Il y a 20 ans, l’Europe partait explorer la planète Vénus
ESA
En mars 2001, l’Agence spatiale européenne décide de se lancer à son tour dans l’exploration de la planète Vénus, l’astre le plus brillant visible à l’œil nu après le Soleil et la Lune. Vénus n’a jusqu’alors été approchée et étudiée que par les Américains et les Russes : les premiers effectuaient le 14 décembre 1962 le premier survol (avec la sonde Mariner 2), tandis que les seconds sondaient in situ l’atmosphère le 18 octobre 1967 (Venera 4), puis se posaient sur le sol le 15 décembre 1970 (Venera 7) pour livrer en octobre 1975 les premières images de la surface (Venera 9).
Alors que toutes ces missions venaient de révéler un monde particulièrement inhospitalier, l’Europe souhaite apporter sa contribution afin de comprendre comment Vénus a pu devenir ce monde infernal à la température et à la pression élevées, respectivement de 460°C environ et de 93 bars… Dans le cadre de son programme Horizon 2000+, l’ESA décide en mars 2001 de construire une sonde vénusienne ayant pour objectif principal l’étude des couches atmosphériques (composition, dynamique), afin de décrypter l’effet de serre que Vénus connait, ainsi que l’échappement dans l’espace d’une partie de son atmosphère – en raison du vent solaire frappant les hautes couches atmosphériques. Un objectif subsidiaire s’ajoute, celui de l’étude de l’activité volcanique de la planète – grâce au fait que certains instruments pourraient en détecter la signature.
Pour construire au plus vite la sonde vénusienne et à moindre coût, l’ESA réemploie la seconde plate-forme similaire à celle de Mars Express (d’où le nom « Venus Express »), avec des instruments déjà conçus pour de précédentes missions (Mars Express, 2003 ; Rosetta, 2004). Réalisé sous la maîtrise d’œuvre d’EADS Astrium (aujourd’hui Airbus Defence and Space), l’engin a une forme quasi cubique de 1,65 m de long, 1,7 m de large et 1,4 m de haut, pour une masse totale de 1 270 kg. Il dispose de deux grands panneaux solaires pour fournir l’énergie, et d’une grande antenne à grand gain pour assurer les communications avec la Terre.
Sont embarqués dans la sonde sept instruments scientifiques conçus par plusieurs laboratoires de différentes nations : un appareil suédois pour étudier l’interaction entre le vent solaire et l’atmosphère de Vénus ; un magnétomètre autrichien pour mieux comprendre la magnétosphère de Vénus ; un spectromètre infrarouge italien pour mesurer la température de l’atmosphère entre 55 et 100 km ; trois spectromètres belgo-franco-russes pour analyser l’atmosphère en ultraviolet et infrarouge ; une expérience de radio-science allemande pour comprendre les conditions dans l’ionosphère vénusienne ; un spectromètre italo-français en ultraviolet, visible et proche infrarouge pour étudier la composition de la basse atmosphère de la surface à 40 km ; une caméra allemande dans le proche infrarouge, ultraviolet et visible pour fournir des images permettant d’une part d'identifier des phénomènes détectés par les autres instruments et, d’autre part, pour faciliter l'étude des processus dynamiques de l'atmosphère de Vénus.
Le 9 novembre 2005, une fusée russe Soyouz FG/Fregat lance avec succès Venus Express qui, en trajectoire directe, rejoint la planète Vénus 153 jours plus tard. Le 11 avril 2006, le propulseur principal de la sonde la ralentit pour qu’elle se place sur une orbite d’insertion pour rejoindre ensuite une orbite très elliptique de 250 km de périapse et 66 000 km d’apoapse. Ce type d’orbite permet, outre de faciliter les communications avec le centre de contrôle européen de Darmstadt (ESOC), d’observer la planète de manière globale et, lorsque la sonde survole le pôle, d’obtenir des vues détaillées. Le 18 mai 2006, Venus Express est opérationnelle. Commence alors une mission initiale d’environ 500 jours.
Se déroulant parfaitement bien, la mission est prolongée à trois reprises jusqu’à l’épuisement des ergols (permettant de maintenir la sonde sur son orbite de travail). Après huit années de bons et loyaux services, Venus Express est programmée pour frôler la planète encore plus près, à 134 km d’altitude, jusqu’au moment où le contact est perdu le 28 novembre 2014.
Au total, la sonde européenne a récolté des dizaines de millions de données, a réalisé une cartographie 3D de tous les vents qui font la dynamique de l'atmosphère de Vénus. Les instruments ont révélé des mécanismes extrêmement variables comme l’apparition, puis la disparition en quelques heures de grandes quantités d’éléments chimiques, l’accélération puis le ralentissement de vents plus ou moins violents, la présence côté nuit de phénomènes de luminescence (un peu comme les aurores polaires sur Terre). Ils ont aussi observé et évalué la présence des ouragans aux pôles, le ralentissement de la vitesse de rotation de la planète, la présence d’ozone entre 90 et 120 km (mille fois moins dense que pour celle de la Terre), l’échappement de grandes quantités d’eau de l’atmosphère, l’accélération de la super-rotation de l’atmosphère (pouvant faire le tour de la planète en quatre jours, alors que la planète ne tourne sur elle-même qu’en… 243 jours), etc. Quant à la question du volcanisme supposé, Venus Express n’a trouvé aucun volcan, ni de coulées de lave, de tectonique ou de croûte en train de se fracturer. La sonde a néanmoins décelé des laves apparemment jeunes.
La compréhension de l’atmosphère de Vénus est ainsi particulièrement importante pour les scientifiques, car cela améliore les connaissances des lois physiques qui s’exercent, tout en livrant des éléments qui peuvent apporter des réponses quant au problème du réchauffement climatique de la Terre et de l’effet de serre.
Cet article est la version courte et modifiée du chapitre A l’assaut de Vénus du livre sur les 50 ans de l’ESA, à paraître en 2026 dans la collection Histoires d’espace des éditions Ginkgo.
Quelques références
- Un article : « Vénus, une planète qui a mal tourné pour cause d’effet de serre massif », Stéphane Foucart, Maucherat, in Le Monde, 29 novembre 2007
- Une conférence en ligne sur Venus Express : les premiers résultats, par Jean-Loup Bertaux, Pierre Drossart, Philippe Morel et Olivier Witasse, à la Cité des sciences et de l’industrie, octobre 2006
- Le site ESA consacré à la mission Venus Express.
Philippe Varnoteaux est docteur en histoire, spécialiste des débuts de l’exploration spatiale en France et auteur de plusieurs ouvrages de référence