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Actualité - Juillet 2014

La troisième vie de la sonde Isee 3

Publié le samedi 26 juillet 2014

C'est l'histoire d'un choc des générations, de la rencontre anachronique entre la technologie des années 70 et l'Internet 2.0. La vieille sonde spatiale Isee 3/Ice, lancée en 1978, a été réactivée en mai dernier par une équipe d'ingénieurs, de programmeurs et de scientifiques grâce à des fonds récoltés auprès du grand public - ce que l'on appelle le financement participatif, ou crowdfunding en anglais. Et même si l'un des objectifs initiaux du projet, à savoir ramener la sonde autour du point de Lagrange L1 Terre-Soleil, ne pourra hélas pas se réaliser, Isee 3 va bel et bien "faire de la science à nouveau", près de 36 ans après son départ de notre planète !

Acte I : la mission initiale

Tout commence le 12 août 1978, avec le lancement de la troisième sonde Isee (International Sun-Earth Explorer) dans le cadre d'une coopération entre la Nasa et la toute jeune Esa (Agence Spatiale Européenne). Contrairement à ses deux prédécesseures, placées un an plus tôt sur orbite géocentrique, Isee 3 est envoyée sur une orbite de halo autour du point de Lagrange L1, à 1,5 million de kilomètres de la Terre dans la direction du Soleil. C'est d'ailleurs le tout premier engin spatial à atteindre une orbite de ce type, démontrant ainsi la viabilité de la technique et le grand intérêt de cette zone d'équilibre entre les champs de gravité de notre planète et de son étoile.

La charge utile de la sonde comprend treize instruments scientifiques, tous dédiés à l'étude des interactions entre le champ magnétique terrestre d'une part, et le vent solaire et les rayons cosmiques d'autre part. Il n'y a aucune caméra à bord.

Acte II : à la poursuite des comètes

En 1982, la Nasa décide d'assigner une nouvelle mission à la sonde Isee 3. Une manœuvre est commandée le 10 juin afin de lui faire quitter le point de Lagrange L1 et de la placer sur une trajectoire complexe lui permettant d'explorer la queue de la magnétosphère terrestre (du côté opposé au Soleil) grâce à plusieurs survols de la Lune au cours de l'année 1983.

Le 22 décembre de la même année, un dernier passage à proximité de notre satellite (à moins de 120 kilomètres d'altitude) permet d'éjecter Isee 3 du système Terre-Lune et de l'insérer sur une orbite héliocentrique en "avant" de notre planète. Le vaisseau est alors rebaptisé Ice (International Cometary Explorer) afin de mieux refléter son nouvel objectif : étudier les interactions entre une queue cométaire et le vent solaire. Ainsi, le 11 septembre 1985, Isee 3/Ice passe dans le sillage de la comète Giacobini-Zinner et y réalise de précieuses mesures in situ. Mieux, en mars 1986, elle traverse la queue de la célèbre comète de Halley, peu après que plusieurs autres sondes (dont l'européenne Giotto) ait étudié de près son noyau et sa chevelure.

Durant les années suivantes, Isee 3/Ice continue de transmettre des données pour l'étude des éjections de masse coronale et des rayons cosmiques. La Nasa met un terme à la mission en 1997, laissant la sonde sur son orbite héliocentrique de 355 jours de période.

Acte III : le projet "Isee 3 Reboot"

Comme prévu, Isee 3 rattrape petit à petit la Terre et, début 2014, commence à apparaître dans notre rétroviseur. La Nasa charge alors une équipe du Goddard Space Flight Center d'étudier la faisabilité de réactiver le vieil engin. Hélas, les conclusions des ingénieurs sont négatives : le Deep Space Network - le réseau d'antennes qu'utilise l'agence américaine pour communiquer avec ses ambassadeurs robotiques dans le système solaire - n'est plus équipé des transmetteurs adéquats, et en refabriquer serait trop coûteux. Dès lors, tout semble indiquer qu'Isee 3 est condamnée à passer près de sa planète-mère dans l'indifférence quasi-générale (lire à ce sujet l'éditorial du 8 février).

C'était sans compter sur l'enthousiasme et la détermination de Keith Cowing, astrobiologiste et créateur du blog Nasa Watch, et de Dennis Wingo, PDG de Skycorp*, qui décident ensemble de mettre sur pied une équipe de spécialistes pour relever le défi de reprendre le contrôle d'Isee 3 malgré les obstacles matériels. Mi-avril, ils se tournent vers le grand public pour financer leur projet, en fixant la barre à 125 000 dollars : en moins de six semaines, ils en récoltent finalement près de 160 000 ! Dans le même temps, ils signent un accord avec la Nasa qui leur confie officiellement la sonde. Les choses sérieuses peuvent véritablement commencer !

Utilisant la spectaculaire antenne (305 mètres) de l'observatoire d'Arecibo, l'équipe "Isee 3 Reboot" envoie avec succès sa première commande à la sonde le 29 mai, pour qu'elle transmette ses données de télémétrie. Celles-ci révèlent que l'appareil, qui est stabilisé par rotation, tourne légèrement trop lentement : 19,16 tours par minute au lieu des 19,75 ± 0,2 figurant dans les spécifications d'origine. Avant de pouvoir manœuvrer, il est donc nécessaire de corriger ce paramètre. C'est chose faite le 2 juillet grâce l'activation de deux propulseurs. Tout semble alors se dérouler au mieux.

Cependant, le temps presse et le plus dur reste à faire : altérer la trajectoire d'Isee 3 de manière à ce qu'elle survole la Lune le 10 août et se dirige ensuite vers le point de Lagrange L1. Le 8 juillet, l'équipe envoie les commandes pour réaliser la manœuvre tant attendue, qui est divisée en une série de "segments" de 63 poussées chacune. Hélas, dès la fin du premier segment, il apparaît que les propulseurs ne se comportent pas comme prévu. Pire, les deuxième et troisième segments ne produisent aucune poussée. Isee 3 serait-elle à court de carburant ? C'est peu probable, car les estimations de consommation indiquaient qu'il en restait bien assez pour effectuer la correction de trajectoire. L'équipe de Cowing et Wingo contacte alors des experts de la propulsion et élabore des hypothèses pour tenter d'identifier et de résoudre le problème.

Une lueur d'espoir apparaît le 16 juillet lors d'une nouvelle session de communication avec la sonde : en essayant différentes combinaisons de réservoirs et de propulseurs, l'équipe parvient à obtenir une faible poussée. Même chose le 18 juillet, mais c'est encore insuffisant pour réaliser la correction de trajectoire. Le 23 juillet, après une ultime tentative, il devient évident que le système de propulsion d'Isee 3 est défaillant (peut-être en raison d'une fuite du gaz de pressurisation, indispensable pour faire circuler le carburant) et que rien ne pourra le faire refonctionner à temps.

Pour autant, le projet "Isee 3 Reboot" n'est pas abandonné, et encore moins un échec. En réalité, la plupart des objectifs initiaux ont été accomplis : la sonde répond aux commandes et plusieurs de ses instruments ont pu être remis en service. Cowing et Wingo ont donc décidé de poursuivre l'aventure et ont annoncé le lancement de la "Isee 3 Interplanetary Citizen Science Mission", qui débutera juste après le survol de la Lune le 10 août prochain. Certes, Isee 3 commencera alors à s'éloigner à nouveau de la Terre sur son orbite héliocentrique, mais il sera possible de l'écouter pendant encore plusieurs mois - voire plusieurs années - afin de récolter les données de ses instruments et de les mettre à la disposition du plus grand nombre. Pas si mal pour un engin lancé il y a 36 ans !

Principales sources d'informations : Isee 3 Reboot Project, The Planetary Society, NSSDC.

Vue d'artiste de la sonde Isee 3
Crédit : Nasa

*Les deux hommes n'en sont pas à leur première collaboration puisqu'ils avaient initié ensemble le projet de restauration et de numérisation des clichés des sondes Lunar Orbiter.

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