Sue Smrekar veut vraiment retourner sur Vénus. Dans son bureau du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, le planétologue affiche une image vieille de 30 ans de la surface de Vénus prise par le vaisseau spatial Magellan, un rappel du temps qui s'est écoulé depuis qu'une mission américaine a fait le tour de la planète. L'image révèle un paysage infernal :une surface jeune avec plus de volcans que tout autre corps du système solaire, des failles gigantesques, des montagnes imposantes et des températures suffisamment élevées pour faire fondre le plomb.

Désormais surchauffé par les gaz à effet de serre, Le climat de Vénus était une fois de plus similaire à celui de la Terre, avec l'eau d'un océan peu profond. Il peut même avoir des zones de subduction comme la Terre, zones où la croûte de la planète s'enfonce dans la roche plus près du noyau de la planète.

"Vénus est comme le boîtier de contrôle de la Terre, " a déclaré Smrekar. "Nous pensons qu'ils ont commencé avec la même composition, la même eau et le même dioxyde de carbone. Et ils ont emprunté deux chemins complètement différents. Alors pourquoi? Quelles sont les forces clés responsables des différences ? »

Smrekar travaille avec le Venus Exploration Analysis Group (VEXAG), une coalition de scientifiques et d'ingénieurs qui étudient les moyens de revisiter la planète que Magellan a cartographiée il y a tant de décennies. Bien que leurs approches varient, le groupe convient que Vénus pourrait nous dire quelque chose d'important sur notre planète :qu'est-il arrivé au climat surchauffé de notre jumelle planétaire, et qu'est-ce que cela signifie pour la vie sur Terre ?

Orbiteurs

Vénus n'est pas la planète la plus proche du Soleil, mais c'est la plus chaude de notre système solaire. Entre la chaleur intense (900 degrés Fahrenheit, ou 480 degrés Celsius), les nuages ​​sulfuriques corrosifs et une atmosphère écrasante 90 fois plus dense que celle de la Terre, y faire atterrir un vaisseau spatial est incroyablement difficile. Sur les neuf sondes soviétiques qui ont réussi l'exploit, aucun n'a duré plus de 127 minutes.

De la relative sécurité de l'espace, un orbiteur pourrait utiliser un radar et une spectroscopie proche infrarouge pour scruter sous les couches nuageuses, mesurer les changements du paysage dans le temps, et déterminer si le sol bouge ou non. Il pourrait rechercher des indicateurs d'eau passée ainsi que d'activité volcanique et d'autres forces qui ont pu façonner la planète.

Smrekar, qui travaille sur une proposition d'orbiteur appelé VERITAS, ne pense pas que Vénus a une tectonique des plaques comme la Terre. Mais elle voit des indices possibles de subduction – ce qui se passe lorsque deux plaques convergent et que l'une glisse sous l'autre. Plus de données aideraient.

"Nous savons très peu de choses sur la composition de la surface de Vénus, " dit-elle. " Nous pensons qu'il y a des continents, comme sur Terre, qui aurait pu se former par subduction passée. Mais nous n'avons pas les informations pour vraiment dire cela. »

Les réponses ne feraient pas qu'approfondir notre compréhension des raisons pour lesquelles Vénus et la Terre sont maintenant si différentes; ils pourraient réduire les conditions dont les scientifiques auraient besoin pour trouver une planète semblable à la Terre ailleurs.

Montgolfières

Les orbiteurs ne sont pas le seul moyen d'étudier Vénus d'en haut. Les ingénieurs du JPL Attila Komjathy et Siddharth Krishnamoorthy imaginent une armada de montgolfières qui chevauchent les vents violents dans les niveaux supérieurs de l'atmosphère vénusienne, où les températures sont proches de celles de la Terre.

"Il n'y a pas encore de mission commissionnée pour un ballon à Vénus, mais les ballons sont un excellent moyen d'explorer Vénus parce que l'atmosphère est si épaisse et la surface est si dure, " a déclaré Krishnamoorthy. " Le ballon est comme le sweet spot, où vous êtes assez proche pour sortir beaucoup de choses importantes, mais vous êtes également dans un environnement beaucoup plus bénin où vos capteurs peuvent en fait durer assez longtemps pour vous donner quelque chose de significatif. »

L'équipe équiperait les ballons de sismomètres suffisamment sensibles pour détecter les tremblements de terre sur la planète ci-dessous. Sur Terre, quand le sol tremble, ce mouvement se répercute dans l'atmosphère sous forme d'ondes d'infrasons (le contraire des ultrasons). Krishnamoorthy et Komjathy ont démontré que la technique est réalisable en utilisant des montgolfières en argent, qui mesurait des signaux faibles au-dessus des zones de la Terre avec des tremblements. Et ce n'est même pas avec l'avantage de l'atmosphère dense de Vénus, où l'expérience donnerait probablement des résultats encore plus solides.

"Si le sol bouge un peu, il secoue l'air beaucoup plus sur Vénus que sur Terre, " a expliqué Krishnamoorthy.

Pour obtenir ces données sismiques, bien que, une mission en ballon devrait faire face aux vents de force ouragan de Vénus. Le ballon idéal, tel que déterminé par Venus Exploration Analysis Group, pouvait contrôler ses mouvements dans au moins une direction. L'équipe de Krishnamoorthy et Komjathy n'est pas allée aussi loin, mais ils ont proposé un terrain d'entente :faire en sorte que les ballons chevauchent essentiellement le vent autour de la planète à une vitesse constante, renvoyer leurs résultats à un orbiteur. C'est un début.

Sondes d'atterrissage

Parmi les nombreux défis auxquels est confronté un atterrisseur de Vénus, il y a les nuages ​​​​bloquant le soleil :sans lumière du soleil, l'énergie solaire serait sévèrement limitée. Mais la planète est trop chaude pour que d'autres sources d'énergie survivent. " Au niveau de la température, c'est comme être dans votre four de cuisine réglé en mode autonettoyant, " a déclaré l'ingénieur du JPL Jeff Hall, qui a travaillé sur des prototypes de ballons et d'atterrisseurs pour Vénus. "Il n'y a vraiment nulle part ailleurs comme cet environnement de surface dans le système solaire."

Par défaut, la durée de vie d'une mission d'atterrissage sera écourtée par l'électronique du vaisseau spatial qui commencera à tomber en panne après quelques heures. Hall dit que la quantité d'énergie nécessaire pour faire fonctionner un réfrigérateur capable de protéger un vaisseau spatial nécessiterait plus de batteries qu'un atterrisseur ne pourrait en transporter.

"Il n'y a aucun espoir de réfrigérer un atterrisseur pour le garder au frais, " at-il ajouté. " Tout ce que vous pouvez faire est de ralentir la vitesse à laquelle il se détruit. "

La NASA s'intéresse au développement d'une "technologie chaude" qui peut survivre des jours, voire des semaines, dans des environnements extrêmes. Bien que le concept d'atterrisseur Venus de Hall ne soit pas passé à l'étape suivante du processus d'approbation, cela a conduit à son travail actuel lié à Vénus :un système de forage et d'échantillonnage résistant à la chaleur qui pourrait prélever des échantillons de sol vénusien pour analyse. Hall travaille avec Honeybee Robotics pour développer les moteurs électriques de nouvelle génération qui alimentent les perceuses dans des conditions extrêmes, tandis que l'ingénieur JPL Joe Melko conçoit le système d'échantillonnage pneumatique.

Ensemble, ils travaillent avec les prototypes dans la grande chambre d'essai de Vénus à paroi d'acier du JPL, qui imite les conditions de la planète jusqu'à une atmosphère suffocante à 100 pour cent de dioxyde de carbone. A chaque test réussi, les équipes rapprochent l'humanité pour repousser les limites de l'exploration sur cette planète la plus inhospitalière.