Vénus : pourquoi nous y retournons

Mars accapare toute la gloire. Pendant des décennies, la communauté spatiale n’a eu d’yeux que pour elle, y envoyant des rovers et rêvant de colonies humaines.

Une réorientation des priorités en matière d’exploration planétaire est désormais manifeste. Vénus, la jumelle ardente de la Terre, fait son grand retour. Vénus est un enfer. Sa température de surface atteint 464 °C, assez chaude pour faire fondre le plomb. La pression atmosphérique y est 92 fois supérieure à celle de la Terre. D’épais nuages d’acide sulfurique enveloppent la planète.

Vénus est essentielle. C’est la voisine planétaire la plus proche de la Terre, presque identique en taille et en masse. Elle offre une leçon édifiante sur l’évolution planétaire. Comprendre Vénus pourrait nous éclairer sur l’avenir climatique de la Terre. Cela pourrait également nous aider à trouver des exoplanètes habitables.

Les premières missions ont recueilli des données de base. Le programme soviétique Venera a fait atterrir des sondes sur Vénus dans les années 1970 et 1980. Elles ont renvoyé des images éphémères avant de succomber à la chaleur et à la pression. La mission Magellan de la NASA a cartographié 98 % de la surface de Vénus au début des années 1990 à l’aide d’un radar. Nous avons découvert ses vastes plaines, ses montagnes et ses volcans. Cependant, les conditions extrêmes nous ont empêchés d’en apprendre beaucoup directement depuis la surface.

De nouvelles missions étudieront Vénus

La NASA a annoncé deux nouvelles missions vers Vénus en juin 2021. La mission DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) sera lancée vers 2029. Elle enverra une sonde à travers l’épaisse atmosphère de Vénus. La sonde analysera les gaz atmosphériques. Elle capturera également des images haute résolution des régions de tesserae de la planète. Ce sont des caractéristiques géologiques anciennes et complexes. Le Dr James Garvin, chercheur principal de DAVINCI+, a déclaré que la mission visait à élucider l’histoire de l’eau sur Vénus.

Les scientifiques planétaires, dont la Dre Lori Glaze, directrice de la division des sciences planétaires de la NASA, s’accordent à penser. Ils pensent que Vénus a eu autrefois des océans et une tectonique des plaques. DAVINCI+ mesurera les gaz nobles et les gaz traces. Ces mesures pourraient nous dire si Vénus a un jour eu de l’eau. La sonde étudiera également les couches atmosphériques.

La deuxième mission de la NASA, VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy), sera également lancée vers 2029. C’est un orbiteur. VERITAS cartographiera la surface de Vénus avec une grande précision. Elle utilisera un radar pour créer des cartes globales en 3D. Ces données permettront de déterminer si Vénus est toujours géologiquement active. La Dre Suzanne Smrekar, chercheuse principale de VERITAS, a déclaré qu’elle pourra détecter les volcans actifs. Elle recherchera également des signes de tectonique des plaques passée.

Un atterrisseur Venera, comme celui-ci, faisait partie du programme soviétique qui a réalisé les premiers atterrissages réussis sur Vénus dans les années 1970 et 80. Ces sondes ont renvoyé les seules images directes de la surface brûlante et à haute pression de Vénus avant de succomber aux conditions extrêmes. (Source : reddit.com)

L’Agence spatiale européenne (ESA) a également financé son orbiteur EnVision en 2021. EnVision sera lancé au début des années 2030. Il dispose de plusieurs instruments, dont un sondeur radar. Ce sondeur pénétrera la surface pour étudier son noyau. EnVision surveillera également les gaz traces dans l’atmosphère. Ces gaz pourraient indiquer une géologie active. Ces missions témoignent d’un effort international coordonné. Elles répondront à des questions fondamentales sur Vénus.

Développer des technologies pour un monde infernal

La construction de sondes pour Vénus nécessite une ingénierie extrême. De nouvelles approches font preuve d’une grande ingéniosité. L’électronique traditionnelle à base de silicium tombe rapidement en panne sous la chaleur de Vénus. Elle ne dure que quelques minutes à la surface. Les ingénieurs développent désormais des « électroniques chaudes » pour résister à ces conditions.

Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA mène cet effort. Ils expérimentent des semi-conducteurs en carbure de silicium. Ces matériaux peuvent fonctionner à des centaines de degrés Celsius. Le Dr Philip Neudeck, chercheur principal au NASA Glenn Research Center, a développé des circuits. Ces circuits fonctionnent à 500 °C pendant des milliers d’heures. Une telle technologie est essentielle pour les missions de surface de longue durée.

Une autre approche utilise des « réfrigérateurs » pour les atterrisseurs. Certains concepts suggèrent d’utiliser de l’azote liquide pour refroidir les instruments. Cela prolongerait leur durée de vie à des heures, et non à des minutes. La mission Venera-D, un projet conjoint américano-russe, envisage cette idée. L’objectif est de développer un atterrisseur capable de fonctionner plus longtemps. Cet atterrisseur fonctionnerait pendant des semaines, voire des mois. Il effectuerait des études géologiques et atmosphériques avancées.

Les plateformes atmosphériques sont une autre solution. Le concept HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept) de la NASA étudie les dirigeables habités. Ceux-ci flotteraient dans la haute atmosphère tempérée. À une altitude de 50 à 60 kilomètres, les conditions sont beaucoup plus clémentes. La température et la pression sont similaires à celles du niveau de la mer sur Terre. Ces dirigeables pourraient mener des recherches atmosphériques à long terme. Ils pourraient également servir de bases pour des descentes robotiques.

La vie au-delà de la surface ?

En septembre 2020, une découverte a suscité un nouvel intérêt pour l’habitabilité de Vénus. Des scientifiques ont annoncé la présence de phosphine gazeuse dans l’atmosphère de Vénus. La Dre Jane Greaves et son équipe ont publié leurs découvertes dans Nature Astronomy. Sur Terre, la phosphine est liée à la vie anaérobie. Cette découverte, bien que débattue, a suscité une vive curiosité.

Vue d'artiste du dirigeable HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept) de la NASA. Cette proposition ambitieuse envisage des dirigeables habités flottant dans la haute atmosphère de Vénus, où les températures et les pressions sont étonnamment similaires à celles du niveau de la mer sur Terre. (Source : foxnews.com)

La communauté scientifique a réagi rapidement à cela. Des études ultérieures ont réanalysé les données. Certaines ont trouvé le signal moins fort. D’autres ont suggéré des origines non biologiques pour la phosphine. L’activité volcanique ou les processus géologiques pourraient la produire. Ce débat souligne la nécessité de mesures directes.

La détection de phosphine a relancé l’idée d’une zone habitable aérienne. Cette zone existe entre 50 et 60 kilomètres au-dessus de la surface de Vénus. Ici, les températures varient de 0 °C à 60 °C. La pression est similaire à celle de la surface de la Terre. De la vapeur d’eau est présente, bien que rare. De nombreux scientifiques pensent que cette région pourrait abriter une vie microbienne. Si la vie est apparue lorsque Vénus avait des océans, elle aurait pu se réfugier dans ces nuages à mesure que la planète s’asséchait.

Les futures missions étudieront directement cette possibilité. DAVINCI+ analysera la chimie atmosphérique lors de sa descente. Elle recherchera d’autres biosignatures. Celles-ci incluent des composés organiques spécifiques ou des rapports isotopiques. EnVision de l’Agence spatiale européenne analysera également les gaz atmosphériques. Elle visera à identifier les sources de composés chimiques inhabituels. Ces missions ne permettront pas de détecter la vie de manière définitive. Elles fourniront des données vitales pour améliorer notre compréhension de l’habitabilité de Vénus.

Questions fréquentes

Q1 : Pourquoi Vénus est-elle si chaude ? Vénus connaît un effet de serre galopant. Son atmosphère épaisse, principalement composée de dioxyde de carbone, emprisonne une chaleur immense. La lumière du soleil pénètre les nuages, mais la chaleur ne peut pas s’échapper vers l’espace.

Q2 : Vénus a-t-elle déjà eu des océans ? De nombreux scientifiques pensent que Vénus a eu autrefois d’importants océans d’eau liquide. Les preuves proviennent de modèles de formation planétaire et de chimie atmosphérique. Les futures missions comme DAVINCI+ rechercheront des preuves chimiques directes de cette eau passée.

Q3 : Qu’est-ce que la « zone habitable » sur Vénus ? La zone habitable sur Vénus n’est pas à sa surface. C’est une région de l’atmosphère, à environ 50-60 kilomètres au-dessus de la surface. Ici, les températures et les pressions sont similaires à celles de la Terre.

Q4 : Existe-t-il des projets de missions humaines vers Vénus ? Actuellement, il n’existe pas de plans définitifs pour des missions humaines à la surface de Vénus en raison des conditions extrêmes. Cependant, des concepts comme HAVOC de la NASA proposent des dirigeables habités. Ceux-ci fonctionneraient dans la haute atmosphère plus tempérée.

La sonde DAVINCI+, une mission prévue par la NASA, sera la première sonde américaine à pénétrer l'atmosphère de Vénus depuis 1978. Elle vise à analyser la chimie atmosphérique et à rechercher des biosignatures et des preuves d'océans passés. (Source : mashable.com)

La suite : l’exploration future

La prochaine décennie verra de nombreuses missions se diriger vers Vénus. DAVINCI+ et VERITAS de la NASA, ainsi qu’EnVision de l’ESA, ne sont qu’un début. L’orbiteur Shukrayaan-1 de l’Inde sera également lancé d’ici 2031. La mission russe Venera-D est toujours en discussion pour la fin des années 2020 ou le début des années 2030.

Une nette évolution des priorités scientifiques est en cours. Vénus n’est plus seulement un avertissement. C’est un laboratoire vivant. Ces missions changeront notre façon de comprendre la planète sœur de la Terre. Nous en apprendrons davantage sur l’évolution planétaire, le changement climatique et la possibilité de vie au-delà de la Terre. Les réponses que ces missions apporteront pourraient remodeler notre vision de la Terre, de notre système solaire et de la vie elle-même.

Concept d'artiste de l'orbiteur Shukrayaan-1 de l'Inde, dont le lancement est prévu d'ici 2031. Cette mission marque la première entreprise dédiée de l'Inde vers Vénus, visant à étudier sa chimie atmosphérique, ses caractéristiques de surface et son interaction avec le vent solaire. (Source : space.com)

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