Cette figure montre le pic volcanique Idunn Mons dans la région Imdr Regio de Vénus, dérivé de données obtenues par la sonde spatiale Magellan de la NASA et la sonde spatiale Venus Express de l'ESA. NASA/JPL-Caltech/ESA Depuis des décennies, l'exploration de notre système solaire a laissé l'une de nos planètes voisines, Vénus, largement inexploré. Maintenant, Les choses sont sur le point de changer.
Dans la dernière annonce du programme d'exploration du système solaire de la NASA, deux missions ont reçu le feu vert – et elles sont toutes deux à destination de Vénus. Les deux missions ambitieuses seront lancées entre 2028 et 2030.
Cela marque un changement de direction considérable pour la division des sciences planétaires de la NASA, qui n'a pas envoyé de mission sur la planète depuis 1990. C'est une nouvelle passionnante pour les scientifiques de l'espace comme moi.
Vénus est un monde hostile. Son atmosphère contient de l'acide sulfurique et les températures de surface sont suffisamment élevées pour faire fondre le plomb. Mais il n'en a pas toujours été ainsi. On pense que Vénus a commencé de manière très similaire à la Terre. Alors, qu'est-ce-qu'il s'est passé?
Alors que sur Terre, le carbone est principalement piégé dans les roches, sur Vénus, il s'est échappé dans l'atmosphère, ce qui en fait environ 96 pour cent de dioxyde de carbone. Cela a conduit à un effet de serre incontrôlé, poussant les températures de surface jusqu'à 750 kelvin (470 degrés Celsius ou 90 degrés Fahrenheit).
L'histoire de la planète en fait un excellent endroit pour étudier l'effet de serre et apprendre à le gérer sur Terre. Nous pouvons utiliser des modèles qui tracent les extrêmes atmosphériques de Vénus, et comparer les résultats à ce que nous voyons chez nous.
Mais, les conditions de surface extrêmes sont l'une des raisons pour lesquelles les missions d'exploration planétaire ont évité Vénus. La température élevée signifie une pression très élevée de 90 bars (équivalent à environ un kilomètre sous l'eau) ce qui est suffisant pour écraser instantanément la plupart des atterrisseurs planétaires. Ce n'est peut-être pas une surprise, alors, que les missions vers Vénus ne se sont pas toujours déroulées comme prévu.
Les hémisphères nord et sud de Vénus révélés par plus d'une décennie d'enquêtes radar ayant abouti à la mission Magellan de la NASA en 1990-1994. NASA/JPL/USGS La plupart des travaux d'exploration effectués jusqu'à présent ont été effectués par l'Union soviétique de l'époque entre les années 1960 et les années 1980. Il y a quelques exceptions notables, comme la mission Pioneer Venus de la NASA en 1972 et la mission Venus Express de l'Agence spatiale européenne en 2006.
Le premier débarquement a eu lieu en 1970, lorsque le Venera 7 de l'Union soviétique s'est écrasé en raison de la fonte du parachute. Mais il a réussi à transmettre 20 minutes de données à la Terre. Les premières images de surface ont été prises par Venera 9, suivi de Veneras 10, 13 et 14.
La première des deux missions de la NASA sélectionnées sera connue sous le nom de Davinci+ (un raccourcissement de Deep Atmosphere of Venus Investigations of Noble Gases, chimie et imagerie). Il comprend une sonde de descente, ce qui signifie qu'il sera rejeté dans l'atmosphère, prendre des mesures au fur et à mesure. La descente comporte trois étapes, la première explorant l'ensemble de l'atmosphère.
La sonde examinera en détail la composition de l'atmosphère, fournissant des informations sur chaque couche au fur et à mesure qu'elle tombe. Nous savons que l'acide sulfurique est confiné aux couches nuageuses à environ 50 kilomètres (30 miles) d'altitude, et nous savons que l'atmosphère contient 97 pour cent de dioxyde de carbone. Mais l'étude des éléments traces peut fournir des informations sur la façon dont l'atmosphère s'est retrouvée dans cet état. La deuxième étape portera sur des altitudes plus basses pour mesurer les propriétés météorologiques telles que la vitesse du vent, température et pression en détail.
La dernière étape prend des images de surface en haute résolution. Bien que cela soit très courant pour Mars, cela a toujours été un défi sur Vénus. L'épaisse couche nuageuse signifie que la lumière visible est réfléchie, l'observation depuis la Terre ou depuis l'orbite n'est donc pas pratique. Les conditions de surface intenses signifient également que les rovers ne sont pas pratiques. Une suggestion a été une mission en ballon.
Nous avons une image basse résolution de la surface de Vénus, grâce à la mission Magellan de la NASA en 1990, qui a cartographié la surface à l'aide d'un radar. La sonde Davinci prendra des images de surface en utilisant la lumière infrarouge pendant sa descente. Ces images permettront non seulement de mieux planifier les futures missions, mais aideront également les scientifiques à étudier la formation de la surface.
La deuxième mission s'appelle Veritas, abréviation de Vénus Emissivité, Radiosciences, InSAR, Topographie et Spectroscopie. Ce sera une mission planétaire plus standard. L'orbiteur emportera à son bord deux instruments pour cartographier la surface, complétant les observations infrarouges détaillées de Davinci.
Le premier d'entre eux est une caméra qui observe dans une gamme de longueurs d'onde. Il peut voir à travers les nuages vénusiens, pour étudier la composition de l'atmosphère et du sol. Cette tâche est très difficile, car la température de surface fait que la lumière réfléchie a une très large gamme de longueurs d'onde. Veritas compensera cela en utilisant des techniques souvent utilisées pour étudier l'atmosphère des exoplanètes.
La caméra à longueur d'onde recherchera également des signes de vapeur d'eau. La mission Venus Express a montré que les principaux éléments s'échappant de l'atmosphère vénusienne sont l'hydrogène et l'oxygène, donc s'il y a de l'eau, ce sera en petites quantités, ou profondément sous la surface.
Le deuxième instrument est un radar et utilise une technique largement utilisée sur les satellites d'observation de la Terre. Un très grand récepteur radio actif - important pour les images haute résolution - est simulé à l'aide d'impulsions radio pointées à différents angles devant le vaisseau spatial. Les images radar haute résolution créeront une carte plus détaillée pour étudier l'évolution de la surface de Vénus, ainsi que de déterminer s'il y a une activité tectonique ou volcanique.
Image de la NASA du passage de Vénus devant le soleil, capturé le 5 juin, 2012. Cet événement se produit par paires à huit ans d'intervalle qui sont séparées l'une de l'autre de 105 ou 121 ans. Le prochain transit n'aura pas lieu avant 2117. NASA/Goddard Ces missions pourraient également apporter des preuves à une théorie selon laquelle la surface vénusienne a complètement fondu et s'est reformée il y a 500 millions d'années. Ceci est venu pour expliquer l'absence d'impacts de météorites à la surface, mais jusqu'à présent, aucune preuve n'a été trouvée d'une couche de lave volcanique qui résulterait d'un tel resurfaçage.
Il est passionnant que la NASA ait tourné sa vision de la mission planétaire vers Vénus. Pour tout astronaute en herbe, je crains que la chance d'y envoyer un humain de sitôt soit inexistante. Mais, les informations qui peuvent être obtenues de la sœur largement oubliée de la Terre seront d'une très grande valeur pour comprendre notre monde.
Ian Whittaker est maître de conférences en physique à l'Université de Nottingham Trent à Nottingham, Angleterre.
Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Vous pouvez trouver le article original ici.
