Voir la source de Ulysses (sonde spatiale)

{{Titre en italique}}
{{voir homonymes|Ulysse (homonymie)}}
{{Infobox Engin spatial
 | nom          = Ulysses<br><small>''[[Observatoire spatial|Observatoire spatial solaire]]''</small>
 | image        = Ulysses spacecraft.jpg
 | légende      = La [[sonde spatiale]] ''Ulysses''.
 | organisation = [[Agence spatiale européenne|ESA]], [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]]
 | domaine      = Observation solaire
 | masse        = 370 kg
 | lancement    = {{date-|6|octobre|1990}}
 | lanceur      = [[Discovery (navette spatiale)|''{{langue|en|Discovery}}'']] ([[STS-41]])
 | fin          = {{date-|30|juin|2009}}
 | nssdc        = 1990-090B
 | site         = [http://sci.esa.int/ulysses/ sci.esa.int/ulysses]
 | orbite       = [[Orbite héliocentrique]]
 | périapside   = 1,35 [[Unité astronomique|UA]]
 | apoapside    = 5,4 UA
 | période      = ~6,2 ans
 | inclinaison  = -78,93°
 | instrument1_nom  = VHM/FGM
 | instrument1_type = Magnétomètre
 | instrument2_nom  = SWOOPS
 | instrument2_type = Étude du vent solaire
 | instrument3_nom  = SWICS
 | instrument3_type = Composition ionique du vent solaire
 | instrument4_nom  = URAP
 | instrument4_type = Ondes radio et plasma
 | instrument5_nom  = EPAC
 | instrument5_type = Détecteur de particules énergétiques
 | instrument6_nom  = GAS
 | instrument6_type = Détecteur de particules interstellaires neutres
 | instrument7_nom  = HISCALE
 | instrument7_type = Ions et électrons à basse énergie
 | instrument8_nom  = COSPIN
 | instrument8_type = Détection de rayons cosmiques et de particules
 | instrument9_nom  = GRB
 | instrument9_type = Détecteur de sursauts gamma
 | instrument10_nom = DUST
 | instrument10_type= Capteur de poussières
 | instrument11_nom = SCE
 | instrument11_type= Analyseur de la couronne solaire
 | instrument12_nom = GWE
 | instrument12_type= Détecteur d'ondes gravitationnelles
}}
'''''Ulysses''''' est une [[sonde spatiale]] développée conjointement par la [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]] et l'[[Agence spatiale européenne]] qui a pour objet l'étude ''{{page h'|In situ|in situ}}'' des régions voisines du [[Soleil]] (l'[[héliosphère]]), de son équateur à ses pôles sur la durée d'un [[cycle solaire]]. Les mesures effectuées portent plus particulièrement sur le [[vent solaire]], le [[champ magnétique stellaire]] et le [[milieu interstellaire]] local du Soleil. Lancée en 1990 depuis la [[navette spatiale]] [[Discovery (navette spatiale)|''{{langue|en|Discovery}}'']], la sonde a utilisé l'[[assistance gravitationnelle]] de [[Jupiter (planète)|Jupiter]] pour parvenir à quitter l'[[écliptique]] et se placer sur une [[orbite héliocentrique]] [[orbite polaire|polaire]].

''Ulysses'' est le premier engin scientifique parvenu à recueillir des données au niveau des hautes [[latitude]]s du Soleil. La mission, prolongée à deux reprises, s'est achevée en {{date-|juin 2009}} après que la sonde a bouclé trois orbites autour du Soleil. Les douze instruments scientifiques ont fourni de nombreuses données et modifié certaines hypothèses communément avancées sur les caractéristiques du vent solaire et du champ magnétique dans cette région des hautes latitudes.

== Historique du projet ==
=== Quitter l'écliptique ===

Au début de l'ère spatiale, les [[Observation du Soleil|observations du Soleil]] effectuées à l'aide d'engins spatiaux se font depuis l'[[écliptique]], c'est-à-dire le plan passant par la [[Terre]] et le [[Soleil]]. En effet, lancer une [[sonde spatiale]] qui s'écarte de l'écliptique nécessite une énergie considérable : une fusée géante {{lnobr rom|Saturn V}} surmontée d'un étage [[Centaur (fusée)|Centaur]] parviendrait seulement à placer une sonde de {{unité|580|kg}} sur une orbite héliocentrique de {{nobr|1 [[unité astronomique|UA]]}} inclinée de 35° par rapport à l'écliptique. Atteindre une [[orbite héliocentrique]] [[orbite polaire|polaire]] (inclinaison 90°) à la même distance du Soleil nécessite un [[delta-v]] de {{unité|42|km/s}}. Or, différentes observations effectuées à l'époque, comme celles de la répartition des [[tache solaire|taches solaires]], de la [[couronne solaire]] et de la géométrie des [[Queue de comète|queues des comètes]] à l'approche du Soleil, semblent indiquer que l'[[héliosphère]] proche n'a pas des propriétés identiques aux latitudes élevées du Soleil. Pour confirmer ces observations et recueillir des données, il est nécessaire de disposer d'un engin qui puisse circuler sur une orbite présentant une inclinaison importante par rapport à l'écliptique{{sfn|Ulivi|Harland|2009|p=311-312}}.

=== Projets de la NASA et de l'Agence spatiale européenne ===

À la fin des années 1960, la NASA met en application pour la première fois la technique de l'[[assistance gravitationnelle]] ; celle-ci est utilisée par la sonde spatiale [[Mariner 10]] en 1974 pour se propulser vers la planète [[Mercure (planète)|Mercure]]. Grâce à cette technique, une sonde passant à faible distance d'une planète selon un angle soigneusement choisi peut changer radicalement son [[vecteur vitesse]] en utilisant les forces de gravité du corps céleste. Les scientifiques de la NASA envisagent à l'époque d'utiliser l'assistance gravitationnelle pour mener une mission dont la trajectoire s'écarterait de l'écliptique (mission ''{{lang|en|Out of Ecliptic}}'' ou OEO). De son côté, l'[[Conseil européen de recherches spatiales|ESRO]] {{incise|l'agence européenne dédiée aux applications spatiales scientifiques}} prévoit à la même époque de lancer une mission de ce type ; celle-ci est reprise dans la liste des projets prioritaires de l'[[Agence spatiale européenne]] (ESA) lorsque celle-ci remplace en 1975 l'ESRO. Les solutions techniques envisagées par l'ESA et la NASA divergent : assistance gravitationnelle de Jupiter pour la NASA contre recours à un [[moteur ionique]] permettant d'atteindre les 60° de latitude en fin de mission pour l'agence européenne. En 1977, les deux agences spatiales décident d'associer leurs missions dans le projet ''{{lang|en|International Solar Polar Mission}}'' (ISPM) pour que les deux sondes puissent faire des observations conjointes du Soleil. Les deux sondes, d'une masse comprise entre 330 et {{unité|450|kg}}, doivent être lancées ensemble en 1983 par la [[navette spatiale américaine]] et placées sur une trajectoire vers Jupiter. Chaque sonde utilise l'assistance gravitationnelle de la planète géante pour se placer sur une orbite héliocentrique polaire, de manière que l'une survole le pôle sud du Soleil lorsque l'autre survole le pôle nord. Les charges utiles sont identiques mis à part un [[coronographie|coronographe]] et un télescope ultraviolet placés sur une plateforme fixe, embarqués par le satellite de la NASA. Mais l'agence américaine se débat dans des difficultés financières : en 1980, l'échéance du projet de la NASA est repoussée à 1986 avant d'être annulée en 1981 dans le cadre des mesures d'économie décidées par la nouvelle administration [[Ronald Reagan|Reagan]]{{sfn|Ulivi|Harland|2009|p=311-312}}.

=== Mission conjointe ESA/NASA ===

Les deux agences décident alors de fusionner leurs deux projets. La NASA fournit la moitié de l'instrumentation scientifique, le [[Lanceur (astronautique)|lanceur]] (la navette spatiale), le [[générateur thermoélectrique à radioisotope]] et les moyens nécessaires au suivi de la sonde, notamment le réseau d'antennes du {{lang|en|[[Deep Space Network]]}}. Toutefois, l'abandon d'une mission double et la perte des instruments optiques prévus sur l'engin américain réduisent de manière sensible l'intérêt scientifique. La phase d'assemblage et de test s'achève en 1983 ; la sonde est placée en stockage en attendant son lancement désormais planifié en 1986 à la suite du retard pris par le programme de la navette spatiale américaine. L'[[accident de la navette spatiale Challenger|accident de la navette ''Challenger'']] en {{date-|janvier 1986}} cloue les navettes au sol et entraîne l'abandon de l'étage [[Centaur (fusée)|Centaur]] chargé de placer ''Ulysses'' sur sa trajectoire interplanétaire, ce qui repousse encore la date de lancement. Celle-ci est finalement fixée à 1990{{sfn|Ulivi|Harland|2009|p=314-320}}, propulsée par un [[Inertial Upper Stage|IMS]] et un munie d'un [[Payload Assist Module|PAM-S]] attaché à la sonde.

== Objectifs ==

La mission d{{'}}''Ulysses'' est d'étudier, en fonction de la latitude du [[Soleil]], les principales caractéristiques de l'[[héliosphère]], qui n'avait jusqu'à présent été observée que depuis le plan de l'[[écliptique]]. Les données mesurées portent en particulier sur<ref name="NASAobjectifs">{{lien web |langue=en| url=http://ulysses.jpl.nasa.gov/science/objectives.html |titre=Ulysses Science objectives |éditeur=NASA |consulté le=2011-10-09 }}.</ref> :
* le [[champ magnétique]] du Soleil ;
* le [[vent solaire]] ;
* l'interface entre le Soleil et le vent solaire ;
* les [[Rayon X|rayons X]] émis par le Soleil.
Par ailleurs, la [[sonde spatiale]] doit étudier la poussière et les gaz neutres des milieux [[Milieu interplanétaire|interplanétaire]] et [[Milieu interstellaire|interstellaire]].

Les objectifs secondaires sont<ref name="NASAobjectifs"/> :
* l'étude de la [[magnétosphère de Jupiter]] durant le survol de cette planète ;
* la détection des [[Sursaut gamma|sursauts gamma]] et leur localisation en coordination avec d'autres satellites ;
* la tentative de détection des [[Onde gravitationnelle|ondes gravitationnelles]].

== Caractéristiques de la sonde ==
[[Fichier:Ulysses preparations.jpg|thumb|La sonde en cours de préparation peu avant son lancement.]]
Le corps de la sonde a la forme d'un boîtier à peu près rectangulaire et relativement plat de {{unité|3.2|mètres}} sur 3,3, sur lequel sont greffés plusieurs appendices. Le matériau utilisé pour réaliser les cloisons est un [[Nid d'abeilles (structure)|nid d'abeilles]] d'[[aluminium]]. La sonde, dont la masse totale est de {{unité|367|kg}}, est en rotation constante à cinq tours par minute sur un de ses axes. Les deux faces perpendiculaires à cet axe portent d'une part l'antenne parabolique de {{unité|1.65|mètre}} de diamètre pointée en permanence vers la Terre et d'autre part une des trois antennes de l'expérience UARP longue de {{unité|7.5|mètres}}. Le [[générateur thermoélectrique à radioisotope]], qui produit l'énergie nécessaire mais est également source de chaleur et de particules radioactives, fait saillie sur un des côtés du boîtier selon une direction perpendiculaire à l'axe de rotation ; sur la face opposée, une bôme de {{unité|5.6|mètres}} porte plusieurs instruments dont le [[magnétomètre]]. Enfin, les deux autres antennes de l'expérience UARP portant l'envergure totale à {{unité|72.5|mètres}} font saillie sur les deux dernières faces de la sonde<ref name="ESAspacecraft">{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ |titre=The Ulysses Spacecraft |éditeur=ESA |consulté le=2011-10-09 }}.</ref>.

=== Propulsion et contrôle d'attitude ===

La sonde utilise huit petits propulseurs de deux [[Newton (unité)|newtons]] de [[poussée]] regroupés par paire, qui utilisent un carburant [[hypergolique]], l'[[hydrazine]], dont elle emporte {{unité|33|kg}}. Ces propulseurs sont utilisés pour les corrections de trajectoire ainsi que pour le maintien de l'orientation et de la vitesse de rotation. Comme la majorité des sondes spatiales affectées à l'étude des champs et des particules, la sonde est « spinnée », c'est-à-dire qu'elle tourne sur un de ses axes, ce qui facilite le [[contrôle d'attitude]] tout en permettant aux instruments de balayer une grande portion d'espace. La vitesse de rotation, constante, est de cinq tours par minute. L'axe de rotation est maintenu pointé vers la Terre pour permettre à l'antenne [[Gain d'antenne|grand gain]] d'émettre et recevoir les communications. Le système de contrôle d'attitude utilise quatre senseurs solaires pour détecter et corriger les écarts d'orientation{{sfn|Ulivi|Harland|2009|p=314-317}}.

=== Énergie ===

La sonde est placée sur une orbite qui l'amène au niveau de Jupiter, donc à une distance du Soleil (cinq unités astronomiques) où les [[Capteur solaire photovoltaïque|panneaux solaires]] de l'époque ne permettent plus de fournir assez d’énergie. En conséquence, celle-ci est produite par un [[générateur thermoélectrique à radioisotope]] analogue à l'un de ceux montés sur la sonde [[Galileo (sonde spatiale)|''Galileo'']], qui fournit en début de mission {{unité|4500|[[watt]]s}} d'[[énergie thermique]] convertis en {{unité|280|watts}} électriques. L'énergie produite par la [[Radioactivité|désintégration radioactive]] du {{lnobr|plutonium 238}} sous forme de [[dioxyde de plutonium]] {{fchim|<sup>238</sup>PuO|2}} décroît progressivement au cours de la mission, atteignant {{unité|220|watts}} à la fin de 2001. L'électricité produite est fournie aux équipements scientifiques et à la plateforme sous une tension de {{unité|28|volts}}<ref name="ESAspacecraft"/>.

=== Télécommunications ===

La sonde communique avec la Terre en [[bande S]] pour le téléchargement des commandes et l'envoi des données télémétriques en utilisant deux [[Émetteur-récepteur|émetteurs-récepteurs]] d'une puissance de cinq watts. L'envoi des données scientifiques se fait en [[bande X]] ; le signal est amplifié par deux [[Tube à ondes progressives|tubes à ondes progressives]] redondants d'une puissance de {{nobr|20 watts}}. L'émission et la réception utilisent l'antenne parabolique grand gain de {{unité|1.65|mètre}} ainsi que dans certains cas {{incise|à proximité de la Terre ou en cas de dépointage de l'antenne parabolique}} deux antennes à faible gain installées l'une au sommet de l'antenne parabolique, l'autre sur la face opposée. La période durant laquelle la sonde peut communiquer avec la Terre est en moyenne limitée à dix heures par jour et les données recueillies dans l'intervalle sont stockées sur des enregistreurs d'une capacité unitaire de {{nobr|45 [[mégabit]]s}}. Le système de télécommunications permet théoriquement des taux de transfert pouvant aller jusqu'à {{unité|8192|[[bit]]s}} par seconde. Le débit adopté en pratique est de {{unité|1024|bits}} par seconde lorsque la transmission se fait en temps réel et {{unité|512|bits}} par seconde en différé<ref name="ESAspacecraft" />.

=== Contrôle thermique ===

Le contrôle thermique de la sonde repose sur une combinaison de moyens passifs, d'un système de rejet des excédents thermiques et de résistances chauffantes. Les principales contraintes sont de maintenir la température de l'[[hydrazine]] au-dessus de {{tmp|5|°C}} et celles des détecteurs utilisant des composants électroniques en dessous de {{tmp|35|°C}}. Toutes les parois externes de la sonde sont recouvertes d'un revêtement isolant constitué généralement de vingt couches de [[Polytéréphtalate d'éthylène|PET]] aluminé. La couche extérieure est une feuille de [[kapton]] comportant un revêtement conducteur en oxyde de zinc afin d'éviter l'accumulation de charges électrostatiques<ref name="ESAspacecraft"/>.

== Instrumentation scientifique ==
[[Fichier:Ulysses cut picture.gif|thumb|Schéma d'implantation des instruments scientifiques.]]
La sonde embarque douze [[Instrument scientifique|instruments scientifiques]] chargés d'étudier le [[vent solaire]], le [[champ magnétique stellaire|champ magnétique]] du [[Soleil]], les [[Rayon cosmique|rayons cosmiques]] ainsi que les milieux [[Milieu interstellaire|interstellaire]] et [[Milieu interplanétaire|interplanétaire]]. Ces instruments, développés par des laboratoires européens et américains, représentent une masse totale de {{unité|55|kg}} :
* le magnétomètre VHM/FGM<ref>{{article |lang=en |titre=The magnetic field investigation on the Ulysses mission: Instrumentation and preliminary scientific results |auteur1=A. Balogh |auteur2=T.J. Beek |auteur3=R.J. Forsyth |auteur4=P.C. Hedgecock |auteur5=R.J. Marquedant |auteur6=E.J. Smith |auteur7=D.J. Southwood |auteur8=B.T. Tsurutani |journal=Astronomy and Astrophysics |volume=92 |numéro=2 |page=221-236| issn=0365-0138 |date=1991-04-19 |url texte=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_01_a/Docs/Vhm_fgm/vhm_fgm.htm }}.</ref> ;
* SWOOPS (''{{lang|en|Solar Wind Observations Over the Poles of the Sun}}'') permet d'étudier les caractéristiques internes et dynamiques du [[vent solaire]] échantillonné sur la trajectoire de la sonde. L'instrument peut mesurer les caractéristiques des [[électron]]s dont l'énergie est comprise entre 0,86 et {{unité|814|[[Électron-volt|eV]]}} ainsi que des [[ion]]s ayant une énergie comprise entre 0,225 et {{unité|34,4|keV}}. L'instrument mesure la vitesse, la distribution angulaire et l'énergie. Il peut identifier dans des conditions favorables les ions lourds de l'[[oxygène]], du [[silicium]] et du [[fer]]<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_01_a/Docs/Swoops/swoops.htm |titre=The Ulysses solar wind plasma experiment |auteur1=S.J. Bame et al. |date=1991-04-08 }}.</ref> ;
* SWICS (''{{lang|en|Solar Wind Ion Composition Spectrometer}}'') est un spectromètre chargé de déterminer la nature des ions formant le [[vent solaire]], leur charge électrique, leur température et leur vitesse moyenne. L'instrument permet de mesurer les ions de l'hydrogène au fer ayant une vitesse comprise entre {{unité|175|km/s}} (proton) et {{unité|1280|km/s}} (Fe8+) et une énergie comprise entre 0,16 et {{unité|59,6|keV}}. L'instrument est plus particulièrement utilisé au-dessus des pôles du Soleil car les spécialistes estiment que le flux de particules y est moins perturbé par les collisions et qu'il permet ainsi de mieux comprendre les processus qui leur ont donné naissance. L'instrument doit être également utilisé pour analyser les caractéristiques des gaz neutres d'origine interstellaire qui pénètrent dans l'héliosphère en s'ionisant<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_01_a/Docs/Swics/swics.htm |titre=The Solar Wind Ion Composition Spectrometer |auteur=G. Gloeckler et all |date=1991-04-11 }}.</ref> ;
* URAP : Mesure des ondes radio et plasma<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_03_a/Docs/Urap/urap.htm |titre=The unified radio and plasma wave investigation |auteur1=R.G. Stone et al. |date=1991-04-17 }}.</ref> ;
* EPAC (''{{lang|en|Energetic PArticle Composition}}'') est un instrument qui mesure les flux, la distribution angulaire, le spectre énergétique et la composition des ions dont l'énergie est comprise entre 0,3 et {{unité|25|MeV}} par [[nucléon]]. L'instrument est constitué de quatre petits télescopes ayant un champ optique de 35° permettant de couvrir 80 % de la sphère céleste grâce à la rotation de la sonde spatiale. Les détecteurs, de minces feuilles de silicium, permettent de caractériser des ions allant de l'hélium au fer<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_01_a/Docs/Epac/Epacinst.htm |titre=The ULYSSES energetic particle composition experiment EPAC |auteur1=E. Keppler et al. |date=1991-03-18 }}.</ref> ;
* GAS est un détecteur de particules interstellaires neutres<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_01_a/Docs/Gas/gas.htm |titre=The interstellar neutral-gas experiment on ULYSSES |auteur1=M. Witte |et al.=oui |date=1991-03-27 }}.</ref> ;
* HISCALE (''{{langue|en|texte=Heliosphere Instrument for Spectra, Composition, and Anisotropy at Low Energies}}'') est un instrument qui mesure les caractéristiques des ions et électrons à basse énergie<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_02_a/Docs/Hiscale/Hiscinst.htm |titre=Heliosphere instrument for spectra, composition and anisotropy at low energies |auteur1=[[Louis J. Lanzerotti|L.J. Lanzerotti]] et all |date=1991-04-24 }}.</ref> ;
* COSPIN (''{{lang|en|Cosmic ray and solar particle investigation}}'') est un instrument chargé de mesurer les caractéristiques des [[rayon cosmique|rayons cosmiques]] et des particules de haute énergie produites par le Soleil. COSPIN est constitué d'un groupe six télescopes permettant de mesurer l'énergie, la composition, l'intensité et l'[[anisotropie]] des atomes allant de l'hydrogène au nickel dont l'énergie est comprise entre 0,5 et {{unité|600|MeV}} par nucléon. L'abondance isotopique des noyaux de ces mêmes éléments peut être obtenue pour une plage d'énergie plus restreinte. L'instrument permet de mesurer les caractéristiques des électrons dont l'énergie est comprise entre 2,5 et {{unité|6000|MeV}}<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_02_a/Docs/Cospin/cospin.htm |titre=The Ulysses cosmic ray and solar particle investigation |auteur1=J.A. Simpson et al. |date=1991-04-23 }}.</ref> ;
* GRB est un détecteur de [[Sursaut gamma|sursauts gamma]]<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_06_a/Docs/Grb/grb.htm |titre=The solar X-Ray/cosmic gamma-ray burst experiment aboard Ulysses |auteur1= K. Hurley et al. |date=1991-04-04 }}.</ref> ;
* DUST est un détecteur de [[poussière interstellaire|poussière]] fourni par l'[[Institut Max-Planck de chimie|institut Max-Planck ]] (Allemagne), destiné à mesurer la vitesse, la masse, la charge électrique et l'azimut d'arrivée des grains de poussière dont la masse est comprise entre <math>10^{-6}</math> et <math>10^{-16}</math> g. L'instrument pèse {{unité|3.8|kg}} et a une consommation électrique de {{unité|2.2|watts}}. Cet instrument a pour but de mesurer les caractéristiques physiques et dynamiques de la poussière en fonction de la distance au Soleil et du plan de l'écliptique. L'un des objectifs scientifiques assignés à cet instrument est de déterminer quelle proportion de la poussière a pour origine les comètes, les astéroïdes et le milieu interstellaire<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_02_a/Docs/Dust/dust.htm |titre=The Ulysses dust experiment |auteur1=E. Grün et al. |date=1991-04-24 }}.</ref> ;
* SCE est un analyseur de la [[couronne solaire]]<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_02_a/Docs/Sce/sce.htm |titre=The coronal-sounding experiment |auteur1=M.K. Bird et al. |date=1991-04-30 }}.</ref> ;
* GWE vise la détection d'[[onde gravitationnelle|ondes gravitationnelles]]<ref>{{lien web |lang=en |url=http://helio.esa.int/ulysses/ftp/cdroms/uls_08_a/document/gwe/gweinst.htm |titre=The gravitational wave experiment |auteur1=B. Bertotti et al. |date=1991-04-05 }}.</ref>.

== Déroulement de la mission ==

[[Fichier:Ulysses sits atop the PAM-S and IUS combination.jpg|thumb|redresse=0.8|''Ulysses'' assemblée avec les étages PAM-S et IUS chargés d'accélérer la sonde après son largage par la navette spatiale.]]
[[Fichier:Ulysses 2 orbit.jpg|thumb|La deuxième orbite d{{'}}''Ulysses'' autour du Soleil.]]

=== Lancement (octobre 1990) ===

La [[navette spatiale]] [[Discovery (navette spatiale)|''{{langue|en|Discovery}}'']] décolle le {{date-|6|octobre|1990}} du centre spatial Kennedy pour la mission [[STS-41]] en emportant dans sa soute ''Ulysses''. Pour pouvoir atteindre la planète [[Jupiter (planète)|Jupiter]] avec une vitesse suffisante, la sonde spatiale a été assemblée avec trois étages de fusée. Une fois la navette placée en orbite autour de la Terre, l'ensemble constitué par ''Ulysses'' et les étages IUS et PAM-S est largué dans l'espace. Le premier étage de l'IUS est alors mis à feu une fois que la navette s'est suffisamment éloignée. L'{{langue|en|[[Inertial Upper Stage]]}} (IUS) long de {{unité|5.18|mètres}} pour un poids total de {{unité|14.742|tonnes}} comprend deux étages utilisant chacun un [[propulsion à propergol solide|propulseur à propergol solide]]. Le {{lang|en|[[Payload Assist Module]]}} (PAM) est un étage plus petit également motorisé par propergol solide. Les trois étages sont mis à feu successivement. L'IUS dispose d'un système de guidage, par contre le PAM-S est stabilisé par une mise en rotation rapide (80 tours par minute). Une fois que l'étage PAM-S a rempli son office, ''Ulysses'' a atteint une vitesse de {{unité|15.4|km/s}} par rapport à la Terre et de {{unité|45.2|km/s}} dans le référentiel héliocentrique, la plus grande vitesse jamais atteinte à l'époque par une sonde spatiale<ref>Jean-Paul Dufour, « Ulysse aux portes du Soleil », ''[[Le Monde]]'', 15 novembre 1989 ; Jean-Paul Dufour, « Ulysse dans la course du Soleil », ''[[Le Monde]]'', 7 octobre 1990.</ref>. Celle-ci ne sera dépassée que par la sonde ''{{lang|en|[[New Horizons]]}}''. La vitesse de rotation est abaissée à moins de huit tours par minute par un système de [[yoyo (astronautique)|yoyo]] puis l'étage PAM-S est largué.

=== Survol de Jupiter (février 1992) ===

La sonde est placée sur une [[orbite de transfert|orbite de transfert de Hohmann]] dont l'apogée se situe au niveau de l'orbite de Jupiter à cinq UA du Soleil et le périgée au niveau de l'[[orbite de la Terre]]. Après {{nobr|16 mois}} de voyage, la sonde effectue une correction de trajectoire le {{date-|19 juillet 1991}} et survole [[Jupiter (planète)|Jupiter]] le {{date-|8 février 1992}} à {{unité|376000|km}} de distance. Elle utilise son [[assistance gravitationnelle]] pour quitter le plan [[écliptique]] des [[planète]]s du [[Système solaire]], ce qui lui permet de survoler les hautes latitudes du Soleil<ref>« Après avoir survolé Jupiter, la sonde Ulysse est en route vers le Soleil », ''Le Monde'', 9 février 1992.</ref>. Durant son passage à proximité de Jupiter, ''Ulysses'' étudie la [[Magnétosphère de Jupiter|magnétosphère de la planète géante]]<ref name=Mde140994 />.

=== Premier passage aux latitudes hautes du Soleil (1994-1995) ===

En 1994, ''Ulysses'' effectue son premier passage au-dessus des hautes latitudes du Soleil : la sonde est le {{date-| 13 septembre 1994}} à l'aplomb des régions du pôle sud du Soleil (inclinaison -80,2°)<ref name=Mde140994>Jean-Paul Dufour, « L'odyssée solaire d'Ulysse », ''Le Monde'', 14 septembre 1994.</ref> et le {{date-|31 juillet 1995}} à l'aplomb des régions du pôle nord (inclinaison 80,2°) avant de s'éloigner vers [[Jupiter (planète)|Jupiter]]<ref name="ESAtimeline">{{lien web |lang=en |url=http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=31018 |titre=ULYSSES : Mission Timeline |éditeur=ESA |consulté le=9/10/2011 }}.</ref>.

=== Deuxième passage au-dessus des pôles du Soleil (2000-2001) ===

Le {{date-|1|mai|1996}}, ''Ulysses'' traverse la queue de la [[C/1996 B2 (Hyakutake)|comète Hyakutake]]. En {{date-|mars 1997}}, ''Ulysses'' étudie l'influence des [[Vent solaire|vents solaires]] sur la [[comète Hale-Bopp]] alors que celle-ci s'approche du Soleil. En 2000, la sonde est de retour à proximité du Soleil dont l'activité est alors proche du maximum du [[cycle solaire]] de onze ans. ''Ulysses'' passe au-dessus du pôle sud en {{date-|septembre 2000}}, puis du pôle nord en {{date-|octobre 2001}}. La sonde achève sa deuxième orbite solaire en recoupant l'orbite de [[Jupiter (planète)|Jupiter]] entre {{date-|novembre 2003}} et {{date-|avril 2004}} mais à une distance bien plus importante qu'en 1992.

=== Fin de la mission (2009) ===

En {{date-|novembre 2007}}, alors qu{{'}}''Ulysses'' a entamé son troisième survol du pôle sud du Soleil, la mission est prolongée pour la quatrième et dernière fois de douze mois, jusqu'à {{date-|mars 2009}}, notamment pour permettre des mesures conjointes avec les satellites [[STEREO]] qui viennent d'être lancés<ref>{{lien web |lang=en |url=http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=41769 |titre=Ulysses Mission Extension Approved |éditeur=ESA |date=14/11/2007 }}.</ref>. Mais l'énergie disponible est de plus en plus réduite car le [[générateur thermoélectrique à radioisotope]], comme prévu, a une production de plus en plus faible. La sonde a de plus en plus de mal à maintenir ses équipements à une température suffisante et à faire fonctionner son instrumentation scientifique tout en enregistrant et transmettant les données scientifiques recueillies. Notamment, le réchauffement des réservoirs d'[[hydrazine]] utilisée par les propulseurs pour maintenir l'orientation de la sonde est de plus en plus difficile, tandis que les données recueillies par les instruments scientifiques doivent être transmises immédiatement car l'énergie disponible ne permet plus leur stockage à bord<ref>{{en}} [http://www.esa.int/esaCP/SEM6UE3CXCF_index_0.html Ulysses mission coming to a natural end], ESA.</ref>. Face à des conditions de fonctionnement de plus en plus dégradées, la mission de la sonde est officiellement arrêtée le {{date-|30|juin|2009}}, ce qui permet de réaffecter les plages d'écoute des [[Antenne parabolique|antennes]] de {{unité|70|mètres}} du {{lang|en|[[Deep Space Network]]}} à d'autres missions<ref>{{en}} [http://ulysses-ops.jpl.esa.int/ulsfct/the_odyssey_continues.html#12 The odyssey concludes... (Status report: 22-Jun-2009)]</ref>.

== Résultats scientifiques ==

Après avoir bouclé pratiquement trois orbites autour du Soleil, ''Ulysses'' a permis d'effectuer une cartographie tridimensionnelle des radiations d'origine galactique, des particules énergétiques produites par les tempêtes solaires et le vent solaire. La période d'observation particulièrement longue a permis d'étudier le Soleil sur tout un [[cycle solaire]] et démontré que le vent solaire était en constant déclin depuis le début de l'ère spatiale. La sonde a traversé à trois reprises la queue de comètes et permis ainsi des analyses in situ de celles-ci. Plus de {{unité|1800|[[Sursaut gamma|sursauts gamma]]}} ont été observés<ref>{{lien web |lang=en |url=http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2009-104 |titre=Ulysses Spacecraft Ends Historic Mission of Discovery |éditeur=NASA |consulté le=30/6/2009 }}.</ref>.

Les données collectées par ''Ulysses'' ont démontré que le [[champ magnétique]] du Soleil se développe dans l'[[héliosphère]] de manière bien plus complexe que ce qui avait été imaginé. On a découvert que les particules éjectées par le Soleil dans les latitudes basses pouvaient remonter jusqu'aux latitudes hautes et inversement. ''Ulysses'' a mesuré la quantité de [[poussière interstellaire]] qui s'est avérée trente fois plus abondante que ce qui avait été prévu par les [[astronome]]s. Les instruments de la sonde spatiale ont détecté des atomes d'[[hélium]] en provenance de l'[[Milieu interstellaire|espace interstellaire]] et confirmé que l'[[Univers]] ne contenait pas assez de matière pour stopper son [[Expansion de l'Univers|expansion]]<ref>{{lien web |lang=en |url=http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2008-106 |titre=International Mission Studying Sun to Conclude |éditeur=NASA |consulté le=12/6/2008 }}.</ref>.

== Destin ==

''Ulysses'' continuera très probablement en orbite héliocentrique autour du Soleil indéfiniment. Cependant, il est possible que lors d'une de ses rencontres avec Jupiter, un survol rapproché de l'une des [[satellites naturels de Jupiter|lunes joviennes]] suffise à modifier sa trajectoire et que la sonde entre alors dans une [[trajectoire hyperbolique]] autour du Soleil, la menant à quitter le Système solaire<ref>{{Lien web |langue=en |url=https://www.reuters.com/article/us-space-solar-idINTRE5600A220090701 |titre = Solar orbiter Ulysses ends mission after 18 years |périodique= Reuters |date = juillet 2009}}.</ref>. Cela pourrait avoir lieu lors de son prochain passage rapproché en 2098.

== Notes et références ==
{{références}}

== Voir aussi ==
{{Autres projets| commons=Soyuz}}

=== Bibliographie ===
* {{Ouvrage|langue=en|auteur1=Paolo Ulivi|auteur2=David M. Harland|titre=Robotic Exploration of the Solar System Part 2 Hiatus and Renewal 1983-1996|lieu=Chichester|éditeur=Springer Praxis|année=2009|pages totales=535|isbn=978-0-387-78904-0}}. {{Commentaire biblio|Description détaillée des missions (contexte, objectifs, description technique, déroulement, résultats) des sondes spatiales lancées entre 1983 et 1996.}}
*{{Ouvrage|langue=en|auteur1= Peter Bond  |titre=Solar Surveyors|sous-titre=Observing the Sun from Space |éditeur=Springer |année=2022|pages totales=535|isbn=978-3-030-98787-9|lire en ligne= |id=Bond2022}}

=== Articles connexes ===
* [[Vent solaire]]
* [[Héliosphère]]

=== Liens externes ===
* {{en}} [http://ulysses.jpl.nasa.gov/ Site officiel du programme Ulysses sur le site de la NASA et du JPL]
* {{en}} [http://sci.esa.int/ulysses/ Site officiel du programme Ulysses sur le site de l'ESA]

{{Palette|Sondes spatiales solaires|Sondes spatiales Jupiter|Agence spatiale européenne|Programme spatial américain}}

{{Portail|Jupiter|astronautique}}

[[Catégorie:Sonde spatiale]]
[[Catégorie:Exploration du système jovien]]
[[Catégorie:Observatoire spatial solaire|Ulysses]]
[[Catégorie:Sonde ayant exploré une comète]]
[[Catégorie:Programme spatial de la NASA]]
[[Catégorie:Observatoire spatial de l'Agence spatiale européenne]]
[[Catégorie:Programme spatial allemand]]
[[Catégorie:Exploration de l'espace en 1990]]
[[Catégorie:Satellite artificiel en orbite héliocentrique]]