Vérification sur la planète sœur de la Terre : les prochaines missions Vénus de la NASA

Alors même que nous nous réjouissons de savoir que notre planète voisine Mars abrite actuellement une multitude d’atterrisseurs toujours fonctionnels, un triplet de rovers et avec un réseau de satellites en constante croissance ainsi que le tout premier drone volant sur une autre planète, notre autre voisin la planète Vénus joue vraiment la giroflée, avec l’orbiteur japonais Akatsuki comme seule mission vénusienne active en ce moment.

Cela est sur le point de changer, cependant, la NASA ayant sélectionné deux nouvelles missions qui exploreront Vénus d’ici la fin de cette décennie. Les missions DAVINCI+ et VERITAS visent respectivement à caractériser l’atmosphère de Vénus et à cartographier sa surface avec une précision sans précédent. Cela devrait nous fournir des informations sur une éventuelle activité tectonique, ainsi que des détails sur l’atmosphère vénusienne qui jusqu’à présent ont fait cruellement défaut.

Bien que Vénus soit la correspondance la plus proche de notre planète Terre, comment est-il possible que nous la négligeions depuis si longtemps, et que pouvons-nous attendre des futures missions, y compris et au-delà de ces deux nouvelles missions de la NASA ?

Ça n’a pas toujours été comme ça

Timbre-poste soviétique de 1982 célébrant les sondes Venera-13 et Venera-14.

Les années 1960 ont vu un total de 18 missions des États-Unis et de l’URSS qui ont ciblé Vénus, avec cinq missions terminées avec succès :

  • Mariner 2 (1962, Survol)
  • Venera 4 (1967, Atmosphérique)
  • Mariner 5 (1967, survol)
  • Venera 5 (1969, Atmosphérique)
  • Venera 6 (1969, Atmosphérique)

L’exploration s’est poursuivie dans les années 1970 avec 11 missions Vénus en commençant par l’atterrisseur Venera 7, qui était le premier atterrissage en douceur sur une autre planète, suivi bientôt par l’atterrisseur Venera 8. Au moment où les années 1980 battaient leur plein, l’atterrisseur Venera 13 était le premier à renvoyer l’audio enregistré depuis la surface de Vénus. Pourtant, au moment où la mission Vega 2 a annoncé son atterrissage réussi en 1984, l’URSS qui dirigeait les programmes Venera et Vega a cessé son exploration de Vénus. Même ainsi, les années 1980 ont vu 8 missions Vénus.

À ce stade, la mission la plus proche d’une sonde non soviétique sur Vénus était la mission Pioneer Venus 2 (Pioneer 13) de 1978 lorsqu’elle a lancé un certain nombre de sondes dans l’atmosphère vénusienne, dont l’une a continué à soumettre des données pour quelque temps après qu’il eut remonté à la surface. Après cette mission, la mission de l’orbiteur Magellan de 1989 était la prochaine et dernière mission des États-Unis sur Vénus.

La surface de Vénus, photographiée par l’URSS Venera 13 en 1982 (recolorisée).

Bien que la mission américaine Galileo ait observé Vénus sur son chemin vers Jupiter, ce n’était pas sa mission principale, et aucune sonde américaine suivante n’effectuerait d’observations scientifiques détaillées de Vénus. Les missions Cassini et MESSENGER ont toutes deux principalement utilisé Vénus pour une assistance gravitationnelle, laissant les années 1990 dépourvues de toute mission Vénus. Ce n’est que dans les années 2000 que Venus Express de l’ESA rendrait visite à Vénus. Même alors, cette sonde de l’ESA a été fabriquée à partir de composants Mars Express réutilisés plutôt que comme une mission Vénus dédiée.

Depuis les années 2010, Vénus est devenue le domaine exclusif de la JAXA japonaise, avec Akatsuki (« Aube ») toujours en orbite, mais au-delà, rien d’autre que des télescopes pointés sur notre planète sœur.

Une planète fascinante

Vénus est la deuxième planète du Soleil après Mercure, suivie de la Terre. Sa masse est de 81,5% de celle de la Terre, 85,7% du volume et ~90% en surface. Sa gravité de surface est 8,87 m/s2 contre 9,80665 m/s2 pour la Terre. En comparaison, Mars a 15,1% du volume de la Terre et 28,4% de la surface, avec une gravité de surface de 3,72076 m/s2 qui est un peu plus du double de celle de la Lune de la Terre (1,62 m/s2). En fait, cela signifie qu’un humain sur Vénus pèserait presque autant que sur Terre, et la planète elle-même n’est qu’un peu plus petite que la Terre.

Vénus a également une atmosphère très dense (9,2 MPa), bien plus que la Terre (~101,325 kPa au niveau de la mer), et un noyau en fusion. Pourtant, pour des raisons inconnues, Vénus ne génère pas de champ magnétique à l’aide de la dynamo du noyau, comme c’est le cas sur Terre. L’état exact du noyau de Vénus et s’il a une dynamo (noyau fondu) qui pourrait fonctionner à nouveau si les bonnes conditions (par exemple une convection suffisante) étaient réunies reste un sujet de recherche actif. Tout ce que nous savons à ce stade, c’est que le seul champ magnétique de Vénus est généré en raison de l’interaction entre son ionosphère et le vent solaire.

Vénus (couleur vraie et contraste amélioré) vue par le vaisseau spatial Mariner 10 en 1974. (Source : NASA/JPL-Caltech)

La raison exacte pour laquelle Vénus a une atmosphère si dense est également inconnue. Son atmosphère est composée de 96,5% de CO2, avec de l’azote et des oligo-éléments composant le reste de la composition, dont la vapeur d’eau (20 ppm). Les niveaux relativement élevés de dioxyde de soufre dans l’air (150 ppm) combinés à la vapeur d’eau créent des nuages ​​​​d’acide sulfurique qui protègent la surface de la planète des télescopes terrestres et lui donnent également une lueur jaunâtre. Il a été suggéré que l’atmosphère de Vénus est le résultat d’un effet de serre (réchauffement atmosphérique) incontrôlable, mais les recherches futures devront confirmer ou réfuter cette théorie.

Ce qui est également fascinant à propos de Vénus, c’est que sa rotation axiale est opposée à celle de la Terre, de Mars et de toutes les autres planètes du système solaire en plus d’Uranus. Cela signifie que sur Vénus, le Soleil se lève à l’ouest et se couche à l’est. Sa vitesse de rotation est également nettement inférieure à celle des autres planètes à 224,7 jours terrestres. Tout cela soulève de nombreuses questions sur les raisons pour lesquelles Vénus s’est retrouvée dans un état si différent de celui de la Terre alors que les preuves indiquent que les deux planètes ont commencé beaucoup plus similaires.

Plus récemment, des études de l’atmosphère de Vénus à l’aide de mesures terrestres ont suggéré que des niveaux élevés de phosphine existent dans ses niveaux supérieurs, ce qui serait un signe clair de vie organique. Il pourrait s’agir de formes de vie microbiennes existant dans les régions supérieures de l’atmosphère. Bien que les découvertes initiales sur la phosphine aient été réfutées par d’autres chercheurs, une récente réfutation de suivi de la réfutation réaffirme ces niveaux de phosphine et donc la possibilité alléchante de vie existant sur Vénus.

Nouvelles missions de Vénus

Le profil de mission de la sonde de descente DAVINCI+. (Source : NASA/GSFC)

Jusqu’à présent, les années 2020 semblent présenter un certain renouveau dans les missions de Vénus, avec cinq missions prévues :

On sait peu de choses sur la mission Vénus proposée par Rocket Lab, à part le fait qu’elle impliquerait probablement des mesures atmosphériques. Pendant ce temps, l’Inde Shukrayan-1 La mission fait suite au succès de ses programmes Chandrayaan (Lunaire) et Mangalyaan (Mars). Cette mission est susceptible d’être complémentaire à la mission VERITAS, et éventuellement DAVINCI+ si la sonde atmosphérique proposée est ajoutée.

Sélectionné pour le programme Discovery de la NASA, la mission principale de VERITAS consiste à mesurer l’émissivité de la surface et à utiliser son instrument radar à synthèse d’ouverture (SAR) pour créer la carte topographique la plus détaillée de la surface de Vénus à ce jour. Il transportera également la nouvelle Deep Space Atomic Clock-2, dont la précision supplémentaire sera utilisée pour, espérons-le, détecter les caractéristiques gravitationnelles de Vénus en utilisant le décalage Doppler du signal entre VERITAS et la Terre.

Parallèlement, la mission de DAVINCI+ sera de mesurer les propriétés de l’atmosphère dans laquelle plongera sa sonde de descente, en plus de créer des photographies haute résolution des éléments du paysage. En particulier, la mission prévoit de collecter davantage de données sur les tesselles, qui peuvent être considérées comme équivalentes à la tectonique des plaques terrestres.

La nouvelle tranche de la relance russe du programme Venera sous la forme de Venera-D est peut-être la plus ambitieuse de toutes ces missions. En plus de répéter les profils de mission Venera-13 et 14 avec l’atterrissage d’une sonde sur Vénus, il comprendrait un orbiteur et des pourparlers sont en cours avec la NASA pour inclure l’avion VAMP (Venus Atmospheric Maneuvable Platform). Ce dernier est une proposition de Northrop Grumman et de L’Garde pour ce qui serait essentiellement un avion de longue durée, capable de naviguer dans les parties supérieures de l’atmosphère de Vénus jusqu’à un an.

Si VAMP devait faire partie de la mission Venera-D, cela permettrait la première exploration détaillée de cette partie de l’atmosphère de Vénus au cours d’une mission de plusieurs mois, nous offrant à ce stade la meilleure chance de découvrir la source du suspect la phosphine et peut-être la vie sur Vénus.

La frontière finale

Concept de la NASA pour une colonie flottante de Vénus dans le cadre du concept de missions HAVOC. (Source : NASA)

Bien que ces nouvelles missions mettent encore un certain nombre d’années à se matérialiser, la plupart d’entre elles n’atteignant probablement Vénus que dans les années 2030, le potentiel de ce que nous pouvons apprendre non seulement sur Vénus, mais aussi sur la Terre est tout simplement trop tentant. Même au-delà de comprendre ce qui fait vibrer Vénus, ou peut-être plutôt ce qui l’a amenée à suivre un cours si différent de la Terre, c’est probablement l’une des planètes les plus faciles que nous puissions coloniser, sans parler de la terraforme.

Au cours des prochaines décennies, nous pouvons, espérons-le, nous attendre aux premiers rovers vénusiens tels que les concepts Zephyr et AREE de la NASA. Des rovers comme ceux-ci peuvent arriver avant ou à peu près au moment où des concepts comme HAVOC pour les colonies flottantes dans l’atmosphère de Vénus deviennent une réalité. L’avantage de ceux-ci serait qu’à environ 55 km d’altitude, l’atmosphère vénusienne a à peu près la même pression que sur Terre au niveau de la mer, avec une température d’environ 27 °C (80 °F).

Que tout cela se concrétise ou non au cours des prochaines décennies est bien sûr tout sauf certain, sans parler de la forte dépendance de la politique et de la taille des budgets des nations spatiales concernées. Ici, une note heureuse est que l’ESA en Europe a annoncé une nouvelle mission de l’orbiteur Vénus dans les années 2030, appelée EnVision. Lorsqu’une mission habitée vers Vénus sera annoncée, ce sera probablement une consolation pour ceux qui attendaient le survol de Vénus de 1973 par l’astronaute à l’aide d’une fusée Saturn V.

Voici un nouveau chapitre passionnant de l’histoire de l’humanité et de l’exploration scientifique.