NASA : La prochaine Mission sur Vénus sera-t-elle un dirigeable?
Après des décennies de négligence, Vénus enveloppée de nuages et parfois appelée la jumelle maléfique de la Terre, est un monde prêt et en attente d’une nouvelle exploration. C’est le message d’une nouvelle étude publiée à la fin du mois dernier par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, avec une mise en garde importante: la meilleure façon de retourner sur Vénus, selon les contributeurs de l’étude, pourrait être de voler dans le ciel étonnamment amical de notre monde frère.
Vénus en attente d’une nouvelle exploration
Malgré les températures de surface et les pressions qui pourraient faire fondre le métal et écraser la machinerie lourde, les conditions sont beaucoup plus clément, même plus élevé dans l’atmosphère de la planète. Des ballons, des avions et d’autres plates-formes aériennes de haute technologie pourraient profiter de cet environnement inoffensif pour recueillir des données autrement inaccessibles sur la composition atmosphérique de Vénus, sa circulation et même ses perspectives de vie, affirme le responsable de l’étude, James Cutts, un gestionnaire de programme à la direction de l’exploration du système solaire du JPL.
Cutts a déclaré que ce rapport et ses conclusions, impliquant plus de 50 personnes provenant de diverses institutions, qui alimenteront la prochaine enquête décennale sur les sciences planétaires qui devrait débuter en 2020. L’objectif est que la National Academy of Sciences présente son rapport final à la NASA en 2022. Cette évaluation faisant autorité s’appuierait largement sur les vues de la communauté des chercheurs planétaires pour fournir un plan directeur à l’Agence spatiale et aux responsables du Congrès pour planifier les futures missions.
L’évaluation du JPL s’est penchée sur des ballons fixes à altitude variable, ainsi que sur un dirigeable hybride qui pourrait utiliser à la fois la flottabilité et la portance aérodynamique pour traverser le paysage nuageux vénusien et un aéronef à voilure fixe alimenté par l’énergie solaire qui pourrait voler par la lumière du soleil et par des courants d’air convectifs. À partir de perchoirs très élevés, n’importe laquelle de ces plates-formes pourrait déployer des sondes, prendre des images instantanées et effectuer une foule d’autres expériences scientifiques.
Des ballons à altitude variable
Parmi ceux-ci, l’étude a conclu que les ballons à altitude variable sont “le choix optimal”, parce qu’ils se trouvent dans un “point faible” qui équilibre la mobilité élevée et la simplicité technologique pour offrir à la NASA une option ambitieuse mais réalisable pour une mission de lancement entre 2023 et 2032. Selon les auteurs de l’étude, il n’y a pas de bouchons technologiques pour une telle mission. Néanmoins, des investissements dans de nouveaux instruments scientifiques sont nécessaires, tout comme des outils de modélisation pour mieux comprendre le comportement d’un véhicule volant ou flottant au-dessus du monde extraterrestre.
Étonnamment, cette campagne naissante “retour vers Vénus” a bénéficié des récents développements dans la Silicon Valley – à savoir le projet Loon de Google, un réseau croissant de ballons de longue durée conçu pour fournir la connectivité aux personnes dans les communautés internet-privé à travers le monde. Par exemple, à la suite du passage dévastateur de l’ouragan Maria à Porto Rico l’an dernier, le programme Loon a permis à plus de 200 000 personnes d’accéder à des liaisons internet, tandis que les réseaux de télécommunications de l’île étaient en cours de remise en état.
En utilisant une approche ”air ballons » dans laquelle une couche extérieure remplie d’air est utilisée pour moduler la puissance de levage d’un ballon intérieur rempli d’hélium, ce programme a montré qu’il peut naviguer avec précision et conduire leurs véhicules jusqu’à 190 jours à une altitude de 20 kilomètres, même lorsqu’ils sont confrontés à des vents forts. Dans l’atmosphère plus dense et plus chaude de Vénus, un tel engin flotterait probablement beaucoup plus haut, à environ 65 kilomètres au-dessus du paysage se trouvant en dessous. ”Le fait que nous ayons cette expérience avec Google Loon est un grand coup de pouce pour dire que ce truc fonctionne », explique Cutts. “Si nous pouvons le faire dans un environnement très semblable sur la Terre, nous pouvons le faire sur Vénus, trop.”
Pourquoi Vénus et quoi de neuf apprendrons-nous?
“Vénus avait un flux régulier de missions dans les premiers jours de l’exploration interplanétaire. Toutefois, il n’y a eu que trois missions directes sur la planète au cours des 25 dernières années”, déclare Lori Glaze, directrice par intérim de la division des sciences planétaires de la NASA.
La dernière mission de la NASA vers Vénus a été Magellan, lancée en 1989, qui a cartographié la surface de Vénus. En 2006, la mission Venus Express de l’agence spatiale européenne est entrée sur l’orbite de la planète et a fourni aux scientifiques une richesse de données atmosphériques jusqu’en 2014. Actuellement, la seule sonde de Vénus est la mission Akatsuki de l’agence Japonaise d’exploration aérospatiale, qui a été lancée en mai 2010 et est arrivée sur orbite vénusienne en décembre 2015 pour étudier la structure et la dynamique de l’atmosphère et des nuages de la planète. « Aujourd’hui, l’Europe, la Russie et l’Inde s’intéressent de plus en plus à la compréhension de Vénus. Les scientifiques américains ont également proposé de nombreux concepts aux missions concurrentielles de la NASA », explique M. Glaze.
Vénus fournit un laboratoire à côté de la Terre pour étudier comment les planètes rocheuses peuvent se former et évoluer différemment de la Terre, même quand ils commencent de façon très similaire, explique Glaçure. « Alors que nous découvrons de nouveaux mondes en orbite autour d’autres étoiles, il devient de plus en plus important que nous comprenions pleinement la gamme complète des voies évolutives que les planètes rocheuses peuvent emprunter afin que nous puissions mieux identifier lesquelles de ces exoplanètes sont les plus appropriées pour abriter la vie. “La communauté des sciences planétaires se prépare déjà à la prochaine décennie des sciences planétaires avec des études de concept de mission » et Vénus est l’un des sujets qui est sur notre radar”, ajoute-t-elle.
Vénus est sous-explorée
” Il est clair que Vénus est sous-explorée par rapport à d’autres cibles, et par rapport à l’ampleur de l’importance scientifique de la planète », affirme l’astrobiologiste David Grinspoon, chercheur principal à l’institut des sciences planétaires. “À un moment donné, cela devient une sorte d’embarras”, explique-t-il. Tout ce qui a été appris sur Vénus au cours des décennies suivantes en a fait une cible scientifique plus convaincante, note-t-il. En particulier, la modélisation récente de la planète et de son climat passé suggère qu’elle a probablement eu un grand océan et était habitable pendant une grande partie de sa vie.
« Vénus ayant peut-être eu des océans habitables mène à toutes sortes de possibilités fascinantes. Il a pu échanger la vie avec la Terre. L’histoire de l’évolution biologique sur Terre pourrait impliquer Vénus”, explique-t-il. « Il y avait probablement deux planètes océaniques: Vénus et la Terre, juste à côté l’une de l’autre pendant peut-être la moitié de l’histoire de notre système solaire.”
Un modèle de monde terrestre
C’est un point de vue partagé par Robert Grimm, directeur du département des études spatiales au Southwest Research Institute. Il est également l’actuel président du groupe d’analyse Vénus Exploration Analysis Group (Vexag) de la NASA et l’un des principaux collaborateurs de l’étude du JPL sur les plateformes aériennes. “Vénus pourrait avoir été la première planète habitable du système solaire”, note-t-il.
Selon Grimm, il y a trois grands thèmes pour l’exploration future de Vénus: comprendre son atmosphère, apprendre pourquoi sa géologie est si différente de celle de la Terre et découvrir ce qui est arrivé à toutes les eaux qui ont peut-être rempli les océans vénusiens.
Vénus est proche de la Terre par sa taille et sa masse; faite essentiellement de la même roche et du même métal, c’est pourquoi on l’appelle souvent la jumelle de la Terre. ”Mais la similitude s’arrête là », note Grimm. Vénus a une atmosphère de dioxyde de carbone massive qui, à la surface est un écrasement de 90 atmosphères de pression et est de plus de 425 degrés Celsius. Bien qu’ils soient calmes en surface, les vents de haute altitude soufflent à plus de 320 kilomètres à l’heure. Comment et quand les destins de la Terre et de Vénus, si profondément différents, resteront un sujet de débat intense qui ne pourra être réglé que par beaucoup plus de données.
Au final, qu’en est-il de l’exploration aéroportée de Vénus? Parmi les avenues possibles, il y a une plate-forme aérienne fournie par les États–Unis pour une mission conjointe États-Unis-Russie appelée Venera D. Une équipe de définition scientifique de la NASA et de l’Académie russe des sciences délibère sur la mission depuis près de quatre ans, et un nouveau rapport sera publié au début de l’année prochaine.
La Russie fournirait un atterrisseur et un orbiteur pour Vénus et les États-Unis pourraient contribuer une plate-forme aérienne. Depuis les années 1960, la Russie a envoyé à plusieurs reprises des vaisseaux spatiaux sur Vénus, y compris plusieurs atterrisseurs lourds qui ont relayé avec succès, bien que brièvement, des images de la surface avant de succomber à l’environnement rude de la planète.
Tirer parti des nouvelles technologies
La NASA commencera également bientôt à étudier une mission phare pour Vénus qui est en préparation du prochain relevé décennal des sciences planétaires. D’autres avenues pour se lancer dans une nouvelle ronde d’exploration de Vénus pourraient être les programmes Discovery et New Frontiers, plus modestement financés par la NASA, ou peut-être même des missions plus petites exploitant la technologie CubeSat. Glaze, de la NASA, affirme qu’avec l’intérêt accru pour ces technologies, la communauté voit des occasions supplémentaires de tirer parti de cette capacité pour comprendre le passé, le présent et l’avenir de la planète.
« Vénus est la planète oubliée”, explique Cutts, qui espère que les années 2020 seront “la décennie de Vénus” pour la science planétaire. “D’ici là, nous devons nous préparer et être en mesure de faire évoluer ces technologies.”
Source : Scientific American