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 les sondes Pioneer 10 et 11

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chantara
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MessageSujet: les sondes Pioneer 10 et 11   Lun 6 Aoû 2012 - 20:07

Anomalie Pioneer 10 et 11

S'agit-il d'une découverte capitale ?


Partis pour découvrir Jupiter et Saturne et actuellement aux confins du Système solaire, les sondes Pioneer 10 et 11 subissent , depuis plus de 20 ans, une légère modification de l'orbite qui intriguent planétologues et physiciens.

Les données transmissent par les sondes Pioneer indiquent une erreur radiale apparente et constante entre les effets Doppler prévus et réels. Cela semble indiquer une attirance possible de ~ 8,74 (±1,33).10-8cm.s-2 vers le Soleil pour les deux sondes, bien qu'elle soit à l'opposé l'une de l'autre. Cela signifie qu'au cours de leur course vers les frontières du Système solaire, une force anormale attire les sondes vers le Soleil provoquant leur ralentissement.

L'exploration des planètes géantes a débuté par les missions Pioneer 10 et 11. Ces sondes sont les membres d'une série qui en compta 8, orchestrée par le Pioneer Project Office de la NASA et le Ames Research Center.

Une tentative de la dernière chance, en novembre 2001, a permis aux contrôleurs de vol du JPL d'avoir un contact avec la sonde Pioneer 10 qui se trouvait à 11,654 milliards de km (77,693 UA). Elle file à 50 000 km/h. Officiellement les liaisons furent interrompues le 31 mars 1997, faute de crédits supplémentaires. Mais ceci constitue tout de même un test pour les techniciens qui se familiarisent avec la détection d'objets lointains. Le signal avait mis, pour faire l'aller-retour: 21h45mn. En effet un signal est envoyé vers la sonde, auquel elle répond, pour garder les quelques watts qui lui restent. L'électricité est fournie par un générateur à base de plutonium 238, dont la durée à mi-vie est de 92 ans. Mais les thermocouples convertissant la chaleur en électricité se dégradent rapidement. Soyons réalistes, la sonde ne fut conçue que pour une durée de vie de 21 mois. Au bout de 30 ans, il faut être indulgent.

C'est le 23 janvier 2003 que le vaisseau spatial Pionnier 10 a envoyé un dernier signal, très faible vers la Terre. Les ingénieurs de la NASA pensent que les jonctions des thermocouples de la sonde sont détériorés et il n'y a plus assez de puissance pour envoyer des informations supplémentaires vers la Terre.


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Pioneer 10 fut lancée le 2 mars 1972 et Pioneer 11 le 5 avril 1973. Toutes les deux avaient pour mission principal de nous faire découvrir le milieu spatial au-delà de l'orbite de Mars et Jupiter pour Pioneer 10 et en plus pour Pioneer 11, Saturne. La sonde Pioneer 10 fut connue pendant la majeure partie de sa mission comme l'objet le plus lointain jamais construit par l'homme. La sonde est maintenant à plus de 13 milliards de km (2004) de nous. Le 17 février 1998, Voyager 1 dépassa Pioneer 10 à 69,4 UA. Par la suite, l'écart s'accrut de 1,02 UA par an.

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Pioneer 11 fut lancé le 5 avril 1973, un an après Pioneer 10, au sommet d'une Atlas-Centaur/TE364-4. Après avoir dépassé la ceinture des astéroïdes le 19 avril 1973, Pioneer 11 alluma son moteur pour corriger sa vitesse de 63,7 m/s, permettant à la sonde de passer à 43 000 km au-dessus des nuages de Jupiter, le 2 décembre 1974. La réaction de gravitation, engendrée par la planète géante, permit d'accroître la vitesse à 173 000 km/h pour l'emporter vers Saturne à environ 2,4 milliards de kilomètres, qu'elle atteignit le 1 septembre 1979. Lors du survol de Jupiter, Pioneer 11 obtint les premières images spectaculaires de la Tâche Rouge, observa pour la première fois les pôles et détermina la masse de Callisto. Après un looping autour de l'écliptique, le survol de Saturne eut lieu à 20 930 km et pour la première fois de splendides images rapprochées de Saturne et de ses anneaux furent obtenues. Pioneer 11 passa à 3 500 km du bord extérieur de l'anneau A. Elle traversa les anneaux permettant aux sondes Voyager et Cassini de répéter l'exploit. De nouveaux satellites et anneaux furent découverts à cette occasion. Une cartographie du champ magnétique fut établie, la taille de Titan déterminée, ainsi que sa température trop basse pour abriter la vie. Pourtant à la distance de Saturne, le taux d'informations transmises fut réduit de 1 024 bits/s, près de Jupiter, à 256 bits/s. Cette diminution affectera la qualité des images dans un rapport de ½ à ¼ de celles de Jupiter. Après Saturne, Pioneer 11 continua sa course vers les régions externes du Système solaire en étudiant le vent solaire et les rayons cosmiques. Elle est aussi loin que Pioneer 10, mais dans une direction opposée. Sa mission prit fin le 30 septembre 1995 avec la dernière transmission reçue à cause d'un problème de commutateur. Pioneer 11 était alors à 6,5 milliards de km de la Terre. A cette distance le signal mettait 6,5 h pour nous atteindre à la vitesse de la lumière. Pioneer 11 ne pouvait plus faire d'observations scientifiques et les missions de routine furent terminées. Il n'y a plus de communication depuis novembre 1995. Le déplacement orbital de la Terre a dépointé l'antenne de la sonde et faute d'alimentation, aucune manoeuvre ne pouvait être télécommandée pour la réorienter. Depuis personne ne sait si la sonde continue à émettre. Faute de moyens financiers, aucune poursuite n'est envisagée. Aujourd'hui elle voyage silencieusement à ~12 kms-1. Pioneer 11 se dirige dans la constellation de l'Aigle, au Nord-Ouest du Sagittaire, vers une étoile qu'elle atteindra dans 4 millions d'années.




Corrosion interstellaire

Toutes les dégradations, causées par corrosion et érosion, que Pioneer 10 a endurées, sont probablement en excès maintenant. La ceinture des astéroïdes et les conditions sévères de Jupiter avaient déjà éprouvé les sondes. Aujourd'hui, les Pioneer sont dans le vide spatiale où la densité moyenne de molécules représente le millième de milliardième du meilleur vide obtenu sur Terre.

Les scientifiques s'attendent à ce que Pioneer dure une période indéterminée, survivant probablement à la Terre. Dans 5 milliards d'années, le Soleil sera une géante rouge qui s'étendra au-delà de l'orbite terrestre et la Terre se consumera à l'intérieur. Pendant ce temps, Pioneer voyagera silencieusement dans l'espace interstellaire. Le processus d'érosion dans l'espace interstellaire nous est entièrement inconnu, mais il est moins efficace qu'à l'intérieur du Système solaire où le taux d'érosion, causé principalement par des micrométéorites, est de l'ordre de 1 angström (0,1 nm) par an. Ainsi une plaque gravée à une profondeur d'environ 100 µm (micromètre) devrait être le plus probablement identifiable à au moins une distance de 10 parsecs et probablement à plus de 100 parsecs (1 parsec = 3,26 al). En conséquence tout le matériel des sondes Pioneer est capable de survivre pendant une période plus longue que n'importe quel ouvrage sur Terre.

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Voyage galactique

Pioneer 10 est à ~ 90 UA du Soleil dans la ceinture de Kuiper. La ceinture de Kuiper est une région en forme de disque où co-existent des astéroïdes et des comètes à courte période, qui s'étend jusqu'à 100 UA. Pioneer 10 aura traversé cette zone dans 5 à 10 ans (2010 à 2015). Dans 20 000 ans, la sonde atteindra le Nuage de Oort. C'est un réservoir de 2 000 milliards de corps glacés qui entoure totalement le Système solaire en marquant sa limite à 100 000 UA. Le passage d'étoiles à proximité perturbent ces corps glacés en les attirant vers un autre Système ou les repoussant dans le Système solaire interne où ils deviendront des comètes à longue période. Il arrive très certainement que des échanges se produisent entre ces étoiles et leurs systèmes et le Système solaire.

Dans 1 000 siècles, Pioneer 10 et Pioneer 11 quitteront définitivement le nuage d'Oort ainsi que le Système solaire. Le temps moyen pour qu'une sonde parvienne à moins de 30 UA d'une étoile est supérieur à l'âge moyen de notre Galaxie (8 à 10 milliards d'années).

Pioneer 10 et 11 resteront en orbite galactique, c'est-à-dire dans la Voie Lactée, pendant des milliards d'années. Les sondes se déplacent en "ligne droite" (compte tenu de l'influence gravitationnelle, la vraie ligne droite n'existe pas dans l'univers), depuis le Système solaire, à la vitesse de 12 km/s. Jusqu'à la distance de 309 000 AU (1,5 parsecs) soit 126 000 ans, elles resteront dans le champ gravitationnel du Soleil. Au-delà, Pioneer 10 et 11 dépendront, dans la Voie Lactée, de l'influence du champ gravitationnel des étoiles qu'elles croiseront.

Elles seront probablement toujours présentes lorsque le Soleil sera en fin de vie, dans 5 milliards d'années.

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