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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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