Entre 1961 et 1984, l’Union soviétique a envoyé 16 missions d’exploration vers Vénus. La sonde solaire Parker de la NASA a effectué plusieurs survols de Vénus, profitant de l’assistance gravitationnelle de la planète. La mission DAVINCI, composée d’un vaisseau spatial de survol et d’un atterrisseur, devrait être lancée au début des années 2030. Grâce à l’électrolyse de l’oxyde solide, EVE permet l’exploration de Vénus à l’aide de ballons à durée de vie illimitée. Le vaisseau spatial Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) était sur une trajectoire prévue pour effectuer un survol de Vénus afin de bénéficier de l’assistance gravitationnelle de la planète le 31 août 2025. L’agence spatiale japonaise a annoncé la perte de contact avec son intrépide vaisseau spatial Akatsuki, conçu pour explorer Vénus, en mai 2024.
La sonde solaire Parker de la NASA étudie la couronne solaire de près, en la traversant. Pour sonder l’atmosphère extérieure du Soleil, la sonde a survolé Vénus à plusieurs reprises, utilisant la gravité de la planète pour se rapprocher progressivement du Soleil.
Le 11 juillet 2020, lors du troisième survol de Vénus par la sonde Parker, les scientifiques ont utilisé l’instrument WISPR (Wide-Field Interferometer) pour mesurer la vitesse des nuages obscurcissant la surface de Vénus. Fait remarquable, WISPR a non seulement observé les nuages, mais a également réussi à voir à travers eux jusqu’à la surface sous-jacente, selon le service de presse de la NASA.
Lors de son quatrième survol de Vénus, la sonde Parker Solar Probe a capturé ces images, assemblées en une vidéo montrant les zones claires et sombres de la face nocturne de la planète. NASA/APL/NRL
Les images prises lors de ce survol et du suivant (en 2021) ont montré une faible lueur de la surface chaude de Vénus dans le proche infrarouge et la lumière rouge (visible) de grande longueur d’onde, révélant des formes de relief caractéristiques telles que des hauts plateaux, des plaines et des plateaux.
Le 6 novembre 2024, lors du septième survol de Vénus par la sonde Parker, les scientifiques ont de nouveau pointé le télescope WISPR vers la planète, observant une région différente de celle des survols précédents. Grâce à ces images, ils espèrent en apprendre davantage sur la géologie, la minéralogie et l’évolution de la surface de Vénus.
La mission DAVINCI de la NASA devrait être lancée au début des années 2030. Son objectif est de déterminer si des océans et des continents semblables à ceux de la Terre ont existé sur Vénus, un monde brûlant enveloppé d’une atmosphère toxique.
La sonde DAVINCI, composée d’un module de survol et d’un atterrisseur, concentrera son attention sur une région montagneuse appelée Alpha Regio, possiblement un ancien continent. Bien que plusieurs sondes internationales aient traversé l’atmosphère de Vénus entre 1970 et 1985, DAVINCI sera la première à photographier ce terrain fascinant depuis l’intérieur des nuages denses et opaques de Vénus.
Mais comment l’équipe peut-elle se préparer à une mission vers une planète qui n’a pas été observée par des sondes atmosphériques depuis près de 50 ans et qui a tendance à écraser ou à faire fondre les engins spatiaux qui la visitent?
Les scientifiques à la tête de la mission DAVINCI ont commencé par examiner minutieusement, grâce à des techniques modernes d’analyse de données, les données recueillies il y a plusieurs décennies lors de précédentes missions vers Vénus. Leur objectif est d’arriver sur notre planète voisine avec un maximum d’informations détaillées. Cela permettra aux scientifiques d’optimiser le temps de descente de la sonde afin de collecter de nouvelles données qui contribueront à répondre à des questions fondamentales sur l’évolution de Vénus et les raisons de sa divergence si marquée avec la Terre.
Entre 1990 et 1994, la sonde Magellan de la NASA a cartographié la topographie de la région Alpha depuis l’orbite vénusienne grâce à l’imagerie radar et à l’altimétrie. Récemment, l’équipe DAVINICI de la NASA a souhaité extraire des informations plus détaillées de ces cartes. Pour ce faire, elle a appliqué de nouvelles méthodes d’analyse des données de l’altimètre radar de Magellan, puis a complété ces données avec des images radar acquises à trois reprises depuis l’ancien observatoire d’Arecibo à Porto Rico. Enfin, elle a utilisé des modèles de vision par ordinateur pour analyser les données et combler les lacunes d’information à de nouvelles échelles (inférieures à 1 kilomètre).
De ce fait, les scientifiques ont décuplé la résolution des cartes de la région Alpha, ce qui leur a permis de prédire de nouveaux schémas géologiques en surface et de soulever des questions sur la façon dont ces schémas ont pu se former dans les montagnes de la région Alpha.
Les données anciennes offrent de nombreux avantages pour les nouvelles missions, notamment des informations sur les fréquences, les parties du spectre ou les tailles de particules couvertes par les instruments précédents, permettant ainsi aux nouveaux instruments de combler les lacunes.
À gauche, une nouvelle image plus détaillée de la région Alpha de Vénus, élaborée par des scientifiques dans le cadre de la mission DAVINCI de la NASA vers Vénus, dont le lancement est prévu au début des années 2030. À droite, une carte moins détaillée, créée à partir des données altimétriques radar recueillies par la sonde Magellan de la NASA au début des années 1990. Les couleurs sur les cartes représentent la topographie : le bleu foncé indique les points bas et le marron les points hauts. Pour créer la carte de gauche, l’équipe scientifique de DAVINCI a réanalysé les données de Magellan et les a complétées par des images radar acquises à trois reprises à l’observatoire d’Arecibo, à Porto Rico, par des scientifiques de l’université Cornell et de la Smithsonian Institution. Les scientifiques de DAVINCI ont ensuite utilisé des modèles de vision par ordinateur pour analyser les données et combler les lacunes. Les ellipses rouges sur chaque image représentent la région survolée par la sonde DAVINCI lors de sa descente, collectant des données durant son voyage vers la surface. Jim Garvin/NASA Goddard Space Flight Center
Au Centre de données d’exploration spatiale coordonnée de la NASA, situé au Centre de vol spatial Goddard à Greenbelt, dans le Maryland, des chercheurs restaurent et numérisent les données d’anciennes sondes spatiales. La comparaison de ces données anciennes avec les observations modernes permet de comprendre l’évolution de la planète et même de faire de nouvelles découvertes longtemps après la fin des missions. Par exemple, grâce à de nouvelles observations de la sonde Magellan, des scientifiques ont récemment mis en évidence une activité volcanique récente sur Vénus.
Magellan fut l’un des premiers engins spatiaux dont les données furent numérisées et archivées dans le répertoire en ligne public de la NASA, qui contient des données sur les missions planétaires. Cependant, l’agence possède d’immenses quantités de données – dont une grande partie n’a pas encore été numérisée – remontant à 1958, date du lancement par les États-Unis de leur premier satellite, Explorer 1.
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La récupération des données est une tâche complexe et exigeante en ressources, et la NASA s’attache à numériser les données dont les scientifiques ont besoin. Avec trois missions vénusiennes à venir – DAVINCI et VERITAS de la NASA, et Envision de l’Agence spatiale européenne (ESA) – le personnel des archives de données spatiales aide les scientifiques à accéder aux données de Pioneer Venus, la dernière mission de la NASA visant à déposer des sondes dans l’atmosphère de Vénus en 1978.
La région Alpha est l’un des endroits les plus mystérieux de Vénus. Son terrain, appelé « tessera », ressemble aux montagnes escarpées de la Terre, mais en plus accidenté et chaotique.
Les tessères, ainsi nommées en raison de leur ressemblance avec le motif géométrique d’un parquet, n’ont été découvertes que sur Vénus, et DAVINCI sera la première mission à étudier ce type de terrain en détail et à cartographier sa topographie.
La sonde DAVINCI commencera à photographier la région Alpha — obtenant ainsi ses images à la plus haute résolution à ce jour — dès qu’elle passera sous les nuages de la planète, à une altitude d’environ 40 kilomètres. Mais même à cette altitude, les gaz présents dans l’atmosphère, comme à la surface, diffusent la lumière, ce qui rendra ces images floues.
Les scientifiques travaillant avec le télescope DAVINCI développent une solution. Ils ont récemment réanalysé d’anciennes images de Vénus grâce à une nouvelle technologie d’intelligence artificielle qui améliore la qualité des images et les utilise pour créer des cartes topographiques 3D. Cette technologie permettra à terme à l’équipe d’optimiser les images et les cartes des montagnes de la région Alpha prises par DAVINCI. Les images améliorées fourniront aux scientifiques les images les plus détaillées jamais enregistrées – avec une résolution allant jusqu’à 90 cm, soit près d’un mètre, par pixel – leur permettant peut-être de détecter pour la première fois des détails tels que des rochers, des rivières et des ravins.
« Toutes ces données issues d’anciennes missions forment une mosaïque qui raconte l’histoire de Vénus », a déclaré Jim Garvin, chercheur principal du projet DAVINCI et scientifique en chef du Centre de vol spatial Goddard de la NASA. « Une histoire qui est un chef-d’œuvre en devenir, mais encore inachevée. »
En étudiant la texture de surface et les types de roches de la région d’Alpha Regio, les scientifiques espèrent déterminer si les tesselles de Vénus se sont formées par les mêmes processus que ceux qui forment les montagnes et certains volcans sur Terre.
Laura Hall a proposé d’explorer Vénus en utilisant l’électrolyse (EVE).
Grâce à l’électrolyse à oxyde solide, EVE permet l’exploration de Vénus par ballon pendant une durée indéterminée en reconstituant les réserves initiales de CO et d’O₂ à partir du CO₂ ambiant produit par électrolyse à oxyde solide (SOE). Le CO et l’O₂ peuvent également servir de source d’énergie lors d’un voyage nocturne d’environ 50 heures ou à la propulsion de fusées. Cette innovation permet aussi la création de grandes plateformes mobiles capables de fournir du carburant et de l’oxygène comprimés à une flotte d’explorateurs aériens.
Illustration artistique mettant en lumière l’approche novatrice proposée par le projet EVE (Exploring Venus with Electrolysis), lauréat du prix NIAC 2025. NASA/Michael Hecht
L’atmosphère de Vénus est l’endroit le plus habitable du Système solaire après la Terre, et pourtant, comparée à celle de Mars, elle est relativement peu étudiée. Grâce aux ressources acquises directement sur place, la mission EVE permettra une étude approfondie de la surface et de l’atmosphère, incluant le prélèvement d’échantillons. Les connaissances acquises sur Vénus nous aideront à mieux comprendre les changements climatiques sur notre propre planète.
La première phase du projet NIAC consistera à modéliser tous les aspects du système SOE, à valider expérimentalement la conversion de 75% du CO2 et la production d’énergie régénérative, à définir une approche de matériaux tolérants au SOx, à affiner la conception du système pour une mission représentative et à évaluer les capacités avancées, notamment la mobilité, la collecte d’échantillons de surface et la rentrée atmosphérique.
Cette mission de référence vise à démontrer la durabilité d’un système alimenté en CO2 par l’énergie des centrales électriques pour mener d’importantes recherches scientifiques. Parmi les capacités mises en avant figure l’utilisation des gaz produits lors du transit diurne pour alimenter le système nocturne.
Le vaisseau spatial Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de l’Agence spatiale européenne était sur une trajectoire prévue pour effectuer un survol de Vénus afin de lui apporter une assistance gravitationnelle le 31 août 2025, après avoir surmonté avec succès un problème de communication qui avait temporairement interrompu le contact avec la Terre.
L’équipe a activé l’amplificateur de signal, ce qui augmente la puissance du signal émis par Juice vers la Terre. La communication a été rétablie et Juice s’est avéré en excellent état. Aucun système n’était hors service et toutes les données de télémétrie étaient normales. La cause du problème a été identifiée comme étant une erreur de synchronisation logicielle. La fonction logicielle qui active et désactive l’amplificateur de signal utilise une minuterie interne. Cette minuterie décompte continuellement et se réinitialise à zéro tous les 16 mois. Si la fonction utilise la minuterie lors de sa réinitialisation, l’amplificateur reste désactivé et le signal de Juice devient trop faible pour être détecté depuis la Terre.
Survol de Vénus par Juice (gros plan). ESA
Après avoir surmonté l’anomalie, l’équipe Juice s’est concentrée sur la préparation du survol de Vénus. Conçue pour l’environnement froid et sombre de Jupiter, Juice doit s’adapter à la chaleur intense du soleil près de Vénus. Afin de protéger ses composants sensibles, la sonde a utilisé son antenne principale à gain élevé comme bouclier thermique. En raison des limitations thermiques, ses instruments de télédétection ne pouvaient pas être actifs pendant le survol, et aucune image de Vénus n’a donc pu être obtenue. Le survol de Vénus a donné un élan considérable à Juice.
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La sonde Juice de l’ESA, conçue pour explorer les lunes glacées de Jupiter, est la prochaine mission de l’humanité vers les confins du Système solaire. Elle effectuera des observations détaillées de la géante gazeuse Jupiter et de ses trois grandes lunes océaniques : Ganymède, Callisto et Europe. Cette mission ambitieuse caractérisera ces lunes grâce à un puissant ensemble d’instruments de télédétection, de géophysique et d’observation in situ, afin d’en apprendre davantage sur ces lieux fascinants et leurs potentiels habitats pour la vie, passée ou présente. Juice mènera des études approfondies des environnements magnétiques, radiatifs et plasmatiques complexes de Jupiter, ainsi que de ses interactions avec ses lunes, explorant le système jovien comme un archétype des géantes gazeuses de l’Univers.
Le voyage de Juice vers Jupiter
La sonde Juice a été lancée par une fusée Ariane 5 depuis le centre spatial de Kourou, en Europe, en avril 2023. Sa mission de huit ans comprendra des survols de la Terre et de Vénus avant d’effectuer une manœuvre pour atteindre Jupiter. Au cours de son vol orbital autour de Jupiter, la sonde effectuera 35 survols de ses trois plus grandes lunes avant de se placer en orbite autour de Ganymède, devenant ainsi le premier engin spatial à orbiter autour d’une lune d’une géante gazeuse.
Le vaisseau spatial Juice est conçu pour fonctionner dans l’environnement glacial du système jovien. Actuellement beaucoup plus proche du Soleil, il doit orienter sa grande antenne à gain élevé vers celui-ci afin de se protéger de la chaleur. L’antenne rotative à gain moyen, illustrée ci-dessus, assure les communications avec la Terre pendant cette période. ESA
L’agence spatiale japonaise a annoncé avoir perdu le contact avec sa sonde Akatsuki, qui explorait Vénus, en mai 2024.
Akatsuki, une mission japonaise dédiée à l’étude du climat de Vénus, était le seul engin spatial opérationnel en orbite autour de la deuxième planète du Système solaire cette année-là. Lancée en 2010, la sonde, d’un coût de 300 millions de dollars, a connu des débuts difficiles, ne parvenant pas à se mettre en orbite autour de Vénus en raison d’une panne de son moteur principal. Cependant, l’équipe de la mission a bénéficié d’une seconde chance en 2015, après cinq ans en orbite autour du Soleil, et a réussi à se placer en orbite. Depuis, la sonde, également connue sous le nom de Venus Climate Orbiter (orbiteur climatique de Vénus), a mené des recherches scientifiques et réalisé plusieurs observations inattendues.
Le 29 mai 2024, le compte de mission JAXA pour Akatsuki a publié un message indiquant que l’Institut des sciences spatiales et astronautiques (ISAS) «a perdu le contact avec Akatsuki après une opération fin avril en raison d’une longue période d’opération à faible stabilité d’attitude.
Akatsuki, qui signifie «aube» en japonais, a déjà achevé sa mission principale. La mission prolongée du vaisseau spatial a débuté en 2018; il a été lancé le 21 mai 2010 depuis le Centre spatial de Tanegashima et devait s’achever en septembre 2025 (le contact avec le vaisseau a été perdu en mai 2024, et les spécialistes ont tenté, sans succès, de le rétablir).
Vénus a longtemps été, à juste titre, surnommée la «planète russe». Entre 1961 et 1984, l’URSS a envoyé seize missions scientifiques vers Vénus. La station scientifique soviétique Venera-7 fut la première à se poser en douceur sur la surface de Vénus, la deuxième planète du système solaire. Auparavant, Venera-3 avait déposé un fanion orné des armoiries de l’URSS.
La sonde spatiale Venera-3 dans le pavillon Cosmos. RIA Novosti/Alexander Mokletsov
La Russie prévoit de lancer la mission Venera-D, ou mission Vénus à longue durée de vie, en 2031. Il s’agit d’un projet véritablement unique et de la seule mission actuellement proposée au monde conçue pour acheminer un atterrisseur entièrement fonctionnel sur Vénus.
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