Le vaisseau spatial utilise ses propulseurs pour rester orienté vers la Terre, mais après 47 ans dans l’espace, certains des tubes de carburant se sont obstrués.
Les ingénieurs de la sonde Voyager 1 de la NASA ont réussi à résoudre un problème lié aux propulseurs du vaisseau spatial, qui maintiennent l’explorateur lointain dirigé vers la Terre afin qu’il puisse recevoir des commandes, transmettre des données techniques et fournir des informations scientifiques uniques qu’il collecte.
Après près d’un demi-siècle, un tube de carburant à l’intérieur des propulseurs s’est obstrué avec du dioxyde de silicium, un sous-produit qui apparaît avec le temps à partir d’un diaphragme en caoutchouc dans le réservoir de carburant du vaisseau. Cette obstruction réduit l’efficacité avec laquelle les propulseurs peuvent générer de la force. Après des semaines de planification minutieuse, l’équipe a basculé le vaisseau vers un autre ensemble de propulseurs.
Les propulseurs fonctionnent avec de l’hydrazine liquide, qui est transformée en gaz et libérée par de courtes bouffées de quelques dizaines de millisecondes pour incliner doucement l’antenne du vaisseau vers la Terre. Si le propulseur obstrué était en bon état, il devrait effectuer environ 40 de ces courtes impulsions par jour.
Les deux sondes Voyager possèdent trois ensembles de propulseurs : deux ensembles de propulseurs d’attitude et un ensemble de propulseurs de correction de trajectoire. Au cours des survols planétaires de la mission, les deux types de propulseurs ont été utilisés à des fins différentes. Cependant, alors que Voyager 1 poursuit sa trajectoire stable hors du système solaire, ses besoins en propulseurs sont devenus plus simples, et n’importe quel ensemble de propulseurs peut être utilisé pour orienter le vaisseau vers la Terre.
En 2002, l’équipe d’ingénierie de la mission, basée au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, a remarqué que certains tubes de carburant dans l’ensemble de propulseurs d’attitude utilisés pour l’orientation se colmataient, ce qui a conduit l’équipe à passer au deuxième ensemble. Lorsque ce dernier a montré des signes d’obstruction en 2018, l’équipe a basculé vers les propulseurs de correction de trajectoire et les utilise depuis.
Actuellement, ces tubes de propulseurs de correction de trajectoire sont encore plus obstrués que les branches originales au moment où l’équipe les a échangées en 2018. Les tubes obstrués se trouvent à l’intérieur des propulseurs et dirigent le carburant vers les lits catalytiques, où il est transformé en gaz. (Ces tubes sont différents de ceux qui envoient de l’hydrazine aux propulseurs.) Alors que l’ouverture du tube mesurait initialement seulement 0,01 pouce (0,25 millimètre) de diamètre, l’obstruction l’a réduite à 0,0015 pouce (0,035 mm), soit environ la moitié de la largeur d’un cheveu humain. Par conséquent, l’équipe a dû revenir à l’un des ensembles de propulseurs d’attitude.
Réchauffer les Propulseurs
Changer de propulseurs aurait été une opération relativement simple pour la mission en 1980 ou même en 2002. Cependant, l’âge du vaisseau spatial a introduit de nouveaux défis, principalement liés à l’alimentation électrique et à la température. La mission a désactivé tous les systèmes non essentiels à bord, y compris certains chauffages, sur les deux sondes pour conserver leur approvisionnement électrique qui diminue progressivement, généré par du plutonium en décomposition.
Bien que ces mesures aient permis de réduire la consommation d’énergie, elles ont également entraîné un refroidissement du vaisseau spatial, un effet aggravé par la perte d’autres systèmes non essentiels qui produisaient de la chaleur. En conséquence, les ensembles de propulseurs d’attitude ont refroidi, et les activer dans cet état pourrait les endommager, les rendant inutilisables.
L’équipe a déterminé que la meilleure option serait de réchauffer les propulseurs avant le changement en activant des chauffages jugés non essentiels. Cependant, comme pour de nombreux défis auxquels l’équipe Voyager a été confrontée, cela a présenté un casse-tête : l’alimentation électrique du vaisseau est si faible que l’activation de chauffages non essentiels nécessiterait de désactiver quelque chose d’autre pour fournir suffisamment d’électricité, et tout ce qui fonctionne actuellement est considéré comme essentiel.
Après avoir étudié la question, ils ont écarté l’idée de désactiver l’un des instruments scientifiques encore en fonctionnement pendant un temps limité, car il y a un risque que l’instrument ne redémarre pas. Après des études et des planifications supplémentaires, l’équipe d’ingénierie a déterminé qu’elle pouvait désactiver en toute sécurité l’un des principaux chauffages du vaisseau pendant une heure, libérant ainsi suffisamment d’énergie pour activer les chauffages des propulseurs.
Cette stratégie a porté ses fruits. Le 27 août, ils ont confirmé que l’ensemble de propulseurs nécessaire était de nouveau opérationnel, aidant à orienter Voyager 1 vers la Terre.
« Toutes les décisions que nous devrons prendre à l’avenir nécessiteront beaucoup plus d’analyse et de prudence qu’auparavant », a déclaré Suzanne Dodd, responsable du projet Voyager au Jet Propulsion Laboratory, qui gère Voyager pour la NASA.
Les sondes explorent l’espace interstellaire, la région au-delà de la bulle de particules et de champs magnétiques créés par le Soleil, où aucune autre sonde ne devrait probablement se rendre avant longtemps. L’équipe scientifique de la mission travaille à maintenir les Voyagers en fonctionnement aussi longtemps que possible, afin qu’ils puissent continuer à révéler la nature de l’environnement interstellaire.
