Exploration de Vénus

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Venera 4.

L'exploration de Vénus à l'aide de sondes spatiales démarre dès le début de l'ère spatiale. À l'époque les caractéristiques de la planète Vénus, cachée derrière un épais manteau de nuages, sont très mal connues au point que certains spéculent sur l'existence de conditions à sa surface proches de celle de la Terre. La NASA réussit un premier survol en 1962 avec la mission américaine Mariner 2 qui dévoile un monde particulièrement hostile : vents violents, atmosphère acide, températures et pression atmosphérique particulièrement élevées à la surface, absence de champ magnétique protecteur. L'Union soviétique va par la suite jouer un rôle fondamental dans l'étude de Vénus en lançant un trentaine de missions dans le cadre du Programme Venera. Celles-ci vont progressivement dévoiler la structure de l'atmosphère et certaines caractéristiques du sol vénusien. Venera 7 parvient pour la première fois à renvoyer des données de la surface de la planète en 1970. L'atmosphère est explorée avec des ballons et une première carte des reliefs est dressée avec un radar. Les deux sondes du programme Vega lancées en 1985 constituent la dernière participation de l'Union Soviétique dont le programme d'exploration du système solaire s'étiole à cette époque. La NASA lance deux missions réussies Pioneer Venus (1978) et Magellan (1989) mais préfère par la suite se concentrer sur l'exploration de la planète Mars. Depuis seule l'agence spatiale européenne avec sa sonde spatiale Venus Express de type orbiteur lancée en 2006 a mené à bien une mission entièrement consacrée à la planète. Le Japon a lancé la sonde spatiale Akatsuki en 2010 mais celle-ci n'a pu se placer en orbite comme prévu et une deuxième tentative doit avoir lieu fin 2015. À cette date aucune autre mission n'est en préparation.

La planète Vénus avant l'ère spatiale[modifier | modifier le code]

Article principal : Vénus (planète).

Vénus est une planète aux caractéristiques très proches de la Terre par sa taille et sa distance au Soleil, qui exerce depuis l'Antiquité une fascination sur les grandes civilisations notamment parce qu'elle constitue l'astre le plus visible dans le ciel après le Soleil et la Lune. Mais à la fin des années 1950, c'est-à-dire au début de l'ère spatiale les scientifiques disposent de peu d'informations sur cette planète notamment parce que sa surface est en permanence masquée par une couche de nuages opaques. C'est justement à cette époque que les astronomes commencent à utiliser de nouveaux moyens d'investigation - radar, télescopes observant dans l'ultraviolet et l'infrarouge - qui leur permettent de commencer à percer les mystères de la planète. Les données recueillies indiquent que la surface de Vénus comporte moins de relief que la Terre. La présence de grandes quantités de dioxyde de carbone dans l'atmosphère vénusienne est constatée tandis que la vapeur d'eau n'est présente qu'à l'état de traces. Selon certains indices les couches basses de l'atmosphère sont chaudes et denses. Différentes théories sont avancées pour expliquer ces caractéristiques mais aucune ne s'impose. En 1956 la planète est pour la première fois observée dans le spectre des micro-ondes et les scientifiques découvrent que Vénus se comporte comme un corps noir porté à la température de 350 °C. Deux hypothèses sont émises : soit cette température est celle de la surface et le scénario d'une Vénus humide doit être révisé de manière radicale, soit ce résultat ne constitue que la résultante de phénomènes électroniques dans l'ionosphère et ne préjuge pas de la température en surface. En ce qui concerne sa vitesse de rotation la thèse la plus courante est que la planète, comme Mercure, présente toujours la même face au Soleil car comme celle-ci elle serait synchronisée avec l'astre par effet de marée[1]. Pas moins de sept scénarios sont envisagés[2] :

  • Une planète humide, marécageuse et grouillante de vie
  • Une planète chaude avec des océans d'acide carbonique
  • Une planète froide aux caractéristiques proches de celle de la Terre avec des étendues océaniques et une ionosphère dense
  • Une planète chaude, avec des couches de nuages de vapeur d'eau épaisses, des pluies continues
  • Une planète froide aux pôles avec des calottes polaires de 10 km d'épaisseur, chaude à l'équateur avec de l'eau au-dessus de la température d'ébullition
  • Une planète chaude, poussiéreuse, sèche, ventée couverte de déserts
  • Une planète très chaude avec des températures à l'équateur dépassant le point de fusion du plomb et du zinc, et aux pôles des mers de brome, d'acide butanoïque et de Phénol.

L'incertitude sur les caractéristiques de Vénus est telle que les premières sondes spatiales soviétiques emporteront au début des années 1960 une bouée pour le cas où elles se poseraient sur une surface liquide.

Premiers résultats[modifier | modifier le code]

Premières sondes spatiales soviétiques[modifier | modifier le code]

Vue d'artiste de Mariner 2

En 1958, peu après le lancement de Spoutnik premier satellite artificiel de la Terre, l'équipe d'ingénieurs soviétiques dirigée par Sergueï Korolev à l'origine de cette première, définit des plans ambitieux pour explorer le système solaire : une sonde spatiale (modèle 1M) doit être lancée dès aout 1958 vers Mars et une autre (modèle 1V) vers Vénus en juin 1959. Ces projets sont stimulés par la Course à l'espace à laquelle se livrent les États-Unis et l'Union soviétique pour des raisons plus idéologiques que scientifiques. Toutefois les difficultés rencontrées par les sondes spatiales envoyées vers la Lune (programme Luna) conduisent à repousser ce calendrier. La première sonde vénusienne est reprogrammée pour 1961 tandis qu'un nouveau lanceur, qui sera baptisé plus tard Molnia, est mis au point pour placer en orbite les sondes interplanétaires. Il comporte deux étages supérieurs dont le dernier est chargé d'injecter les sondes sur leur trajectoire ves Mars et Vénus[3].

La première sonde spatiale vénusienne soviétique, baptisée 1VA a une masse de 643,5 kg et est dérivée de l'engin soviétique lancé vers Mars la même année. La charge utile scientifique est constituée d'un magnétomètre triaxial, deux variomètres magnétiques, des pièges à ions pour analyser la composition du vent solaire, de détecteurs de micrométéorites et de rayons cosmiques. La sonde est stabilisée trois axes. Elle dispose de 4 panneaux solaires d'environ 1 m2[4]. Le déplacement de Vénus autour de Vénus est à l'époque mal connu : les éphémérides disponibles ne permettent de prévoir la position de la planète qu'avec une précision de 100 000 km. Aussi les concepteurs choisissent de limiter cette tentative à un simple survol. La sonde spatiale emporte une petite sphère capable de flotter au cas où la sonde parviendrait jusqu'au sol : à l'époque la présence d'étendues d'eau à la surface n'est pas exclue par certains scientifiques. Le lancement a lieu le 15 janvier 1961 mais la fusée est victime d'une défaillance d'un de ses étages supérieurs. La deuxième tentative de lancement effectuée le 12 février est un succès. La nature de la mission de la sonde baptisée pour l'occasion Venera est révélée au public alors que celle-ci entame son transit vers Vénus. Le réseau d'antennes mis en place par les soviétiques pour communiquer avec leurs sondes interplanétaires parvient à contacter la sonde à plusieurs reprises mais les problèmes à bord de l'engin spatial se multiplient. Après un dernier échange alors que la sonde se trouve à 1,7 millions de km, toutes les tentatives de reprises de contact échouent[5].

Mariner 2 : premier survol réussi (1962)[modifier | modifier le code]

Contrairement aux soviétiques, la NASA ne dispose pas aux débuts des années 1960 de lanceur très puissant. La mise au point de l'étage Centaur qui doit démultiplier les capacités de la fusée Atlas est laborieuse. Aussi l'agence spatiale américaine doit se rabattre sur l'Atlas équipée d'un étage supérieur Agena qui ne permet de lancer au maximum que 500 kg. Une première sonde spatiale, Mariner 1, est lancée vers Vénus le 22 juillet 1962 mais est perdue lorsque la fusée dévie de sa trajectoire à la suite d'une erreur de programmation. Sa copie, Mariner 2, est lancée à son tour le 27 aout vers la même destination. La sonde spatiale a une masse de 202 kg et emporte quinze kilogrammes d'instrumentation scientifique dont deux radiomètres micro-ondes et infrarouge, un magnétomètre et des détecteurs de particules. Le 14 décembre 1962 Mariner 2 survole de la planète Vénus et les données collectées par ses instruments mettent fin au mythe d'une Vénus planète jumelle de la Terre. La température au sol est estimée à 425 °C, l'épaisse atmosphère vénusienne composée essentiellement de dioxyde de carbone et dépourvue de vapeur d'eau se caractérise par une pression atmosphérique au sol écrasante estimée à 20 fois celle à la surface de la Terre (ce chiffre sera multiplié par 4,5 par les sondes spatiales suivantes). Enfin Vénus est dépourvue de champ magnétique significatif et n'est donc pas protégée du rayonnement stérilisant produit par le vent solaire et les rayons cosmiques d'origine solaire ou galactique[6].

Les années 1962 à 1969 : étude de l'atmosphère[modifier | modifier le code]

L'atterrisseur de Venera 9.
Pioneer Venus 2 avec ses sondes atmosphériques reconnaissables à leur bouclier thermique de forme conique.

Le programme soviétique va d'abord d'échec en échec. Pas moins de 13 sondes spatiales sont lancées consécutivement entre 1962 et 1967 et aucune d'entre elles ne parvient à collecter des données sur Vénus. La plupart d'entre elles ne parviennent pas à quitter l'orbite terrestre car elles sont victimes de défaillances de leur lanceur. Toutefois en 1965 Korolev, dont les équipes sont accaparées par de multiples projets spatiaux, a décidé de confié le développement des sondes spatiales au bureau d'études Lavotchkine[7] qui va développer une version de la sonde spatiale qui va enfin rencontrer le succès. Les sondes spatiales de type M4V, profitant de la mise au point du lanceur soviétique lourd Proton, sont plus massives et atteignent 1,1 tonne permettant d'emporter un atterrisseur. La première sonde à atteindre Vénus en état de fonctionnement est Venera 4 lancée le 17 juin. La capsule destinée à atterrir est larguée le 18 octobre et plonge dans l'atmosphère. La sonde spatiale transmet des données sur la composition de l'atmosphère vénusienne jusqu'à une altitude de 20 km avant de cesser d'émettre écrasée par la pression atmosphérique. Les données recueillies par la sonde permettent d'établir que l'atmosphère de Vénus est composée à 90% de dioxyde de carbone, 7 % d'azote et 0,7 % d'oxygène et que la planète possède un champ magnétique extrêmement faible : 0,03 % de celui de la Terre. La capsule cesse de transmettre des données lorsque la pression atteint 18 bars[8].

La sonde spatiale américaine Mariner 5 est lancée le 14 juin soit trois jours avant Venera 4. Ce clone de Mariner 4, initialement destiné à voler vers Mars, ne dispose pas d'atterrisseur mais ses instruments plus sophistiqués que ceux de Mariner 2 vont permettre de préciser certains caractéristiques de Vénus. Le 19 octobre elle survole avec succès Vénus et les données qu'elle transmet permettent en particulier de déterminer la pression au sol qui est réévaluée à 100 fois la pression terrestre au niveau de l'océan.

Venera 5 et Venera 6 rééditent en 1969 l'exploit de Venera 4. Les ingénieurs soviétiques ont tenté de construire une capsule plus solide permettant d'atteindre le sol mais ils ne disposent pas de suffisamment de temps pour cela. Les deux capsules recueillent des données durant leur descente dans l'atmosphère et cessent leurs émissions lorsque la pression dépasse cette fois 27 bars. Les analyses effectuées confirment la prépondérance du dioxyde de carbone qui représente 97% de l'atmosphère[9].

Les années 1970 : premier atterrissage[modifier | modifier le code]

En aout 1970, lorsque la fenêtre de lancement vers Vénus s'ouvre à nouveau, les ingénieurs soviétiques disposent cette fois d'une capsule capable de résister à 180 bars et à une température de 540 °C. Constituée de deux demi sphères en titane, elle présente un nombre d'ouvertures plus réduit pour limiter les points faibles. Venera 7 est lancée le 22 aout 1970 et arrive aux abords de Vénus le 15 décembre. Le parachute de la sonde ne remplit pas complètement son office et l'atterrisseur heurte le sol à une vitesse de 16,5 m/s. Couché sur le côté la capsule émet un signal très faible durant 22 minutes qui ne fournit que la température au sol mesurée à 475 °C. Par reconstitution de la trajectoire, les ingénieurs soviétiques déterminent que la pression au sol est de 90 bars avec une incertitude de plus ou moins 15 bars[10].

Venera 8 lancée le 27 mars 1972 et la capsule pénètre dans l’atmosphère de Vénus le 22 juillet. Durant la descente la vitesse du vent est mesurée à 100 m/s à haute altitude, 50 m/s à 40 km d'altitude et à 1 m/s en dessous de 10 km. La super-rotation en quatre jours de l'atmosphère vénusienne dans le sens rétrograde est confirmée par ces donnée. La capsule atterrit à la surface de Vénus à une vitesse de 8 m/s après une descente de 55 minutes. Immédiatement après l'atterrissage la sonde transmet les mesures de température (470 °C) et de pression (93 bars) qui confirment les données fournies par Venera 7. Le spectromètre gamma détecte dans les roches de surface 4 % de potassium, 6,5 ppm de thorium et 2,2 ppm ce qui les range plutôt dans la catégorie des granits que des basaltes. Ces mesures seront contredites par celles effectuées par les atterrisseurs suivants. La capsule transmet des données durant 63 minutes après son arrivée au sol avant de cesser d'émettre[11].

Les soviétiques n'envoient aucune sonde spatiale vers Vénus durant la fenêtre de lancement de 1973 mais pour celle de 1975 ils disposent enfin de la sonde spatiale lourde dont le développement avait été entamé lors de la reprise du programme Venera par le bureau Lavotchkine en 1965. Grâce au recours au lanceur Proton, la nouvelle sonde spatiale est cinq fois plus lourde et sa masse atteint 5 tonnes[12],[13]. Le premier exemplaire de la nouvelle sonde, baptisé Venera 9, est lancé le 8 janvier 1975. La sonde jumelle, Venera 10 est lancée le 14 juin 1975. Le 20 octobre, deux jours avant l'arrivée, l'atterrisseur est largué et l'orbiteur incline sa trajectoire pour se placer en position d'insertion orbitale avec un changement de vitesse de 247 m/s. Le 22 octobre Venera 9, arrivé à proximité immédiate de Vénus, utilise sa propulsion principale (delta-v de 963 m/s) pour s'insérer en orbite autour de la planète. Venera 9 est la première sonde spatiale à se placer en orbite autour de la planète Vénus[14]. L'atterrisseur de Venera 9 pénètre dans l'atmosphère de Vénus sous un angle de 20,5° à la vitesse de 10,7 km/s. Il touche le sol le 22 octobre à 5h03 TC sur la face éclairée de la planète. Une seule des deux caméras parvient à prendre une photo car l'obturateur de l'autre caméra n'est pas éjectée. L'image en noir et blanc prise par Venera montre un sol plat parsemé de rochers angulaires de formation manifestement récente et peu érodés. Le site d'atterrissage est baigné par une lumière dont l'intensité peut être comparée à celle d'un jour d'été nuageux aux latitudes moyennes sur Terre. La proportion dans le sol de thorium, uranium et potassium mesurée par Venera 9 s'apparente à celle des basaltes terrestres[15].

Venera 10 suit le même scénario que Venera 9. L'atterrisseur est largué le 23 octobre et l'orbiteur après une première poussée de 242 m/s s'insère en orbite le 25 octobre. L'atterrisseur de Venera 10 pénètre dans l'atmosphère vénusienne en suivant une trajectoire aux caractéristiques très proches de celle de Venera 9. Comme dans le cas de Venera 9 la vitesse verticale au moment de l'atterrissage est de l'ordre de 8 m/s. La température mesurée au sol est de 464 °C tandis que la pression est de 91 bars avec un vent léger de 0,8 à 1,3 m/s. Comme pour son prédécesseur une seule des deux caméras parvient à prendre une photo en noir et blanc du site d'atterrissage. Le paysage que dévoile cette photo est plus doux avec des roches érodés entre lesquelles s'intercale de la lave ou d'autres roches érodées. Les deux sondes ont apparemment atterri sur les boucliers de volcans jeunes avec une lave dont la composition semble proche des basaltes tholéitiques similaires à ceux produits par les dorsales océaniques[16].

Les sondes spatiales Venera 11 et 12 sont une version légèrement améliorée de la génération précédente. Venera 11 est lancée le 9 septembre 1978 et son atterrisseur entame sa descente vers le sol vénusien le 25 décembre et atterrit sur la partie éclairée de Vénus à une vitesse estimée à 7 à 8 m/s. L'atterrisseur interrompt la transmission de données au bout de 95 minutes alors que le vaisseau-mère était encore en vue. Durant la descente le chromatographe analyse neuf échantillons de l'atmosphère entre 49 km d'altitude et la surface en détectant 2,5 % d'azote, 25 à 100 ppm de vapeur d'eau, 40 à 100 ppm d'argon, 130 ppm dioxyde de soufre, 28 ppm de monoxyde de carbone et moins de 20 ppm d'oxygène moléculaire. À l'arrivée au sol l'atterrisseur mesure une température de 458 °C et une pression de 91 bars. Mais tous les autres instruments sont victimes de défaillance qui sont mis sur le compte d'une arrivée au sol trop brutale. Venera 12 est lancée le 14 septembre et son atterrisseur entame sa descente vers le sol de Vénus le 17 décembre. Après son arrivée à la surface, il transmet des données jusqu'à ce que son vaisseau-mère passe sous l'horizon et ne puisse plus assurer la retransmission soit durant 110 minutes. Les instruments d'analyse de l'atmosphère fonctionnent normalement mais ceux mis en œuvre au sol sont victimes des mêmes défaillances que ceux de Venera 11'. De leur côté les instruments d'observation des sursauts gamma utilisés par les deux sondes avant et après le survol de Vénus permettent d'identifier 143 sources dont l'origine peut être localisées dans le ciel permettant la constitution d'un premier catalogue recensant ces évènements[17].

Portrait de la planète Vénus en 1975[modifier | modifier le code]

Au milieu des années 1970 les missions soviétiques du programme Venera ont collecté suffisamment de données pour permettre de dresser une image relativement complète de Vénus. L'atmosphère est constituée de 96,5% de dioxyde de carbone et de 3,5% d'azote. À la surface la pression atteint 92 fois celle de la Terre au niveau des océans. Entre les altitudes de 50 et 70 km on trouve des nuages d'acide sulfurique. Il n'existe que des traces infimes d'eau : 100 parties par million dans l'atmosphère et aucune étendue d'eau libre à la surface. La température en surface est très élevée atteignant 735 kelvin (462 °C). L'ionosphère est comparable à celle de la Terre mais la planète est dépourvue de champ magnétique significatif. Les plateaux et montagnes de Vénus atteignent des altitudes supérieures à ce qu'on trouve sur Terre mais les parties basses n'atteignent qu'un cinquième de la profondeur des abysses terriennes[2].

Les sondes spatiales américaines[modifier | modifier le code]

La sonde Magellan peu avant son lancement.

Le projet Pioneer Venus marque le retour de la NASA à l'étude de Vénus. L'agence spatiale américaine a concentré jusque là ses efforts sur Mars (Programme Viking) et les planètes externes (Programme Voyager). Après avoir envisagé au début des années 1970 une coopération avec l'agence spatiale européenne de l'époque, l'ESOC, la NASA décide en aout 1974 de développer deux sondes spatiales à faible cout en réutilisant la plateforme d'un satellite de télécommunications. Les deux sondes spatiales sont lancées en 1978 à un peu plus de deux mois d'intervalle. Pioneer Venus Orbiter lancée le 20 mai 1978 est chargée d'étudier Vénus depuis son orbite. La sonde spatiale emporte notamment un petit radar qui permet d'établir la première carte quasi complète de Venus  : 93 % de la surface est cartographiée avec toutefois une résolution limitée à 1 pixel pour 20 km. L'orbiteur survit jusqu'en 1994. La sonde permit d'observer les vents changeants de l'atmosphère vénusienne sur une longue période. Pioneer Venus Multiprobe, lancée le 8 aout 1978 doit analyser l'atmosphère de la planète grâce à quatre sondes atmosphériques. Une des trois petites sondes atmosphériques survécut à l'atterrissage sur le sol vénusien qu'elle avait heurté à une vitesse de 35 km/h et continua à émettre durant 67 minutes[18]. C'est la première et seule sonde américaine à ce jour (2015) à à réussir un atterrissage sur Vénus. Les données fournit par les sondes atmosphériques confirment tout en les précisant les données obtenues par le programme Venera[19]

Alors que le programme Pioneer Venus est encore en cours de développement, le centre JPL de la NASA propose de développer une nouvelle mission de cartographie radar en utilisant cette fois un radar à synthèse d'ouverture. Cette technologie, encore en phase de mise au point, est testée avec succès en 1978 par l'agence spatiale américaine avec le lancement du satellite d'observation de la Terre Seasat. La NASA envisage d'utiliser ce type de radar pour la mission vénusienne étudiée par le JPL mais elle doit repousser ce projet car ses moyens financiers limités sont monopolisés par la mise au point de la navette spatiale américaine. Finalement le projet est réactivé en 1984 mais avec une instrumentation scientifique réduite au seul radar.La sonde Magellan est lancée le 4 mai 1989 par la navette spatiale Atlantis (mission STS-30). La sonde spatiale s'insère sur une orbite elliptique 7762 x 295 km autour de Vénus le 7 aout 1990. Durant les 4 ans que dure la mission, entre 1990 et 1994, la sonde spatiale réalise une cartographie complète et très précise (avec une résolution horizontale inférieure à 100 m) de la surface de la planète. Cette cartographie détaillée révèle d'une part un sol remarquablement jeune géologiquement parlant (de l'ordre de 500 millions d'années), d'autre part l'absence de tectonique des plaques et enfin la présence de milliers de volcans[20].

Dernières missions soviétiques[modifier | modifier le code]

Venera 15 avec son antenne radar bien visible.

Venera 11 et 12 n'ont pas complètement atteint leurs objectifs du fait de la défaillance des instruments utilisés à la surface de Vénus. Les ingénieurs soviétiques s'emploient à développer des équipements plus résistants à la chaleur. Deux sondes jumelles du nouveau modèle sont lancées avec succès en 1981 : Venera 13 le 30 octobre et Venera 14 le 4 novembre. Les deux atterrisseurs parviennent sur le sol de Vénus et les instruments utilisés durant la descente comme en surface fonctionnent de manière nominale en retournant de nombreuses données sur l'atmosphère et la surface de la planète. Venera 13 fournit la première photo en couleurs de la surface de Vénus[21].

Les principaux objectifs fixés aux atterrisseurs du programme Venera ayant été atteints, la mission suivante a pour objectif de cartographier Vénus. Une nouvelle version de la sonde vénusienne lourde est développée : l'atterrisseur est remplacé par un radar bistatique, qui est associé à une antenne de grande taille capable de percer la couche nuageuse. Les deux sondes Venera 15 et Venera 16 sont lancées respectivement le 2 juin 1983 et le 7 juin 1983 et, parvenus à proximité de Vénus en octobre 1983, freinent pour se placer sur une orbite polaire (inclinaison[Laquelle ?] de 87,5°) fortement elliptique de 1 000 × 65 000 km qui est parcourue en 24 heures. Le périgée est situé au niveau du 62° de latitude nord. Le plan orbital des deux sondes est décalé de 4° de manière à ce que, si une zone n'a pu être cartographiée par l'une des deux sondes, l'autre puisse effectuer le travail. Les deux sondes soviétiques débutent leur travail les 17 et 22 octobre 1983 et épuisent l'ergol nécessaire au contrôle d'attitude respectivement en mars et fin mai 1985. Les sondes soviétiques ont permis d'établir la première carte détaillée d'une partie de Vénus. La mission a mis en évidence des nouvelles formations typiquement vénusiennes comme les coronae d'origine volcanique ou les tesséras résultant sans doute de la compression de terrains anciens. Ces résultats seront complétés en 1989 par les données produites par la mission radar Magellan de la NASA[22].

Les deux sondes du programme Vega de 1986 constituent les dernières missions spatiales soviétiques dédiées à l'exploration de Vénus et restent en 2015 le dernier succès russe dans le domaine de l'exploration du système solaire. Ce programme a un double objectif : réaliser un survol de la comète de Halley qui effectue cette année là un retour très attendu à proximité du Soleil et larguer un atterrisseur à la surface de Vénus. Ce dernier est identique à ceux des missions précédentes mais il est accompagné d'un petit ballon-sonde de 25 kg qui a la capacité de transmettre les données de ses instruments durant 48 heures. Deux sondes sont lancées le 15 décembre et le 21 décembre 1984. La partie vénusienne de la mission se déroule conformément à la séquence prévue[23].

Période contemporaine[modifier | modifier le code]

Venus Express (2006)[modifier | modifier le code]

Venus Express en orbite autour de Vénus (vue d'artiste).

La NASA se désintéresse de Vénus et concentre ses missions sur Mars. Près de 20 ans s'écoulent après sonde Magellan sans qu'aucune nouvelle mission ne soit lancée vers la planète. Venus Express est la première mission de l'Agence spatiale européenne ayant pour objectif l'étude de Vénus. La réutilisation de la plateforme mise au point pour Mars Express et d'instruments existants a permis de construire très rapidement la sonde spatiale à un coût modéré. Lancée en novembre 2005 Venus Express se place en avril 2006 sur une orbite très allongée de 24 heures autour de la planète. Elle collecte des données détaillées sur la structure de la planète, sa chimie et la dynamique de son atmosphère. Elle utilise à cet effet une combinaison d'instruments scientifiques comprenant un spectromètre, un spectro-imageur et une caméra fonctionnant dans des longueurs d'ondes allant de l'ultraviolet à l'infrarouge thermique ainsi qu'un analyseur de plasma et un magnétomètre[24]. La mission d'une durée initiale de 500 jours est prolongée à quatre reprises et s'achève en décembre 2015 après épuisement des ergols utilisés pour contrôler l'orientation et maintenir l'altitude de la sonde spatiale. Les instruments de la sonde spatiale ont fourni de nombreux résultats scientifiques[25].

Akatsuki (2010)[modifier | modifier le code]

La sonde spatiale japonaise Akatsuki est un orbiteur dont l'objectif était d'étudier le climat de la planète Vénus. Elle est lancée le 20 mai 2010 par une fusée H-IIA. Le 7 décembre 2010 sa manœuvre d'insertion en orbite autour de Vénus échoue à la suite d'une défaillance de sa propulsion. La sonde poursuit depuis sa trajectoire sur une orbite héliocentrique. Bien que la sonde soit privée de sa propulsion principale, la JAXA envisage d'effectuer une nouvelle tentative d'insertion lorsque la sonde survolera Vénus en décembre 2015[26].

Projets contemporains[modifier | modifier le code]

De nombreux projets d'exploration de Vénus ont été élaborés mais ne se sont pas concrétisés. Le projet le plus ambitieux était Venus Mobile Explorer, une mission de la NASA de la classe Flagship (cout de plusieurs milliards de dollars) proposé en 2009. La sonde spatiale comportait un atterrisseur qui après avoir effectué une analyse du sol sur son premier lieu d'atterrissage reprenait de l'altitude et après avoir survolé une dizaine de kilomètres en faisant marcher ses instruments scientifiques, se posait une deuxième fois pour analyser une deuxième zone de terrain>[27]. Venus In-Situ Explorer est une mission moins ambitieuse bien qu'elle prévoit également d'analyser l'atmosphère de Vénus et des échantillons de son sol. Elle a fait partie des projets proposés en 2010 dans le cadre du programme New Frontiers de la NASA (mission de moins de 1 milliard de dollars). La mission devrait être à nouveau proposée en 2016[28]. Enfin Venera-D est une mission proposée par la Russie dont le lancement est régulièrement repoussée (début 2015 la date de lancement proposée est 2024). Elle comprend un orbiteur, deux ballons d'une durée de vie de 8 jours placés à des étages différents de l'atmosphère vénusienne et un atterrisseur de 150 kg chargé d'analyser le sol et dont la durée de vie serait d'une heure[29].

Depuis que la sonde américaine Magellan a cartographié Vénus à l'aide de son radar, la seule méthode permettant de percer les nuages, la technique a beaucoup progressé : alors que la résolution du radar de Magellan était de 150 mètres, on peut aujourd'hui atteindre le mètre. Aussi plusieurs missions de cartographie radar à relativement bas cout (environ 500 millions €) sont proposés pour les prochains appels d'offres lancés par la NASA (programme Discovery) ou par l'Agence spatiale européenne (programme Cosmic Vision)[30]

Déroulement de la mission Venus Mobile Explorer restée à l'état de projet.

Historique des missions[modifier | modifier le code]

Sonde Agence Date Type Statut Notes Ref
Spoutnik 7 Drapeau de l'URSS URSS Atterrisseur Échec Échoue à quitter l'orbite terrestre [1]
Venera 1 Drapeau de l'URSS URSS 19 mai 1961 –
20 mai 1961
Survol Échec Contact perdu 7 jours après le lancement. Première tentative de survol d'une planète [2]
Mariner 1 Drapeau des États-Unis NASA 22 juillet 1962 Survol Échec Échec de l'orientation peu après le lancement [3]
Spoutnik 19 Drapeau de l'URSS URSS Atterrisseur Échec Échoue à quitter l'orbite terrestre [4]
Spoutnik 20 Drapeau de l'URSS URSS Atterrisseur Échec Échoue à quitter l'orbite terrestre [5]
Spoutnik 21 Drapeau de l'URSS URSS 12 septembre 1962 Survol Échec Explosion du 3e étage de la fusée [6]
Mariner 2 Drapeau des États-Unis NASA 14 décembre 1962 Survol Succès Premier survol de Vénus. Distance minimum 34 773 km [7]
Cosmos 21 Drapeau de l'URSS URSS 11 novembre 1963 Survol? Échec Échoue à quitter l'orbite terrestre [8]
Venera 1964A Drapeau de l'URSS URSS 19 février 1964 Survol Échec Échoue à atteindre l'orbite terrestre [9]
Venera 1964B Drapeau de l'URSS URSS 1er mars 1964 Survol Échec Échoue à atteindre l'orbite terrestre [10]
Cosmos 27 Drapeau de l'URSS URSS 27 mars 1964 Survol Échec Échoue à quitter l'orbite terrestre [11]
Zond 1 Drapeau de l'URSS URSS 1964 Survol et atterrisseur possible Échec Contact perdu en route [12]
Cosmos 96 Drapeau de l'URSS URSS 23 novembre 1965 Atterrisseur Échec Explosion? [13]
Venera 1965A Drapeau de l'URSS URSS 26 novembre 1965 Survol Échec Échec du lanceur? [14]
Venera 2 Drapeau de l'URSS URSS 27 février 1966 Survol Échec Cesse de fonctionner en cours de route [15]
Venera 3 Drapeau de l'URSS URSS 1er mars 1966 Atterrisseur Échec Contact perdu avant son arrivée [16]
Cosmos 167 Drapeau de l'URSS URSS 17 juin 1967 Atterrisseur Échec Échoue à quitter l'orbite terrestre [17]
Venera 4 Drapeau de l'URSS URSS 18 octobre 1967 Sonde atmosphérique Succès Transmission jusqu'à 25 km d'altitude [18]
Mariner 5 Drapeau des États-Unis NASA 19 octobre 1967 Survol Succès Distance minimum 5 000 km [19]
Venera 5 Drapeau de l'URSS URSS 16 mai 1969 Sonde atmosphérique Succès [20]
Venera 6 Drapeau de l'URSS URSS 17 mai 1969 Sonde atmosphérique Succès [21]
Cosmos 359 Drapeau de l'URSS URSS 22 août 1970 Atterrisseur? Échec Échoue à quitter l'orbite terrestre [22]
Venera 7 Drapeau de l'URSS URSS 15 décembre 1970 Atterrisseur Succès Premier atterrissage réussi sur une planète. Signaux émis de la surface pendant 23 minutes [23]
Cosmos 482 Drapeau de l'URSS URSS 31 mars 1972 Atterrisseur? Échec Échoue à quitter l'orbite terrestre [24]
Venera 8 Drapeau de l'URSS URSS 22 juillet 1972 Atterrisseur Succès Signaux émis de la surface pendant 50 minutes [25]
Mariner 10 Drapeau des États-Unis NASA 5 février 1974 Survol Succès Distance minimum 5 768 km. En route vers Mercure, première manœuvre d'assistance gravitationnelle d'une sonde spatiale [26]
Venera 9 Drapeau de l'URSS URSS 1975 Orbiteur Succès [27]
22 octobre 1975 Atterrisseur Succès Premières images de la surface [28]
Venera 10 Drapeau de l'URSS URSS 1975 Orbiteur Succès [29]
23 octobre 1975 Atterrisseur Succès [30]
Pioneer Venus Orbiter Drapeau des États-Unis NASA 4 décembre 1978 –
1992
Orbiteur Succès [31]
Pioneer Venus Multiprobe Drapeau des États-Unis NASA 9 décembre 1978
Bus Transporteur de sondes Succès [32]
Large Probe Sonde atmosphérique Succès [33]
North Probe Sonde atmosphérique Succès [34]
Day Probe Sonde atmosphérique Succès Continue d'émettre de la surface pendant plus d'une heure [35]
Night Probe Sonde atmosphérique Succès [36]
Venera 12 SAS
Plateforme de vol 21 décembre 1978 Survol Succès Distance minimum 34 000 km [37]
Module de descente 21 décembre 1978 Atterrisseur Succès partiel Panne de certain instruments [38]
Venera 11 SAS
   Plateforme de vol 25 décembre, 1978 Survol Succès Distance minimum 34 000 km [39]
Module de descente 25 décembre 1978 Atterrisseur Succès partiel Panne de certain instruments [40]
Venera 13 SAS
Bus 1er mars 1982 Survol Succès [41]
Module de descente 1er mars 1982 Atterrisseur Succès 127 minutes de durée de vie sur la surface [42]
Venera 14 SAS
Bus 5 mars 1982 Survol Succès [43]
Module de descente 5 mars 1982 Atterrisseur Succès 57 minutes de durée de vie sur la surface [44]
Venera 15 SAS 19831984 Orbiteur Succès Imagerie radar [45]
Venera 16 SAS 19831984 Orbiteur Succès Imagerie radar [46]
Vega 1 SAS 11 juin 1985 Survol Succès Sonde à destination de la comète de Halley [47]
Atterrisseur Échec Instruments déployés prématurément [48]
Ballon atmosphérique Succès [49]
Vega 2 SAS 15 juin 1985 Survol Succès Sonde à destination de la comète de Halley [50]
Atterrisseur Succès [51]
Ballon atmosphérique Succès [52]
Galileo Drapeau des États-Unis NASA 10 février 1990 Survol Succès Distance minimum 16 000 km. En route vers Jupiter [53]
Magellan Drapeau des États-Unis NASA
12 octobre 1994
Orbiteur Succès Imagerie radar de 98 % de la surface [54]
Cassini Drapeau des États-Unis NASA/
Europe ESA/
Drapeau de l'Italie ASI
26 avril 1998 Survol Succès Assistance gravitationnelle, sonde à destination de Saturne [55]
24 juin 1999
Venus Express Europe ESA 11 avril 2006 – toujours active () Orbiteur Achevée [56]
MESSENGER Drapeau des États-Unis NASA 24 octobre 2006 Survol Succès Distance minimum 2 990 km. Assistance gravitationnelle uniquement [57]
5 juin 2007 Succès Distance minimum 300 km. En route vers Mercure
Akatsuki Drapeau du Japon JAXA 2010 Orbiteur En cours Mise en orbite manquée en 2010, nouvelle tentative en décembre 2015 [58]
Venera-D Drapeau de la Russie RFSA Orbiteur Projet [59]
Venus In-Situ Explorer Drapeau des États-Unis NASA  ? Projet Proposé dans le cadre du programme New Frontiers fin 2016
Venus Mobile Explorer Drapeau des États-Unis NASA Atterrisseur Projet Mission de type Flagship [60]

Récapitulatif[modifier | modifier le code]

PLANET-C Programme Messenger Venus Express Programme Messenger Mission Cassini-Huygens Mission Cassini-Huygens Magellan (sonde spatiale) Galileo (sonde spatiale) Vega 2 Vega 1 Venera 16 Venera 15 Venera 14 Venera 13 Pioneer Venus Orbiter Pioneer Venus Multiprobe Venera 12 Venera 11 Venera 10 Venera 9 Mariner 10 Venera 8 Venera 7 Venera 6 Venera 5 Venera 4 Venera 3 Venera 2 Zond 1 Mariner 2 Mariner 1 Venera 1

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. XXXI-XXXII
  2. a et b The Pioneer Venus Orbiter : 11 years of data 1990, p. 6
  3. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 12-13
  4. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 15-16
  5. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 16-17
  6. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. X24-25
  7. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 48
  8. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 59-65
  9. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 72-73
  10. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 97-98
  11. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 159-160
  12. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 209-210
  13. Huntress et Marov 2011, p. 292-297
  14. Huntress et Marov 2011, p. 305
  15. Huntress et Marov 2011, p. 305-307
  16. Huntress et Marov 2011, p. 307-308
  17. Huntress et Marov 2011, p. 312-320
  18. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 262-276
  19. Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, p. 279-284
  20. Robotic Exploration of the Solar System Part 2 Hiatus and Renewal 1983-1996, p. 167-195
  21. Huntress et Marov 2011, p. 321-332
  22. Huntress et Marov 2011, p. 338-341
  23. Huntress et Marov 2011, p. 344-365
  24. (en) « Venus Express: mission overview », Agence spatiale européenne - Site scientifique Vénus Express (consulté le 4 mars 2015)
  25. (en) « Major Discoveries by Venus Express: 2006-2014 - 1. Shape-shifting polar vortices », Agence spatiale européenne - Site scientifique Vénus Express (consulté le 4 mars 2015)
  26. (en) Emily Lakdawalla, « A new mission for Akatsuki, and status updates for Hayabusa 2 and Chang'e », sur The Planetary Society,‎
  27. (en) Lori S. Glaze et al., « Venus Mobile Explorer (VME) : a mission concept study for the National Research Council Planetary Dacadal Survey », NASA,‎ , p. 1-12 (lire en ligne)
    Rapport d'étude de la mission par la NASA
  28. (en) « Venus In-Situ Explorer », sur Venus Exploration Analysis Group (consulté le 3 mars 2015)
  29. (en) Anatoly Zak, « Venera D », sur russianspaceweb (consulté le 3 mars 2015)
  30. (en) Van Kane, « Understanding why our most Earth-like neighbor, Venus, is so different », sur The Planetary Society,‎

Sources[modifier | modifier le code]

Ouvrages sur l'ensemble des missions
  • (en) Brian Harvey, Russian planetary exploration : history, development, legacy and prospects, Springer Praxis,‎ (ISBN 978-0-387-46343-8)
    Historique des missions interplanétaires russes des débuts jusqu'en 2006
  • (en) Paolo Ulivi et David M Harland, Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, Springer Praxis,‎ (ISBN 978-0-387-49326-8)
    Description détaillée des missions (contexte, objectifs, description technique, déroulement, résultats) des sondes spatiales lancées entre 1957 et 1982.
  • (en) Paolo Ulivi et David M Harland, Robotic Exploration of the Solar System Part 2 Hiatus and Renewal 1983-1996, Springer Praxis,‎ (ISBN 978-0-387-78904-0)
    Description détaillée des missions (contexte, objectifs, description technique, déroulement, résultats) des sondes spatiales lancées entre 1983 et 1996.
  • (en) Paolo Ulivi et David M. Harland, Robotic exploration of the solar system : Part 4 : the Modern Era 2004-2013, Springer Praxis,‎ , 567 p. (ISBN 978-1-4614-4811-2) Document utilisé pour la rédaction de l’article
Les sondes spatiales soviétiques
  • (en) Wesley T. Huntress et Mikhail Ya. Marov, Soviet robots in the Solar System : missions technologies and discoveries, Springer Praxis,‎ (ISBN 978-1-4419-7898-1)
  • (en) Brian Harvey et Olga Zakutnayaya, Russian space probes : scientific discoveries and future missions, Springer Praxis,‎ (ISBN 978-1-4419-8149-3)
  • (en) Boris Chertok, Rockets and People volume 2 creating a rocket industry, NASA History series,‎
  • (en) Boris Chertok, Rockets and People volume 3, NASA History series,‎
  • (en) Andrew J. Ball, James R.C. Garry, Ralph D. Lorenz et Viktor V. Kerzhanovichl, Planetary Landers and entry Probes, Cambridge University Press,‎ (ISBN 978-0-521-12958-9)
  • (en) Asif A. Siddiqi, The soviet space race with Apollo, University Press of Florida,‎ (ISBN 978-0-8130-2628-2)
Résultats scientifiques
  • (en) W.T. Kasprzak, The Pioneer Venus Orbiter : 11 years of data, NASA,‎
    Syntse des résultats obtenus par la mission Pioneer Venus Orbiter

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]