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. A l'époque les caractéristiques de la planète, 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 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 seul 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.

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 (taille, 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 la planète notamment parce que sa surface est en permanence masquée par une couche de nuages opaques. À cette époque les astronomes utilisent de nouveaux moyens d'observation (radar, télescopes utilisés dans l'ultraviolet, infrarouge) avec lesquels ils essaient de percer les mystères de la planète. Ils parviennent ainsi à détecter la présence de dioxyde de carbone dans les nuages ainsi que la présence de vapeur d'eau mais uniquement à l'état de traces. Différentes théories sont avancées pour expliquer cette composition 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 : soit cette température est celle de la surface et les hypothèses d'une Vénus humide doivent être révisées de manière radicale, soit ce résultat ne constitue que la résultante de phénomènes électroniques dans l'ionosphère et ne préjuge pas des caractéristiques 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]. 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

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En 1958, peu après le lancement de Spoutnik, premier satellite artificiel de la Terre, l'équipe d'ingénieurs soviétiques dirigée par Serguei 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 le 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 Molnya, 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 interplanétaire[2].

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. La sonde dispose de 4 panneaux solaires d'environ 1 m2[3]. Le déplacement de Vénus est à l'époque mal connu : les éphémérides disponibles ne permettent de prévoir à l'avance la position de la planète qu'avec une précision de 100 000 km. Aussi les concepteurs de la première mission vénusienne choisissent de tenter 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. Le lancement a lieu le 15 janvier 1961 mais la fusée est victime de la 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 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[4].

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

Le 14 décembre 1962 la sonde spatiale américaine Mariner 2 met fin au mythe d'une Vénus planète jumelle de la Terre en réussissant à faire fonctionner ses instruments lors de son survol de la planète. 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 l'époque à 20 fois celle à la surface de la Terre). Enfin Vénus est pratiquement dépourvue de champ magnétique et n'est donc pas protégée des rayons cosmiques et du vent solaire[5].

Les années 1960 et 1970 : étude de l'atmosphère et tentatives d'atterrissage[modifier | modifier le code]

L'atterrisseur de Venera 9.
Pioneer Venus2 avec ses atterrisseurs.

En 1967, les missions soviétiques Venera 4 et américaine Mariner 5 continuent l'exploration de la planète, fournissant des données précises sur la composition atmosphérique et la pression élevée à la surface de Vénus. La capsule larguée par Venera 4 est le premier engin à pénétrer dans l'atmôsphère vénusienne et à retourner des informations sur celle-ci. La sonde spatiale transmet des données sur la composition de l'atmosphère vénusienne jusqu'à une altitude de 24 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 95% de dioxyde de carbone. Combinées avec les données recueillies par Mariner 5 les scientifiques réévaluent la pression au sol qui est désormais évaluée à 75-100 fois celle de l'atmosphère terrestre. Venera 5 et Venera 6 permettent de préciser ces résultats.

Dans les années 1970, plusieurs sondes du programme Venera parviennent à atteindre la surface et les capsules transmettent des données à la Terre depuis le sol de Vénus. En mars 1982, les premières photos couleur de la surface sont réalisées par Venera 13 et Venera 14 à quelques jours d'intervalle[6]. Dans les années 1970, plusieurs sondes du programme Venera parviennent à atteindre la surface et les capsules transmettent des données à la Terre depuis le sol de Vénus.

Les années 1980 : dernières missions soviétiques[modifier | modifier le code]

Le projet Pioneer Venus marque le retour de la NASA. Deux sondes distinctes sont lancées en 1978: l'une est chargée d'étudier Vénus depuis son orbite, l'autre d'analyser l'atmosphère de la planète grâce à quatre sondes atmosphériques. L'orbiteur emporte un radar qui permet d'établir la première carte quasi complète de Venus (93 % de la surface 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. Les sondes atmosphériques de Pioneer Venus Multiprobe permirent de connaitre avec beaucoup plus de précision la composition de l'atmosphère. 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 minutes3. C'était la première sonde américaine à réussir un atterrissage sur Vénus

En mars 1982, les premières photos couleur de la surface sont réalisées par Venera 13 et Venera 14 à quelques jours d'intervalle[6]. En orbite pendant 4 ans autour de Vénus, entre 1990 et 1994, la sonde Magellan réalise une cartographie complète et très précise (avec une résolution horizontale inférieure à 100 m) de la surface de la planète. La sonde spatiale a utilisé pour cela un radar, seul instrument capable de percer l'épaisse atmosphère de Vénus. Un relevé altimétrique est également effectué. 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[6].

Période contemporaine[modifier | modifier le code]

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

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. La mission d'une durée initiale de 500 jours a été prolongée à quatre reprises. Les instruments de la sonde spatiale ont fourni de nombreux résultats scientifiques.

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 novembre 2015 ou en 2016.

Projets[modifier | modifier le code]


Image de Vénus prise dans le proche infrarouge par la sonde Galileo (1990).

Historique des missions[modifier | modifier le code]

Sonde Agence Date Type Statut Notes Ref
Spoutnik 7 Drapeau de l'URSS URSS 4 février 1961 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 25 août 1962 Atterrisseur Échec Échoue à quitter l'orbite terrestre [4]
Spoutnik 20 Drapeau de l'URSS URSS 1er septembre 1962 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 10 août 1990
12 octobre 1994
Orbiteur Succès Imagerie radar de 98 % de la surface [54]
Cassini Drapeau des États-Unis NASA/
Europe ESA/
Flag of Italy.svg 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 (novembre 2007) Orbiteur En cours [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 Projet Mise en orbite manquée en 2010, nouvelle tentative en 2016 [58]
Venera-D Drapeau de la Russie RFSA Orbiteur Projet [59]
Venus In-Situ Explorer Drapeau des États-Unis NASA  ? Projet [60]
Venus In-Situ Explorer Drapeau des États-Unis NASA  ? Projet [61]


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. Ulivi et all p.XXXI-XXXII op. cit.
  2. Ulivi et all p.12-13 op. cit.
  3. Ulivi et all p.15-16 op. cit.
  4. Ulivi et all p.16-17 op. cit.
  5. Ulivi et all p.24-25 op. cit.
  6. a, b et c Philippe Henarejos et Pierre Thomas, « Vénus, les secrets de la fournaise », Ciel et Espace, no 300, mars 1995, p.33-41.

Sources[modifier | modifier le code]

Ouvrages sur l'ensemble des missions
  • (en) Brian Harvey, Russian planetary exploration : history, development, legacy and prospects, Springer Praxis,‎ 2007 (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,‎ 2007 (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 4 : the Modern Era 2004-2013, Springer Praxis,‎ 2014, 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,‎ 2011 (ISBN 978-1-4419-7898-1)
  • (en) Brian Harvey et Olga Zakutnayaya, Russian space probes : scientific discoveries and future missions, Springer Praxis,‎ 2011 (ISBN 978-1-4419-8149-3)
  • (en) Paolo Ulivi et David M Harland, Robotic Exploration of the Solar System Part 2 Hiatus and Renewal 1983-1996, Springer Praxis,‎ 2009 (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) Boris Chertok, Rockets and People volume 2 creating a rocket industry, NASA History series,‎ 2006
  • (en) Boris Chertok, Rockets and People volume 3, NASA History series,‎ 2006
  • (en) Andrew J. Ball, James R.C. Garry, Ralph D. Lorenz et Viktor V. Kerzhanovichl, Planetary Landers and entry Probes, Cambridge University Press,‎ 2007 (ISBN 978-0-521-12958-9)
  • (en) Asif A. Siddiqi, The soviet space race with Apollo, University Press of Florida,‎ 1996 (ISBN 978-0-8130-2628-2)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]