Le 11 avril 1991, à des centaines de millions de kilomètres de la Terre, une commande toute simple part du centre de contrôle de la NASA : ouvrir l’antenne grand gain de la sonde Galileo, un disque de 4,8 mètres de diamètre censé fonctionner comme un parapluie. Rien ne se passe comme prévu. Sur les dix-huit nervures métalliques qui devaient se déployer en éventail, trois restent obstinément accrochées à leur mât central. Résultat : la sonde qui devait envoyer des images de Jupiter à un débit confortable se retrouve condamnée à chuchoter dans le vide spatial.

L’histoire commence bien avant ce fameux mois d’avril. Après l’accident de la navette Challenger, Galileo et son antenne avaient dû être renvoyés à JPL fin 1986, puis réexpédiés à Cape Canaveral pour l’intégration et le lancement en 1989. La perte de lubrifiant serait due aux vibrations subies par l’antenne lors de ces trajets en camion à travers le pays. Un détail logistique, presque anodin, qui allait pourtant compromettre l’une des missions les plus ambitieuses jamais envoyées vers les planètes géantes.

Sommaire

1. Un parapluie qui refuse de s’ouvrir
2. 10 000 fois plus lent, littéralement
3. Sauver la mission avec des logiciels, pas avec du métal

Un parapluie qui refuse de s’ouvrir

Le 11 avril 1991, une fois Galileo suffisamment éloignée de la chaleur du Soleil, la sonde exécute les commandes stockées destinées à déployer sa grande antenne. Mais la télémétrie reçue quelques minutes plus tard à JPL montre que quelque chose a mal tourné : les moteurs ont calé et l’antenne ne s’est ouverte que partiellement. Une équipe de plus d’une centaine d’experts techniques, venus de JPL et de l’industrie, se met alors au travail dans l’urgence. En quelques semaines, ils analysent la télémétrie de Galileo et mènent des essais au sol sur une antenne de secours identique. Ils en déduisent que le problème vient probablement du blocage de quelques nervures, causé par un frottement entre leurs broches et leurs douilles.

Le coupable identifié tient en un mot : le lubrifiant. Le frottement excessif entre les broches et les douilles a été attribué à une usure des surfaces survenue après la perte d’un lubrifiant sec appliqué sur les broches lors de la fabrication de l’antenne en Floride. un revêtement censé garantir un glissement parfait s’était tout simplement effacé, victime des secousses accumulées pendant des années de stockage et de transport avant même le décollage. Une enquête ultérieure a confirmé cette hypothèse : le mécanisme de blocage le plus probable est un frottement à l’interface broche-douille, au niveau de la retenue médiane des nervures ; la précontrainte des nervures lors du stockage en usine avait endommagé le revêtement céramique de la broche, censé retenir le lubrifiant au bisulfure de molybdène.

10 000 fois plus lent, littéralement

Le chiffre donne le vertige. Sans cette antenne directionnelle, l’envoi des données devait passer par l’antenne à faible gain, dont le débit était de 10 à 40 bits par seconde, contre 134 000 bits par seconde pour l’antenne principale. Faites le calcul : c’est un rapport qui avoisine les dix mille. Pour donner une idée concrète, transmettre une seule image haute résolution de Jupiter, qui aurait pris quelques minutes avec l’antenne principale, nécessitait désormais plusieurs heures, voire plusieurs jours, avec les antennes de secours.

Les tentatives pour libérer les nervures se sont étalées sur près de deux ans. Ces stratégies sont mises en application entre mai 1991 et janvier 1993 : l’antenne est repliée avant d’être redéployée ; durant plusieurs mois l’antenne est successivement exposée au Soleil puis placée à l’ombre pour que les chevilles se décollent sous l’effet de la succession de dilatations et de contractions ; les deux moteurs électriques utilisés pour le déploiement sont actionnés par brefs à-coups pour obtenir, par résonance, un couple de forces 40 % plus important que la puissance d’origine. Rien n’y fait. Les nervures récalcitrantes tiennent bon, comme soudées à froid par le vide spatial lui-même.

Face à l’impossible réparation mécanique, l’équipe de Galileo change de stratégie. Plutôt que de forcer l’antenne, elle réinvente la façon dont la sonde communique. De 1993 à 1996, un nouveau logiciel de vol et de sol a été développé, et les stations du Deep Space Network de la NASA ont été améliorées afin de mener à bien la mission avec les antennes à faible gain du vaisseau. Des algorithmes de compression permettent de tasser un maximum d’informations scientifiques dans un flux de données ridiculement étroit, tandis que les grandes antennes terrestres du réseau sont rendues plus sensibles pour capter le moindre murmure venu de Jupiter.

Le pari, presque fou, fonctionne. Malgré la panne, on estime qu’environ 70 % des objectifs scientifiques originaux ont finalement été atteints. Galileo réalise au passage plusieurs premières mondiales : le survol des astéroïdes Gaspra en octobre 1991 et Ida en août 1993, avec la découverte inattendue d’une minuscule lune, Dactyl, en orbite autour de ce dernier. La sonde observe aussi, aux premières loges, la collision spectaculaire de la comète Shoemaker-Levy 9 avec Jupiter en juillet 1994, avant de se placer enfin en orbite autour de la planète géante le 7 décembre 1995.

L’antenne bloquée n’aura donc pas tué la mission, elle l’aura simplement forcée à ruser. Il y a quelque chose d’assez ironique à voir une agence spatiale capable d’envoyer une sonde à des milliards de kilomètres se faire piéger par un frottement de quelques microns sur une broche en titane. Vingt-huit ans après ce fameux 11 avril, la leçon a d’ailleurs été formellement intégrée aux archives techniques de la NASA : le dossier officiel recommande désormais une sélection plus rigoureuse des lubrifiants et une conception plus tolérante aux pannes pour les mécanismes de déploiement à usage unique, non redondants, de ce type. Galileo a fini sa course volontairement, précipitée dans l’atmosphère de Jupiter en septembre 2003, pour éviter tout risque de contamination de l’océan souterrain qu’elle avait elle-même contribué à révéler sous la glace d’Europe.

Sources : 19fortyfive.com | clubic.com