N° 17–2021: L’ESA opte pour le révolutionnaire avec la mission EnVision à destination de Vénus
10 June 2021
EnVision sera le prochain orbiteur de l’ESA à destination de Vénus. Il offrira une vue globale de la planète, de son noyau interne à sa haute atmosphère, afin de déterminer comment et pourquoi Vénus et la Terre ont évolué si différemment.
La mission a été sélectionnée par le Comité du programme scientifique de l’ESA le 10 juin comme cinquième mission de classe moyenne dans le plan Cosmic Vision de l’Agence, avec un lancement prévu au début des années 2030.
« Une nouvelle ère dans l’exploration de notre voisine la plus proche, et pourtant si différente, du Système solaire nous attend », déclare Günther Hasinger, Directeur de la Science de l’ESA. « Avec les missions Vénus récemment annoncées et dirigées par la NASA, nous disposerons d’un programme scientifique extrêmement complet sur cette planète énigmatique pour une bonne partie de la prochaine décennie. »
L’une des questions clés de la science planétaire consiste à savoir pourquoi, bien qu’elle ait à peu près la même taille et la même composition, notre voisine dans le Système solaire interne a connu un changement climatique aussi spectaculaire : au lieu d’être un monde habitable comme la Terre, elle évolue dans une atmosphère toxique et est enveloppée d’épais nuages riches en acide sulfurique. Quelle histoire Vénus a-t-elle vécue pour arriver à cet état et cela présage-t-il du sort de la Terre si elle devait, elle aussi, subir un effet de serre catastrophique ? Vénus est-elle encore géologiquement active ? Aurait-elle pu autrefois abriter un océan et même entretenir la vie ? Quelles leçons peut-on tirer de l’évolution des planètes terrestres en général, alors que nous découvrons davantage d’exoplanètes semblables à la Terre ?
L’ensemble d’instruments innovants d’EnVision s’attaquera à ces grandes questions. L’orbiteur embarquera une série d’instruments européens, dont un sondeur pour révéler les couches souterraines, et des spectromètres pour étudier l’atmosphère et la surface. Les spectromètres surveilleront les gaz à l’état de traces dans l’atmosphère et analyseront la composition de la surface, à la recherche de tout changement qui pourrait être lié à des signes de volcanisme actif. Un radar fourni par la NASA enverra des images et des cartes de la surface. En outre, une expérience de radioscience permettra de sonder la structure interne de la planète et son champ de gravité, ainsi que d’étudier la structure et la composition de l’atmosphère. Les instruments travailleront de concert pour caractériser au mieux l’interaction entre les différentes limites de la planète - de l’intérieur à la surface et à l’atmosphère - offrant ainsi une vision globale de la planète et de ses processus.
EnVision fait suite au succès de la mission Venus Express (2005-2014) de l’ESA, laquelle était principalement axée sur la recherche atmosphérique, mais fit également des découvertes spectaculaires indiquant la présence possible de points chauds volcaniques à la surface de la planète. Le vaisseau spatial Akatsuki de la JAXA étudie également l’atmosphère depuis 2015. EnVision améliorera considérablement les images radar de la surface obtenues par Magellan de la NASA dans les années 1990. En collaboration avec les prochaines missions DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) et VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) de la NASA, le trio de nouveaux engins spatiaux fournira l’étude la plus complète jamais réalisée sur Vénus.
« EnVision bénéficie de la collaboration avec la NASA, combinant l’excellence de l’expertise européenne et américaine en matière de science et de technologie de Vénus, pour créer cette mission ambitieuse », poursuit Günther.
« EnVision renforce encore le rôle de l’Europe dans l’exploration scientifique du Système solaire. Notre flotte de missions en pleine expansion nous donnera, ainsi qu’aux générations futures, les meilleurs aperçus jamais obtenus sur le fonctionnement de notre voisinage planétaire, particulièrement pertinents à une époque où nous découvrons de plus en plus de systèmes d’exoplanètes uniques. »
« Cette nouvelle mission de l’ESA, qui vise à explorer Vénus, nous réjouit », déclare Thomas Zurbuchen, Administrateur associé de la direction des missions scientifiques de la NASA. « EnVision optimise les forces de nos deux agences en matière de développement d’instruments. Avec également les missions Discovery de la NASA à destination de Vénus, la communauté scientifique disposera d’un ensemble puissant et synergique de nouvelles données pour comprendre comment Vénus s’est formée et comment sa surface et son atmosphère ont évolué au fil du temps ».
Après un premier appel pour le cinquième concept de mission de classe moyenne en 2016, la compétition finale s'est jouée entre EnVision et Theseus, le Transient High-Energy Sky and Early Universe Surveyor. Theseus proposait d’observer les événements transitoires à travers le ciel et de se concentrer en particulier sur les sursauts gamma des premiers milliards d’années de l’Univers, pour aider à faire la lumière sur le cycle de vie des premières étoiles. Bien que la mission EnVision ait été recommandée par le Comité du programme scientifique, il a été reconnu que Theseus présente également un dossier scientifique particulièrement convaincant qui pourrait contribuer grandement à son domaine.
La prochaine étape pour EnVision est de passer à la « phase de définition » détaillée, au cours de laquelle la conception du satellite et des instruments sera finalisée. Après la phase de conception, un maître d’œuvre industriel européen sera sélectionné pour construire et tester EnVision avant son lancement sur un lanceur Ariane 6. L’opportunité la plus proche pour EnVision est 2031, avec d’autres options possibles en 2032 et 2033. Il lui faudra environ 15 mois pour atteindre la planète, et 16 mois supplémentaires pour circulariser son orbite par aérofreinage. Son orbite de 92 minutes sera quasi polaire et son altitude sera comprise entre 220 et 540 km.
Solar Orbiter, Euclid, Plato et Ariel ont déjà été sélectionnés comme missions de classe moyenne. Solar Orbiter a été lancé en février 2020 ; Euclid, Plato et Ariel seront lancés tout au long de cette décennie.
Notes à l’attention des rédacteurs
EnVision est une mission dirigée par l’ESA, avec d’importantes contributions de la NASA, laquelle fournira le VenSAR (radar à synthèse d’ouverture), ainsi que le soutien du Deep Space Network. Les autres instruments composant la charge utile sont fournis par les États membres de l’ESA, l’ASI, le DLR, le BelSPO et le CNES dirigeant respectivement l’achat des spectromètres SRS (Subsurface Sounding Radar), VenSpec-M, VenSpec-H et VenSpec-U. L’expérience de radiosciences est dirigée par des instituts en France et en Allemagne.
Les rapports d’étude d’évaluation de mission (livres jaunes) pour EnVision et Theseus sont disponibles ici : https://www.cosmos.esa.int/web/m5-public-presentation/home
L’équipe d’EnVision héberge un site web ici : https://envisionvenus.eu/envision/
Multimédia
ESA's fleet of Solar System explorers
A comparison of terrestrial planets
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L’Agence spatiale européenne (ESA)
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