La NASA retourne enfin sur Vénus, pour la première fois depuis plus de trois décennies. Et une deuxième fois aussi.
Mercredi, Bill Nelson, l’administrateur de la NASA, a annoncé les derniers choix de l’agence pour les missions planétaires robotiques, toutes deux attendues vers Vénus à la fin des années 2020 : DAVINCI+ et VERITAS.
“Ces deux missions sœurs visent toutes deux à comprendre comment Vénus est devenue un monde semblable à un enfer capable de faire fondre le plomb à la surface”, a déclaré M. Nelson lors de son discours sur “L’état de la NASA” devant les effectifs de l’agence spatiale.
Vénus est à bien des égards une jumelle de la Terre – elle est comparable en taille, en masse et en composition, et c’est la planète dont l’orbite est la plus proche de celle de la Terre. Mais l’histoire des deux planètes a divergé. Alors que la Terre est à température modérée et largement recouverte d’eau, Vénus, avec une atmosphère dense de dioxyde de carbone, est à une température infernale de 900 degrés Fahrenheit à la surface. Après de nombreuses missions des États-Unis et de l’Union soviétique pour l’explorer dans les années 1970, 1980 et 1990, l’attention s’est déplacée ailleurs.
Au cours de la dernière année, une Vénus négligée est revenue sous les projecteurs de la planète après qu’une équipe de scientifiques utilisant des télescopes terrestres a affirmé avoir découvert des preuves convaincantes de la présence de microbes vivant dans les nuages de Vénus aujourd’hui, où les températures restent confortablement chaudes au lieu d’être brûlantes.
Ils ont dit avoir détecté une molécule, la phosphine, pour laquelle ils n’ont pu trouver aucune explication plausible sur la façon dont elle aurait pu s’y former, sauf en tant que déchet d’organismes vivants.
Mais d’autres scientifiques examinant les mêmes données ont déclaré qu’ils n’avaient pas observé de signal convaincant. Pourtant, la découverte a incité Jim Bridenstine, alors administrateur de la NASA, à dire en septembre, “Il est temps de donner la priorité à Vénus.”
L’année dernière, la NASA avait sélectionné des propositions pour son programme Discovery, dans lequel les scientifiques proposent des idées pour des missions planétaires plus petites avec des prix modestes, jusqu’à quatre finalistes.
Deux d’entre eux, DAVINCI+ et VERITAS, ont proposé des explorations de Vénus.
Les autres finalistes étaient Io Volcanic Observer, qui aurait exploré Io, une lune de Jupiter qui est le corps le plus volcaniquement actif du système solaire, et Trident, qui aurait envoyé un vaisseau spatial survoler Triton, une grande lune intrigante de Neptune.
Les scientifiques travaillant sur les deux missions ont reçu la bonne nouvelle plus tôt dans la journée. Pour Suzanne Smrekar, géophysicienne au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie qui est la chercheuse principale de VERITAS, l’appel téléphonique est arrivé à 5h30.
Mais elle avait été prévenue la veille d’attendre un appel du siège de la NASA. “Alors j’étais là”, a-t-elle déclaré. “Depuis environ trois heures du matin.”
DAVINCI+ a pu confirmer de manière concluante la présence de phosphine. Provisoirement prévu pour un lancement en 2029, le vaisseau spatial ferait des observations scientifiques lors de deux survols en 2030.
Alors qu’il s’approchait de Vénus pour la troisième fois en 2031, le vaisseau spatial doit larguer une sonde sphérique remplie d’instruments qui renifleraient et analyseraient les gaz lors de sa descente dans l’atmosphère pendant un peu plus d’une heure.
“Les mesures que nous effectuons lorsque nous descendrons vers les nuages seront à très petite échelle, équivalentes à celles que nous avons l’habitude de voir de Mars et de la Terre”, a déclaré James B. Garvin du NASA Goddard Spaceflight Center dans le Maryland qui est le principal chercheur pour DAVINCI+.
DAVINCI est un raccourcissement de Deep Atmosphere of Venus Investigations of Noble Gases, Chemistry and Imaging. Le signe plus indique des améliorations par rapport à une proposition précédente, DAVINCI.
Les concentrations de krypton, d’argon, de néon et de xénon – les gaz nobles qui ne réagissent pas avec d’autres éléments – peuvent fournir des indications sur la formation de Vénus et de son atmosphère. Les mesures pourraient également trouver des signes indiquant si de l’eau s’est échappée de Vénus dans l’espace et si les océans ont déjà recouvert la surface.
Et les mêmes instruments pourraient également identifier directement les molécules de phosphine, ce qui conduirait alors à un débat animé pour savoir si la phosphine était une preuve définitive de vie ou si certaines réactions géologiques ou chimiques n’impliquant pas la biologie auraient pu la générer.
Un résultat négatif ne fermerait pas le problème. Parce que la sonde DAVINCI+ prélèvera l’atmosphère à un seul endroit à la fois, l’absence de phosphine là-bas ne prouverait pas l’absence de phosphine partout.
Le Dr Garvin a déclaré que les informations fourniraient également des indices au-delà du système solaire – des indices que les astronomes utilisent le télescope spatial James Webb pour identifier des planètes semblables à Vénus autour d’autres étoiles.
VERITAS, abréviation de Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography & Spectroscopy, doit être lancé environ un an avant DAVINCI+. Il s’agit en effet d’une version bien améliorée du dernier vaisseau spatial de la NASA dédié à l’exploration de Vénus, Magellan, qui est arrivé en 1990 et a passé quatre ans à cartographier la surface de la planète avec un radar.
La nouvelle mission sera en mesure de fournir des mesures topographiques plus de 100 fois meilleures que celles produites par Magellan, assemblées en une carte tridimensionnelle très détaillée.
“Si la faille de San Andreas était présente sur Vénus, vous n’auriez aucune idée des données de Magellan”, a déclaré le Dr Smrekar. “Nous n’avons qu’une carte topographique très grossière.”
Les sols des cratères de Vénus sont sombres, mais personne ne sait si c’est parce qu’il s’agit de coulées de lave provenant d’éruptions récentes ou de dunes de sable accumulées. “C’est une question très importante pour comprendre l’histoire du volcanisme”, a déclaré le Dr Smrekar.
Un autre instrument, un spectromètre, sera capable de scruter le pont nuageux et d’étudier de quoi sont faites les roches à la surface de Vénus. “Nous n’avons aucune information sur la composition mondiale”, a-t-elle déclaré.
Cela testera une hypothèse selon laquelle certaines parties de la croûte de Vénus sont similaires aux continents de la Terre, tandis que la plupart des autres ressemblent au basalte qui forme les fonds marins de la Terre.
“Nous utiliserons également ce spectromètre pour rechercher un volcanisme actif, un volcanisme récent”, a déclaré le Dr Smrekar. “Et pour des preuves d’eau sortant des volcans. Il y a eu cette idée que peut-être Vénus est sèche à l’intérieur.
L’étude de Vénus permettra également de faire la lumière sur les autres planètes rocheuses du système solaire, dont la Terre. “Nous espérons que ces missions permettront de mieux comprendre comment la Terre a évolué et pourquoi elle est actuellement habitable alors que d’autres dans notre système solaire ne le sont pas”, a déclaré M. Nelson.
Les données de l’un aideront les scientifiques à interpréter les observations de l’autre, ont déclaré les scientifiques.
“J’ai souvent dit que Mars est cool et que Vénus est bien plus chaude”, a déclaré le Dr Garvin. “Je pense que nous serons en mesure de le montrer au moment où ces missions seront terminées.”
Depuis le dernier voyage de la NASA sur Vénus, elle a envoyé avec succès un défilé de vaisseaux spatiaux sur Mars – cinq rovers, quatre orbiteurs et deux atterrisseurs – s’efforçant de comprendre l’histoire de l’eau et la possibilité de vie sur la planète rouge. Mais l’agence n’en a envoyé aucun à Vénus.
Même avant l’annonce de la phosphine, de nombreux scientifiques planétaires faisaient pression pour une visite de retour.
En 2017, VERITAS et DAVINCI figuraient parmi les finalistes du dernier tour du programme Discovery de la NASA, mais l’agence spatiale a plutôt choisi deux missions d’astéroïdes.
Toujours en 2017, pour le concours New Frontiers, plus vaste et plus coûteux, la NASA a envisagé une mission Vénus appelée Venus In situ Composition Investigations, ou Vici, qui visait à placer deux atterrisseurs à la surface de la planète. Il a été ignoré pour Dragonfly, qui enverra un drone alimenté au plutonium pour voler sur Titan, la plus grande lune de Saturne.
De plus, les planétologues sont en train de préparer leurs recommandations annuelles à la NASA sur leurs priorités. La NASA n’entreprend généralement qu’une seule mission phare – un effort important, ambitieux et coûteux – à la fois. Une mission phare de Vénus à l’étude comprendrait deux ballons qui flotteraient dans l’atmosphère pendant un mois.
Et au moins une entreprise privée, Rocket Lab, souhaite envoyer une petite sonde pour étudier Vénus dans les années à venir. L’Inde et la Russie ont également suggéré des missions de Vénus à l’avenir.
D’autres agences spatiales ont visité Vénus plus récemment. L’Agence spatiale européenne a lancé Venus Express en 2005, et elle a tourné autour de la planète pendant huit ans, observant de jeunes coulées de lave et d’autres preuves qu’elle pourrait encore être géologiquement active.
Akatsuki, de l’agence spatiale japonaise, est le seul vaisseau spatial actuellement à Vénus. Dans son étude depuis l’orbite, le vaisseau spatial a révélé des perturbations dans les vents de la planète connues sous le nom d’ondes de gravité, ainsi que des courants-jets équatoriaux dans son atmosphère.
Alors que la sélection des missions Vénus peut être encourageante pour certains planétologues, d’autres seront certainement déçus que la mission Trident vers le système Neptune ait été négligée. La planète et ses lunes n’ont pas été visitées depuis 1989, lorsque Voyager 2 est passé, laissant beaucoup de choses sur la planète la plus éloignée du système solaire inexplorée.
“La nature fascinante de l’exploration de Triton vient de la reconnaissance que notre système solaire regorge de mondes océaniques”, a déclaré Candace Hansen-Koharcheck, scientifique principale au Planetary Science Institute et co-investigatrice sur Trident. Elle a qualifié la mission d’« investissement dans l’avenir », qui aiderait à comprendre de tels mondes.
Pour arriver à Neptune dans un délai raisonnable, Trident aurait dépassé Jupiter et aurait utilisé la gravité de cette planète géante pour augmenter sa vitesse. Jupiter et la Terre ne s’aligneront plus de manière à fournir une fronde gravitationnelle pour une mission de ce genre vers Neptune pendant encore 13 ans.
L’un des objectifs de la mission Trident était d’étudier les panaches qui pourraient être émis par un océan souterrain sur Triton, la grande lune de Neptune. Si les hypothèses sur la formation de ces panaches sont correctes, au moment où une autre mission atteint Triton, la lune l’activité aura cessé en raison de sa position en orbite par rapport au soleil. Il n’y aura peut-être pas une autre occasion d’observer les explosions avant 100 ans.
Alfred McEwen, le chercheur principal de la proposition d’Io, a été déçu, d’autant plus que son exploration d’Io aurait chevauché deux autres vaisseaux spatiaux prévus pour le système Jupiter : le Jupiter Icy Moons Explorer de l’Agence spatiale européenne et la mission Europa Clipper de la NASA.
Les données des trois engins spatiaux auraient aidé à dresser une image plus claire de la façon dont Jupiter et sa lune interagissent.
Mais il a dit qu’il “Il est logique d’avoir les deux missions Vénus ensemble, car elles sont complémentaires.”
Le vaisseau spatial Juno de la NASA, qui étudie Jupiter depuis 2016, effectuera également des survols d’Io dans les années à venir.
David W. Brown a contribué au reportage.
