Peu de gens se rendent compte que ces sondes spatiales ne sont pas lancées dans l’espace comme on jetterait une bouteille à la mer. Elles font partie d’un système de communication sophistiqué alliant une sonde d’exploration in situ et des stations terriennes de poursuite. 

Les installations du réseau Deep Space Network de la NASA, situées en Californie, en Australie et en Espagne sont des composantes tout aussi critiques que les sondes elles-mêmes. C’est le Jet Propulsion Laboratory, JPL, installé en Californie à Pasadena qui, sans cesse, améliore ce système en lui ajoutant de nouveaux récepteurs et des antennes plus sensibles. Ces améliorations ne peuvent toutefois pas compenser la perte graduelle de la puissance d’émission des sondes spatiales à mesure qu’elles s’éloignent de la Terre.  

Afin de conserver une réserve de puissance pour des corrections éventuelles, la vitesse de transmission de Pioneer 10 par exemple a été réduite à 16 bits par seconde, une vitesse plus lente que le débit d’une conversation ordinaire. Disposant d’un émetteur fonctionnant à une fréquence plus élevée et d’une antenne terrienne de 34 m de diamètre, Voyager communique avec la Terre dix fois plus rapidement. Les communications restent toutefois beaucoup plus lentes que la plupart des modems qui équipent les micro-ordinateurs.

Sommet de la technologie des années 1970, Voyager pèse 825 kg, répartis entre son immense antenne parabolique de 3.7m de diamètre, une électronique et des senseurs sophistiqués et quatre générateurs thermoélectriques (RTG) capables de produire au décollage une puissance de 470 watts, trois fois supérieure à celle de Pioneer.  

Le télescope Hubble observant le ciel profond. SOHO face au Soleil. Cassini-Huygens débarque sur Titan Giotto rencontre Halley Cluster2 à l'écoute du géomagnétisme Yohkoh surveillant le Soleil

Documents ESA et T. Lombry

Voyager fut télécommandé jusqu'à plus de 4.5 milliards de kilomètres de distance, avec un temps de réponse qui atteignit 4 heures. Parcourant 1 UA tous les trois mois, la puissance des transmissions, de 20 watts à l'émission, arrivent à présent sur Terre avec une puissance réduite d'un facteur 10¹⁸... Les techniciens ont calculé la trajectoire de Voyager 2 avec une précision "sur site" de 30 km, une ponctualité de 10 minutes et l'orientation de son antenne fut précise à 0.05° près !

En 1992-1993, signes avant-coureurs de leur évasion, Voyager 1 et 2 ont enregistré les bruits provoqués par l’onde de choc du vent solaire sur l’hélio pause qui marque la frontière entre le système solaire et l’espace interstellaire. Au tournant du millénaire on a estimé que cette limite se situait encore 40 UA devant les deux sondes. Aujourd'hui les deux Voyager manquent d'hydrazine pour modifier leur trajectoire. Si l’oxyde de plutonium de leur générateur présente une demi-vie de 92 ans, les thermocouples qui convertissent cette énergie en électricité vont se dégrader beaucoup plus rapidement jusqu'à ce que le signal émit tombe sous le seuil de sensibilité des instruments. Mais vers 2020, longtemps avant l'épuisement du plutonium, la première ressource qui viendra à manquer aux deux sondes spatiales sera la lumière du Soleil. Aux yeux de nos caméras embarquées, notre étoile sera indiscernable dans le firmament. Le JPL et les stations terriennes de poursuite perdront alors tout contact avec les Voyager et autre Pioneer.  

Les positions des sondes Pioneer et Voyager en l'an 2000. Cliquer sur l'image pour l'agrandir. Document NASA/JPL.

Aujourd’hui voyageant à plus de 13 km/s (47000 km/h) les sondes Pioneer et Voyager continuent de voir le Soleil comme une étoile brillante et continuent d’ajuster leur position, se balançant de si de là en allumant leurs petites fusées pour orienter leur antenne et transmettre leurs informations aux stations de poursuite terriennes. Car leur activité n'est pas encore achevée. D'ici là, fidèle à leur mission, les deux sondes continueront à transmettre de précieux renseignements sur le milieu interplanétaire. 

En 2001 après 8 mois d'efforts le signal de Pioneer 10 fut détecté près d'Aldébaran dans la constellation du Taureau par l'antenne du Réseau Deep Space de Madrid. La sonde alors à 78 UA, deux fois la distance qui nous sépare de Pluton, émettait avec une puissance réduite à un milliardième de trillion de watt (10^-21 watts). A la plus grande joie de son créateur Herb Lassen de la société TRW, Pioneer 10 vivait toujours depuis son lancement en 1972, alors que sa garantie était depuis longtemps périmée, ne le couvrant que 21 mois !

Vers 2005, lorsque Pioneer 10 sera à plus de 90 UA du Soleil, et vers 2020 lorsque Voyager 2 sera à environ 130 UA du Soleil, les deux sondes spatiales enverront leurs dernières observations sur le milieu interplanétaire. Il se peut alors que l'on découvre cette hypothétique planète X ou l'étoile Némésis qui semble perturber les trajectoires des planètes géantes. Elles rencontreront ensuite la fameuse onde de choc de l’hélio pause. Ce passage sera marqué par d’importants signaux radioélectriques permettant aux physiciens de recueillir de très intéressantes informations sur cette région lointaine inexplorée. Au-delà de 150 UA du Soleil, les sondes pénétreront dans le grand vide silencieux de l’espace interstellaire.  

Beaucoup plus tard, dans 20000 ans à 1 année-lumière de la Terre, les deux sondes atteindront le nuage de Oort, berceau des noyaux cométaires, qu'elles traverseront espérons-le sans encombre. Ce n’est que dans 4 millions d’années, en parcourant 2.5 UA par an, que Pioneer 10 passera dans la banlieue des étoiles de la constellation de l’Aigle. Avec un peu de chance, dans 40000 ans Voyager 1 atteindra l'étoile AC+79.3888 dans la constellation de la Girafe tandis que Voyager 2 croisera l'étoile Ross 248 d'Andromède.