« Le plus grand exploit de l'humanité en matière d'exploration » : le vaisseau spatial qui a bouleversé notre vision du système solaire

En novembre de cette année, Voyager 1, l'une des sondes jumelles lancées par la Nasa en 1977, atteindra un jour-lumière de la Terre. C'est la distance parcourue par la lumière en une journée : près de 26 milliards de kilomètres.

Voyager 1 est déjà allé plus loin que n'importe quel objet fabriqué par l'homme. Mais plus remarquable que son kilométrage est le fait que la Nasa continue d'entendre des nouvelles de la sonde elle-même.

Construits pour durer cinq ans, Voyager 1 et 2 sont toujours opérationnels après près de 50 ans dans l'espace et offrent aux astronomes des informations inestimables sur l'Univers. Tout cela en utilisant une technologie qui, à l'époque actuelle, semble primitive.

"Il y a autant de mémoire sur votre porte-clés [pour ouvrir votre voiture] que sur les ordinateurs du Voyager", a déclaré à la BBC le Dr Linda Spilker, l'actuelle scientifique du projet de la mission. "C'était vraiment une réalisation remarquable pour l'époque."

Le Grand Tour

Les sondes Voyager ont vu le jour grâce aux progrès de l'exploration humaine de notre système solaire.

Quinze ans avant leur lancement, la NASA avait déjà réussi la première mission vers une autre planète lorsque Mariner 2 a survolé Vénus en 1962.

Trois ans plus tard, Mariner 4 a survolé Mars et a pris les toutes premières images rapprochées d'une planète extrasolaire.

Les projets d'exploration des quatre planètes géantes extérieures – Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune – ont débuté après que l'ingénieur aérospatial américain Gary Flandro a prédit leur rare alignement à la fin des années 1970.

Cet alignement faciliterait l'accès à ces planètes pour une éventuelle sonde spatiale, offrant une occasion unique de réaliser ce que les scientifiques appellent le Grand Tour.

Nos connaissances sur cette région étaient alors assez rudimentaires.

"Les Grecs anciens connaissaient Jupiter et Saturne… mais ce n'étaient que des points lumineux", explique Amy Shira Teitel, historienne et auteure spécialisée dans l'espace.

Mais avec la mission Voyager, "du jour au lendemain, nous sommes passés de cette vague notion de planètes… à des représentations familières dans toutes les salles de classe", poursuit-elle.

La première mission de la NASA vers les planètes extérieures, Pioneer 10, a survolé Jupiter en 1973, prouvant ainsi qu'il était possible de traverser la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter et de communiquer avec la Terre à des millions de kilomètres de distance. Sa jumelle, Pioneer 11, a survolé Saturne six ans plus tard.

Ces deux sondes étaient extrêmement simples comparées aux Voyager.

Après le succès des États-Unis, qui ont devancé l'Union soviétique en se posant sur la Lune en 1969, la NASA a connu une baisse de son soutien politique et des financements alloués aux missions futures.

Le projet initial du Grand Tour de Voyager a dû être abandonné au profit d'une visite plus modeste de seulement deux planètes extérieures.

En coulisses, cependant, les scientifiques préparaient discrètement les sondes Voyager à aller encore plus loin.

"Officiellement, nous concevions des sondes pour une mission de cinq ans vers Jupiter et Saturne, mais disons que nous les avons construites pour durer un peu plus longtemps, au cas où", admet le Dr Alan Cummings, astrophysicien qui travaille toujours sur la mission Voyager.

Construites comme des engins spatiaux identiques, Voyager 2 a été lancée en août 1977 et Voyager 1 le mois suivant. Elles suivaient deux trajectoires différentes, Voyager 1 rattrapant sa jumelle à la fin de cette même année.

Voyager révèle des mondes inédits

Au final, ce sont les sondes elles-mêmes qui ont tranché : le monde entier a été stupéfait lorsqu'elles ont commencé à bouleverser les connaissances des astronomes sur notre environnement terrestre.

Voyager 1, par exemple, a repéré les premiers volcans actifs hors de la Terre sur Io, une lune de Jupiter. Elle a également détecté des éclairs sur Jupiter, une autre première en dehors de notre planète.

Les images transmises par Voyager 2 laissaient entrevoir qu'Europe, une autre lune de Jupiter, pourrait abriter un océan d'eau liquide sous sa croûte de glace craquelée, ce qui, encore aujourd'hui, amène les astronomes à spéculer sur la possibilité qu'elle puisse abriter la vie.

Cummings se souvient de sa première vision d'Io, un moment qui l'a profondément marqué.

"J'étais sur le campus, et ils avaient une retransmission vidéo", se souvient-il. "Io était là, dans toute sa splendeur, et je n'en croyais pas mes yeux… Notre propre Lune est si grise et sans intérêt… Je ne me doutais pas qu'il y aurait une telle diversité parmi les lunes."

Quatre ans après le début de la mission, la NASA décida que Voyager 2 deviendrait le premier vaisseau spatial à visiter Uranus et Neptune, effectuant des survols en 1986 et 1989 et achevant ainsi son Grand Tour.

"Point bleu pâle"

Les sondes Voyager ont atteint leurs objectifs grâce à une combinaison d'ingéniosité et de technologie.

Des manœuvres dites de fronde gravitationnelle leur ont permis d'utiliser la gravité de chaque planète pour gagner en vitesse et changer de direction afin d'atteindre leur cible suivante. Ceci a réduit le temps de voyage vers Neptune de 30 ans à seulement 12 ans.

Les sondes étaient équipées de batteries nucléaires au plutonium. Cependant, elles perdent environ 4 watts de puissance par an, et la plupart des instruments scientifiques ont été mis hors service progressivement.

Juste avant que Voyager 1 ne mette définitivement sa caméra hors service en 1990, alors qu'elle se trouvait déjà au-delà de Neptune, elle a pris une photo de la Terre. Notre planète y apparaissait comme un minuscule point bleu pâle dans l'immensité de l'espace.

C'était une idée du regretté astronome Carl Sagan.

"Carl Sagan disait que sur ce point bleu pâle se trouve chaque personne ayant jamais vécu, chaque personne que vous avez connue", se souvient Spilker, "et il incarnait ce sentiment de devoir prendre soin de notre planète."

Espace interstellaire

En 2012, Voyager 1 est devenue le premier objet fabriqué par l'homme à quitter les confins du vent solaire – l'héliosphère – pour pénétrer dans l'espace interstellaire. Sa sonde jumelle lui a succédé six ans plus tard.

Toutes deux continuent de transmettre des données vers la Terre, notamment sur les champs magnétiques, révélant ainsi de nouvelles connaissances sur une région de l'espace jusqu'alors inexplorée.

"À l'heure actuelle, Voyager est le seul instrument à effectuer des observations in situ du milieu interstellaire", explique le Dr Bill Kurth, qui participe à l'une des missions en cours de Voyager. "Rien ne vaut l'immersion dans l'océan pour comprendre ce qu'il est."

La NASA estime que les deux sondes continueront d'exploiter au moins un instrument scientifique jusque dans les années 2030.

"Nous continuerons de tout mettre en œuvre pour que la mission se poursuive", assure Spilker. "Nous n'y mettrons pas fin. Nous laisserons Voyager décider du moment opportun."

Une "découverte incroyable"

"Voyager représente le plus grand exploit d'exploration de l'humanité… C'est véritablement une aventure humaine visant à comprendre sa place dans l'Univers", déclare Kurth.

Il estime que Voyager a démontré que les planètes extérieures "ne sont pas aussi simples que nous le pensions initialement", ouvrant la voie à de futures missions.

La sonde Europa Clipper de la NASA est actuellement en route vers Europe, lune de Jupiter, tandis que la sonde JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) de l'Agence spatiale européenne devrait atteindre sa cible en 2031.

Quant aux sondes Voyager, leur mission ne se limite pas à la simple transmission de données vers la Terre.

Chacune embarque un disque plaqué or de 30 cm de diamètre, sur lequel sont gravés des messages de salutation prononcés dans 55 langues par les peuples de la Terre, ainsi que 115 images et une myriade de sons représentant notre planète, comme le tonnerre et des musiques de différentes régions et époques.

Ces disques ont été installés pour servir de lettres de présentation à l'humanité si jamais ils venaient à être découverts par d'éventuels extraterrestres.

Ce serait une "découverte incroyable" pour une autre espèce intelligente, explique Spilker, qui pourrait "peut-être revenir et voir à quoi ressemble la Terre".

"Ce disque d'or pourrait durer un milliard d'années et survivre à l'humanité elle-même", suggère-t-elle.

Et si ces extraterrestres découvrent Voyager par hasard, ils pourraient bien trouver un autre message mystérieux.

Dans les années 1970, Cummings n'a pas pu résister à la tentation de graver ses initiales sur l'un des instruments qu'il avait contribué à concevoir.

"Ce n'était pas autorisé. Mais que vont-ils me faire maintenant ?", plaisante-t-il.