Voyager 1 et Voyager 2 à Saturne

Mis à jour le 19 octobre 2026 · 6 min de lecture

Voyager 1 et Voyager 2 ont survolé Saturne en novembre 1980 et en août 1981, à neuf mois d'intervalle. Voyager 1 passe au plus près le 12 novembre 1980 après avoir étudié Titan à environ 6 500 km, révélant une épaisse atmosphère d'azote. Voyager 2 suit le 26 août 1981, puis profite de la gravité de Saturne pour filer vers Uranus et Neptune. À elles deux, les sondes transforment les anneaux en un monde de milliers d'annelets, de « rayons » et de lunes bergères.

Un alignement qui ne revient que tous les 176 ans

À la fin des années 1970, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont disposées de telle sorte qu'une même sonde peut les visiter toutes les quatre grâce aux assistances gravitationnelles, une configuration qui ne se reproduit qu'environ tous les 176 ans. La NASA construit deux engins identiques stabilisés sur trois axes, d'environ 825 kg au lancement chacun : caméras sur plateforme orientable, spectromètres infrarouge et ultraviolet, photopolarimètre, magnétomètres, détecteurs de particules et système radio servant aussi d'instrument scientifique. Trois générateurs à radio-isotope fournissent l'énergie.

Voyager 2 décolle la première, mais sur une trajectoire plus lente : Voyager 1 la double et arrive avant elle à Jupiter comme à Saturne, d'où la numérotation.

Voyager 1 : Titan, puis l'adieu au plan des planètes

L'équipe doit trancher pour Voyager 1 : passer près de Titan, seule lune alors connue pour posséder une atmosphère conséquente, ou garder une route vers Pluton. Titan l'emporte. Le 12 novembre 1980, la sonde passe à environ 6 500 km du satellite et sonde son atmosphère par radio en disparaissant derrière lui.

Le résultat fait date pour la connaissance de Titan : une atmosphère composée surtout d'azote, avec un peu de méthane, une pression au sol d'environ 1,5 bar (précisée à 1,45 bar par Huygens) et une température voisine de -180 °C. Une brume orangée et opaque de molécules organiques masque totalement la surface, et les chercheurs commencent à imaginer des lacs ou des océans d'hydrocarbures liquides. Cassini les confirmera un quart de siècle plus tard.

Ce survol de Titan dévie fortement la trajectoire de Voyager 1 vers le nord du plan des planètes, mettant fin à son grand tour. Quelques heures plus tard, la sonde passe au plus près de Saturne, à environ 124 000 km au-dessus des nuages.

Voyager 2 : les anneaux en gros plan et la route d'Uranus

Voyager 2 profite de l'expérience de sa jumelle : ses séquences sont ajustées pour approfondir les surprises de Voyager 1, et sa géométrie d'approche est choisie pour la maintenir sur la route d'Uranus. Juste après l'approche maximale du 26 août 1981, en ressortant de derrière Saturne, sa plateforme de caméras se bloque en azimut et une partie des observations prévues est perdue. Les ingénieurs rétablissent un mouvement partiel en quelques jours, et les leçons tirées serviront à Uranus et Neptune.

L'une des expériences les plus fines de Voyager 2 est une occultation stellaire : le photopolarimètre observe le scintillement de l'étoile delta du Scorpion à travers les anneaux, ce qui cartographie leur structure à l'échelle de quelques centaines de mètres.

Ce que les Voyager ont découvert

Les anneaux

• Des milliers d'annelets. Les larges anneaux A, B et C se décomposent en innombrables bandes étroites, et la division de Cassini elle-même abrite de pâles annelets.
• Les « rayons ». Des taches sombres en forme de coin balaient l'anneau B et tournent avec le champ magnétique plutôt qu'avec les particules ; on les attribue aujourd'hui à de la poussière soulevée électrostatiquement. Voir les rayons des anneaux.
• Un anneau F tressé. Voyager 1 photographie nœuds, torsions et tresses apparentes, et découvre de part et d'autre deux petites lunes, Prométhée et Pandore : les lunes bergères par excellence.
• De nouvelles petites lunes. Atlas, au bord externe de l'anneau A, s'ajoute à Prométhée et Pandore. Un réexamen des images de Voyager 2 en 1990 révélera aussi Pan, dans la division d'Encke.

La planète

Les Voyager mesurent des vents équatoriaux d'environ 500 m/s (1 800 km/h), parmi les plus rapides du Système solaire, et chronométrent les émissions radio qui donneront la période de rotation longtemps retenue : 10 h 39 min 22 s. On montrera plus tard que cette période radio dérive et ne reflète pas l'intérieur profond ; l'estimation moderne, tirée de la sismologie des anneaux, est d'environ 10 h 33 min (voir la rotation de Saturne). Les images du pôle Nord contiennent aussi la première trace de l'hexagone, identifié dans les données à la fin des années 1980.

Les lunes glacées

Les Voyager dressent les premières cartes des satellites moyens : le gigantesque cratère Herschel de Mimas, les plaines lisses et éclatantes d'Encelade, le long canyon d'Ithaca Chasma sur Téthys, les traînées claires de Dioné, l'Hypérion spongieux qui culbute sur son orbite et le contraste noir et blanc de Japet.

Après Saturne

Le 14 février 1990, Voyager 1 se retourne pour photographier un « portrait de famille » du Système solaire, Saturne comprise, dont la célèbre image de la Terre en « point bleu pâle ». Voyager 1 franchit l'héliopause en août 2012, Voyager 2 en novembre 2018. Au milieu des années 2020, les deux sondes émettent toujours, leurs instruments étant éteints un à un pour économiser une énergie qui s'amenuise. Voyager 1 atteint environ un jour-lumière de la Terre vers la fin de 2026.

Chacune emporte un disque d'or chargé de sons, de musiques et d'images de la Terre. Leurs survols ont fixé le programme scientifique de Cassini-Huygens, proposée dans les années 1980 en grande partie pour répondre aux questions soulevées par Voyager.

Sources

• NASA JPL : Voyager
• NASA Science : Voyager 1
• Smith, B. A. et al., « Encounter with Saturn: Voyager 1 imaging science results », Science 212, 1981
• Smith, B. A. et al., « A new look at the Saturn system: the Voyager 2 images », Science 215, 1982