La prochaine mission de l'ESA vers Vénus a été officiellement "adoptée" aujourd'hui par le comité du programme scientifique de l'Agence. EnVision étudiera Vénus de son noyau interne à son atmosphère externe, ce qui permettra de mieux comprendre l'histoire, l'activité géologique et le climat de la planète. L'Institut royal d'Aéronomie Spatiale de Belgique sera à bord avec l'instrument VenSpec-H, destiné à mesurer les traceurs atmosphériques potentiels du volcanisme et des changements de surface sur Vénus.
Vénus est la plus proche voisine de la Terre - bien plus proche que Mars - et très similaire à notre planète en termes de masse et de taille. Mais contrairement à la Terre, ce n'est pas un endroit agréable à visiter. Parmi les corps rocheux du système solaire, Vénus possède l'atmosphère la plus dense et est entièrement recouverte d’épaisses couches de nuages constitués principalement d'acide sulfurique. La température moyenne à la surface de Vénus est de 464 °C, avec une pression atmosphérique écrasante, 92 fois supérieure à celle que nous connaissons à la surface de la Terre. On peut donc se demander comment et quand la jumelle de la Terre est devenue si inhospitalière.
La science avec EnVision
Les mesures effectuées par EnVision permettront d'élucider les principaux mystères de notre voisine. Par exemple, EnVision révélera comment les volcans, la tectonique des plaques et les impacts d'astéroïdes ont façonné la surface de Vénus, et quelle est l'activité géologique actuelle de la planète. La mission étudiera également l'intérieur de la planète en recueillant des données sur la structure et l'épaisseur du noyau, du manteau et de la croûte de Vénus. Enfin, la mission étudiera le temps et le climat de Vénus, et notamment la manière dont ils sont influencés par l'activité géologique au sol.
La particularité d'EnVision réside dans l'approche de la mission qui consiste à étudier l'ensemble de la planète en tant que système. Elle étudiera la surface, l'intérieur et l'atmosphère de Vénus avec une précision sans précédent, ce qui nous permettra de comprendre comment ils fonctionnent et interagissent les uns avec les autres. Par exemple, EnVision utilisera plusieurs techniques de mesure pour rechercher des signatures de volcanisme actif à la surface et dans l'atmosphère.
explique Anne Grete Straume-Lindner, responsable scientifique de la mission.
Pour permettre cette étude globale, EnVision emportera un ensemble complet d'instruments scientifiques. Il s'agira de la première mission à sonder directement le sous-sol de Vénus à l'aide de son sondeur radar de sous-surface. Un second instrument radar, VenSAR, cartographiera la surface avec une résolution allant jusqu'à 10 mètres et déterminera des propriétés telles que la texture de la surface. Trois spectromètres différents étudieront la composition de la surface et de l'atmosphère. Enfin, une expérience de radioscience utilisera les ondes radio pour étudier la structure interne de la planète et les propriétés de l'atmosphère.
Un solide héritage instrumental
EnVision sera la deuxième mission européenne vers Vénus, après Venus Express de l'ESA qui s’est consumée dans la basse atmosphère de Vénus en 2014 après 9 magnifiques années de collecte de données scientifiques. C'est également la deuxième fois que l'Institut royal d'Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB) est à bord, l'institut ayant en effet contribué à Venus Express avec SPICAV, un spectromètre imageur pour les rayonnements ultraviolets et infrarouges.
SPICAV est dérivé de l'instrument SPICAM embarqué sur Mars Express, qui était équipé de deux canaux, l'un pour les longueurs d'onde ultraviolettes et l'autre pour l'infrarouge. SPICAV a conservé ces canaux et en a ajouté un autre (SOIR, Solar Occultation in the Infrared), conçu par l’IASB, pour observer le Soleil à travers l'atmosphère de Vénus à des longueurs d'onde infrarouges.
L'instrument SOIR a connu un tel succès que deux des trois canaux de l'instrument NOMAD (SO et LNO), actuellement à bord de l'orbiteur ExoMars Trace Gas Orbiter, s'appuient sur cette expertise. Aujourd'hui, l’IASB continue de s'appuyer sur cet important héritage pour développer le spectromètre VenSpec-H.
Un spectromètre à haute résolution conçu pour Vénus
VenSpec-H est l'acronyme de Venus Spectrometer with High resolution (spectromètre de Vénus à haute résolution). Il s'agit de l'un des trois spectromètres de la suite VenSpec, avec VenSpec-M (DLR, Allemagne) et VenSpec-U (CNES, France).
Il a pour objectif de cartographier l'atmosphère proche de la surface pendant la nuit et l'atmosphère au-dessus de la couche nuageuse pendant la journée. Plus précisément, VenSpec-H mesurera les gaz, tels que l'eau (H2O et HDO), le dioxyde de soufre (SO2) et le sulfure de carbone (OCS), à l'aide de leur signature infrarouge afin de surveiller leur abondance. Les espèces atmosphériques ciblées sont des traceurs potentiels du volcanisme et des changements à la surface de Vénus.
De plus, ces observations nous aideront à comprendre leur effet sur le maintien et la dynamique des nuages et les échanges entre les différentes régions de l'atmosphère.
L’IASB est responsable de la conception, de la fabrication, des tests et de la livraison de l'instrument à l'Agence spatiale européenne (ESA). Dr. Ir. Ann C. Vandaele est la responsable scientifique de l'instrument, Dr. Ir. Eddy Neefs en est l'ingénieur système et de nombreux scientifiques et ingénieurs de l’IASB sont fortement impliqués dans la conception de l'instrument.
L’IASB gère également un consortium assez large et complexe impliquant de nombreux autres pays européens comme la Suisse, l'Espagne, la République tchèque, les Pays-Bas et le Portugal, y compris des scientifiques, des ingénieurs et des partenaires industriels, avec une collaboration et une coordination au niveau de la suite VenSpec, tant au niveau scientifique qu'au niveau de l'ingénierie.
La suite VenSpec à bord d'EnVision, et en particulier VenSpec-H, permettra de mieux comprendre comment Vénus, notre plus proche voisine, est devenue un environnement aussi hostile, avec des températures de plus de 450 °C et une pression près de 90 fois supérieure à celle de la Terre. L'instrument mettra également en lumière le rôle de certains gaz à l'état de traces dans le système nuageux soutenu, principalement composé de gouttelettes d'acide sulfurique.
explique Séverine Robert, scientifique chargée de l'instrument. Et Eddy Neefs ajoute:
L’IASB a participé à la précédente mission de l'ESA vers Vénus (Venus Express) avec l'instrument SOIR. La sélection de l'instrument VenSpec-H est la confirmation et la reconnaissance de notre expertise dans ce domaine d'exploration
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Communiqué de presse de l'ESA : "We're heading for Venus: ESA approves EnVision"
