Laurent Poulouin

Sauvetage miraculeux pour Voyager 1 qui est à 24 milliards de kilomètres de notre planète : comment les ingénieurs de la Nasa ont réussi ce printemps à reprogrammer l’ordinateur de la sonde lancée en 1977, qui explore désormais l’espace interstellaire. Quand la sonde Voyager 1 a commencé à envoyer vers la Terre des signaux radio incompréhensibles, fin 2023, la plupart des experts de la Nasa étaient très pessimistes sur les chances de survie de cette mission d’exploration mythique lancée il y a plus de 46 ans. « On pouvait être fataliste et penser que, après tout, Voyager 1 avait fait son temps, après avoir révolutionné les connaissances des planètes géantes du Système solaire et après avoir été le premier engin envoyé par l’homme dans l’espace interstellaire. Malgré ça, les membres de l’équipe de la mission étaient tellement attachées à cette sonde qu’ils se sont accrochés. Ils ont tout tenté pendant des mois, pour finalement réaliser un tour de force technologique qui a permis de reprendre le contact. » Même si le message était incohérent, le Deep Space Network de la Nasa, qui gère les télécommunications avec toutes les sondes américaines, continuait de recevoir de Voyager 1 un signal radio constant et de bonne qualité, ce qui n’était possible que si la parabole de 3,70 m de diamètre de la sonde restait parfaitement pointée vers la Terre. Signe que Voyager 1 était bien vivant. Les premiers ordres envoyés à la sonde pour tenter d’obtenir un diagnostic de son état de santé n’ont malheureusement pas eu d’effets. Le problème était sérieux. Les ingénieurs ont suspecté qu’il était lié à une panne de l’un des trois ordinateurs de bord, le FDS (Flight Data Subsystem, sous-système des données de vol), chargé de traiter les télémesures d’ingénierie et les données scientifiques avant de les transmettre vers la Terre. Or sans le FDS, la sonde est incapable d’indiquer à la Terre ce qui cloche à bord. Les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory de la Nasa, en Californie, qui ont conçu la mission dans les années 1970 savaient que cet ordinateur était critique. Ils avaient d’ailleurs fait le choix d’une redondance, en installant deux FDS à bord. L’ordinateur de rechange est néanmoins totalement inutilisable depuis… 1982 ! L’enjeu pour l’équipe de vol était donc de comprendre quelle partie du FDS principal était en panne et comment la réparer, le tout à 24 milliards de kilomètres de distance ! Et s’ils suspectaient une partie de la mémoire intégrée de dysfonctionner, ils ne savaient pas laquelle. Après des mois d’essais infructueux, une commande envoyée le 1er mars a finalement redonné un peu d’espoir. Les ingénieurs avaient alors demandé au FDS de transmettre intégralement le contenu de sa mémoire, sans traitement. Le signal renvoyé n’était toujours pas décodable, mais l’un des ingénieurs du Deep Space Network a reconnu dans les 0 et les 1 reçus une partie du code source qui sert au FDS à exécuter certains ordres, qui est stocké en permanence dans la mémoire de l’ordinateur. Grâce à cela, les ingénieurs de la mission ont réussi à déterminer qu’une des puces de la mémoire, soit 3 % de sa capacité totale, était hors service, probablement à cause des dégâts provoqués par un rayon cosmique un peu trop énergétique. Or cette partie contenait une partie du code source, d’où l’incapacité du FDS de renvoyer des données cohérentes. La solution trouvée a été de copier la partie du code devenue inaccessible à un autre endroit de la mémoire. Une forme de « hacking » de haut vol, mais qui a dû être réalisé sans pouvoir tester la solution au sol. Car il n’existe pas de « double » fonctionnel de l’ordinateur de Voyager 1 destiné à faire des essais, comme c’est désormais la pratique pour toutes les missions modernes. Pour compliquer l’affaire, les ingénieurs qui ont conçu la sonde sont aujourd’hui tous à la retraite… « L’une des grandes difficultés d’une mission aussi longue, c’est de réussir à transmettre les connaissances et les savoir-faire acquis pendant des années, et qui sont loin d’être tous décrits dans les manuels. » Sans ordinateur sur Terre pour tester le code, et avec des manuels techniques d’origine qui n’existent que sous forme imprimée, l’équipe du JPL à Pasadena a passé beaucoup de temps à vérifier « à la main » si les changements réalisés n’allaient pas risquer de bloquer l’ordinateur. Le 18 avril, le code correctif est envoyé, et 45 heures plus tard, l’équipe de vol de la mission sait qu’elle a réussi : Voyager a renvoyé pour la première fois depuis le mois de novembre des télémesures intelligibles donnant l’état de santé de tous ses composants. Le contrôle de Voyager 1 est repris et la mission scientifique va pouvoir reprendre. « Cette prouesse technique, c’est à la fois une preuve de l’ingéniosité et de la ténacité de l’équipe actuelle, mais aussi que la sonde avait été incroyablement bien conçue il y a plus de cinquante ans. À l’époque on ne connaissait à peu près rien des régions qui allaient être traversées, et les instruments ont été conçus pour être adaptables à toutes les situations, notamment grâce à des ordinateurs de bord reprogrammables, ce qui a permis aujourd’hui de sauver la mission ! » Voyager 1 va maintenant relancer ses études sur les champs magnétiques, les particules, les plasmas froids et les rayons cosmiques qui règnent dans l’espace inter stellaire. Mais ses jours, comme ceux de son jumeau Voyager 2, sont malheureusement comptés. Les piles au plutonium perdent de la puissance. L’électricité risque de commencer à manquer à partir de l’année prochaine pour faire tourner les instruments. Sources : - lefigaro.fr/sciences/sauveta… - jpl.nasa.gov/news/nasas-voya…