe la deuxième date indique la date de lancement du dernier exemplaire. Si d'autres exemplaires doivent lancés la deuxième date est remplacée par un -. Pour les engins spatiaux autres que les lanceurs les dates de fin de mission ne sont jamais fournies.
