Venus Express entame son périple vers la planète voilée
ESA PR 50-2005. La sonde européenne Venus Express a été placée avec succès sur une trajectoire qui va l’amener à quitter le domaine terrestre et à rejoindre la planète Vénus qu'elle atteindra en avril prochain.
Cette petite sœur de la sonde Mars Express, en orbite autour de la Planète rouge depuis décembre 2003, est la deuxième sonde lancée par l'Agence spatiale européenne à destination d'une autre planète.
Venus Express doit se placer en orbite autour de Vénus pour mener une étude détaillée de la structure, de la chimie et de la dynamique de son atmosphère, marquée par des températures extrêmes, de très fortes pressions, un effet de serre de très grande ampleur et un mouvement de « super-rotation » encore inexpliqué, l'atmosphère accomplissant le tour de la planète en seulement quatre jours terrestres. Venus Express sera aussi le premier orbiteur de Vénus à effectuer des observations de la surface de la planète à travers des « fenêtres de visibilité » récemment découvertes dans les bandes infrarouges.
Cette sonde de 1 240 kg a été réalisée pour l'ESA par une équipe industrielle européenne menée par EADS Astrium et comptant 25 contractants principaux répartis dans 14 pays. Elle a quitté la Terre à bord d'un lanceur Soyouz-Frégate, mis en œuvre par Starsem. Celui-ci a décollé de Baïkonour, au Kazakhstan, ce matin à 09 h 33 heure locale (04 h 33 heure de Paris). L’étage supérieur Frégate a effectué une première mise à feu après 9 minutes de vol pour se placer sur une orbite d'attente autour de la Terre. Une seconde mise à feu, 1 heure et 22 minutes plus tard, a propulsé la sonde sur sa trajectoire interplanétaire.
Le contact a été établi avec Venus Express par le Centre européen d'opérations spatiales (ESOC) de l'ESA à Darmstadt, en Allemagne envrion deux heures après le lancement. La sonde s'est correctement orientée par rapport au Soleil et a déployé ses panneaux solaires. Tous les systèmes de bord fonctionnent parfaitement et la sonde communique avec la Terre via son antenne à faible gain. Dans trois jours, elle établira la connexion via son antenne à grand gain.
Vers Vénus à pleine vitesse
Venus Express s’éloigne désormais de la Terre à pleine vitesse pour un périple de cinq mois et 350 millions de kilomètres dans le Système solaire interne. Après vérification du bon fonctionnement de ses équipements et de sa charge utile, la sonde sera mise en sommeil, ne contactant plus la Terre qu'une fois par jour. Si nécessaire, une correction de trajectoire est prévue à mi-parcours, en janvier.
Pour son entrée dans le domaine vénusien, Venus Express va affronter des conditions plus difficiles que celles rencontrées par Mars Express à son arrivée autour de la Planète rouge. En effet, Vénus, d’une taille approchant celle de la Terre, est 7,6 fois plus massive que Mars et son champ gravitationnel est en conséquence. Pour compenser cette gravité plus forte, la sonde va devoir allumer son moteur principal pendant 53 minutes afin de décélérer de 1,3 km/s et se placer sur une orbite très elliptique autour de la planète. L’essentiel de ses 570 kg d’ergols sera consommé à cette occasion.
Un second allumage sera nécessaire pour atteindre l'orbite opérationnelle définitive : une orbite polaire parcourue en 12 heures, s'approchant jusqu'à 250 km de la planète et s’en éloignant jusqu’à 66 000 km, afin d’autoriser aussi bien des observations rapprochées qu’une vision globale.
Explorer les planètes pour mieux comprendre la Terre
« Le lancement de Venus Express est une nouvelle illustration de la volonté européenne d’étudier les différents corps telluriques du Système Solaire », a souligné le Dr. David Southwood, directeur du Programme scientifique de l’ESA. « Nous avons commencé en 2003 avec l’envoi des sondes Mars Express et SMART-1 vers Mars et la Lune et toutes deux ont largement dépassé nos espérances. Venus Express marquera une nouvelle étape en attendant de boucler notre premier tour d’horizon avec la mission BepiColombo qui sera lancée vers Mercure en 2013 ».
« Grâce à Venus Express, nous comptons bien démontrer une fois de plus que l’étude des planètes est d’une importance cruciale pour notre propre vie sur Terre », a déclaré Jean-Jacques Dordain, Directeur général de l’ESA. « Pour comprendre l’évolution du climat de la Terre et l’ensemble des phénomènes qui y participent, nous ne pouvons pas nous contenter d’observer notre seule planète. Il nous faut décrypter les mécanismes qui régissent les atmosphères planétaires en général. Avec Mars Express, nous étudions l’atmosphère de Mars, avec Huygens nous avons exploré celle de Titan, et avec Venus Express nous allons ajouter une nouvelle pièce à notre collection. A une époque, Vénus et la Terre ont dû être très semblables et il nous faut comprendre pourquoi et comment elles ont pu diverger au point que l’une a pu devenir le berceau de la vie tandis que l’autre s'est transformée en un véritable enfer ».
La mission de Venus Express devrait durer au moins deux jours vénusiens (486 jours terrestres) et pourra être prolongée en fonction de l’état de la sonde.
La petite sœur de Mars Express
Venus Express réutilise en grande partie l’architecture développée pour Mars Express, ce qui a permis de réduire les cycles de fabrication et de diviser par deux le coût de la mission tout en préservant les objectifs scientifiques. Approuvée fin 2002, la sonde a ainsi pu être réalisée en un temps record pour être prête à temps pour la fenêtre vénusienne de 2005.
Toutefois, les conditions qui règnent autour de Vénus sont très différentes de celles que l’on rencontre autour de Mars. Le flux solaire y est quatre fois plus intense et il a fallu adapter la conception de la sonde à ce nouvel environnement, notamment en revoyant l’ensemble du contrôle thermique. Là où Mars Express tentait de conserver de la chaleur pour le bon fonctionnement de son électronique, Venus Express va devoir en dissiper un maximum.
Les panneaux solaires de la sonde ont été entièrement reconçus. Ils sont plus courts et les rangées de cellules solaires alternent avec des miroirs pour réfléchir une partie du flux solaire et éviter ainsi des pointes de température à 250°C. Il a même été nécessaire de protéger la partie arrière des panneaux solaires – qui reste normalement dans l’ombre - pour évacuer la chaleur due au rayonnement solaire réfléchi par l’atmosphère de Vénus.
Une atmosphère mystérieuse
Intervenant après une vingtaine de missions américaines et soviétiques menées depuis 1962, la mission Venus Express va tenter de répondre à de multiples questions soulevées par les sondes précédentes et restées sans réponse à ce jour. Elle se concentrera sur les caractéristiques de l’atmosphère, sur sa circulation, sur sa structure et sa composition en fonction de l’altitude ainsi que sur ses interactions avec la surface et avec le vent solaire en altitude.
Pour mener cette étude, elle dispose de sept instruments dont trois sont dérivés d’instruments déjà embarqués sur Mars Express, deux d’instruments de la sonde cométaire Rosetta et deux autres sont des nouveaux développements.
Le spectromètre PFS déterminera la température et la composition de l’atmosphère selon l’altitude. Il mesurera également la température de la surface et recherchera une éventuelle activité volcanique. Le spectromètre infrarouge et ultraviolet SpicaV/SOIR et l'expérience VeRa sonderont également l'atmosphère en observant des occultations d'étoiles ou de signaux radio. SpicaV/SOIR tentera en particulier de détecter des molécules d’eau, d’oxygène et de composés sulfuriques, dont on soupçonne la présence dans l’atmosphère vénusienne. Le spectromètre Virtis dressera pour sa part la carte des différentes couches de l’atmosphère et observera les nuages dans plusieurs longueurs d’onde pour mettre en évidence la dynamique atmosphérique.
Associé à un magnétomètre, l'instrument Aspera 4 étudiera les interactions entre la haute atmosphère et le vent solaire en l’absence de protection par une magnétosphère semblable à celle qui entoure la Terre, car Vénus ne dispose pas de champ magnétique planétaire. Aspera 4 observera le plasma généré par ces interactions tandis que le magnétomètre étudiera le champ magnétique induit par ce plasma.
Enfin, la caméra VMC effectuera des prises de vues dans quatre longueurs d’onde, et en particulier dans l’une des « fenêtres infrarouges » révélées en 1990 par la sonde Galileo (lors de son survol de Vénus sur la route de Jupiter) et qui permettent de voir à travers la couche nuageuse jusqu’à la surface. Cette caméra servira aussi à l’étude de la dynamique atmosphérique et notamment à l’observation des doubles vortex des régions polaires, dont l’origine reste encore mystérieuse.
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