Comment la sonde Galileo a-t-elle exploré Jupiter avec une antenne coincée ?

Le contexte

Initialement prévu pour mai 1989, le lancement de la sonde doit être reporté de plusieurs mois après la catastrophe de la navette Challenger, survenue en janvier 1986, qui immobilise l’ensemble du programme américain de navettes spatiales pendant près de trois ans et bouleverse le calendrier de nombreuses missions scientifiques dépendantes de ce moyen de lancement, dont Galileo. Finalement lancée le 18 octobre 1989 depuis la soute de la navette spatiale Atlantis, la sonde Galileo de la NASA est conçue pour étudier en détail la planète Jupiter, ses lunes et son intense champ magnétique, au terme d’un long voyage interplanétaire de plusieurs années. Sa grande antenne parabolique à haut gain, repliée comme un parapluie pour le lancement, doit se déployer en cours de route pour permettre de transmettre vers la Terre le volume considérable de données scientifiques et d’images attendu de la mission.

La décision

Le 11 avril 1991, alors que les équipes au sol commandent le déploiement de l’antenne selon la procédure prévue, plusieurs de ses fines armatures métalliques, semblables aux baleines d’un parapluie, restent bloquées et refusent de s’ouvrir complètement. Les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory tentent successivement plusieurs solutions à distance pour tenter de libérer le mécanisme coincé, dont une mise en rotation rapide de la sonde et une exposition prolongée au soleil pour dilater les pièces métalliques bloquées, sans qu’aucune de ces tentatives ne parvienne à libérer l’antenne.

La chute

Face à l’échec confirmé du déploiement, la mission se retrouve contrainte de fonctionner uniquement avec ses petites antennes secondaires à faible gain, conçues à l’origine comme un simple système de secours pour les communications de base et absolument pas pour transmettre l’intégralité des données scientifiques attendues d’une mission de cette ampleur — une perte de débit qui menace de réduire à presque rien le volume de données exploitables une fois la sonde arrivée à destination.

La sonde poursuit malgré tout son voyage de plusieurs années vers Jupiter, sans que la cause exacte du blocage mécanique de l’antenne ne puisse jamais être établie avec certitude, les équipes au sol devant composer avec cette incertitude technique persistante durant l’intégralité de la mission.

Les conséquences

Plutôt que d’abandonner la mission, les équipes d’ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory passent plusieurs années à concevoir et à transmettre à distance, par de multiples mises à jour successives, un nouveau logiciel de bord entièrement repensé, capable de compresser considérablement les données avant leur transmission via l’antenne secondaire, ainsi que de nouveaux algorithmes de traitement au sol pour en extraire un maximum d’informations utiles malgré le débit extrêmement réduit. Grâce à ce travail d’ingénierie logicielle réalisé à des centaines de millions de kilomètres du matériel physique concerné, Galileo parvient finalement à produire des images des lunes de Jupiter jusqu’à mille fois plus détaillées que celles obtenues par les sondes Voyager une décennie plus tôt.

Galileo réalise par ailleurs, en 1994, l’observation directe et inédite de la collision entre la comète Shoemaker-Levy 9 et l’atmosphère de Jupiter, un événement céleste unique que sa position privilégiée dans le système jovien lui permet d’observer sous un angle qu’aucun télescope terrestre ne pouvait alors offrir.

Et depuis ?

Après avoir rempli l’essentiel de ses objectifs scientifiques malgré son handicap technique initial, la sonde Galileo, à court de carburant, est délibérément précipitée dans l’atmosphère de Jupiter le 21 septembre 2003, une destruction contrôlée décidée pour éviter tout risque de contamination future d’une des lunes de la planète, Europe, jugée susceptible d’abriter un océan sous sa surface glacée et donc potentiellement des conditions favorables à la vie. L’épisode de l’antenne coincée reste depuis largement cité dans l’enseignement de l’ingénierie spatiale comme l’un des exemples les plus spectaculaires de sauvetage d’une mission par une pure prouesse d’adaptation logicielle à distance, plutôt que par une réparation matérielle directe, par définition impossible dans l’espace lointain.