Un an et demi après la mise en orbite de la sonde Venus Express autour de Vénus, l'Agence spatiale européenne vient de livrer sa toute première moisson de résultats scientifiques. Plus que jamais, Vénus apparait comme une Terre qui aurait été victime d'un effet de serre catastrophique.
Un an et demi autour de Vénus
Voilà déjà un an et demi que la sonde Venus Express orbite autour de Vénus, scrutant sans relâche et dans les moindres détails l'atmosphère de la planète grâce à sept instruments – caméras, spectromètres, radar. Restait à connaître les premiers résultats de cette mission européenne consacrée à une planète moins convoitée que Mars.
C'est désormais chose faite puisque ce ne sont pas moins de neuf publications que la prestigieuse revue Nature* vient de consacrer à Venus Express. Établis à partir des données recueillies durant les six premiers mois de la mission, ces premiers travaux ne donnent encore qu'un aperçu des capacités de la sonde. Mais ils montrent déjà que Vénus devait à l'origine partager avec la Terre beaucoup plus qu'on ne l'imaginait.
* Nature, 28 novembre 2007
La Terre et Vénus : des sœurs jumelles ?
Encore aujourd'hui, Vénus demeure la planète la plus proche de la Terre. Et pas seulement par sa distance : sa taille, sa densité, sa composition sont quasi-identiques. En revanche, avec une température au sol dépassant les 450°C, une pression atmosphérique écrasante de 92 bars, et des pluies d'acide sulfurique, Vénus peut être qualifiée de véritable enfer. Pourtant, selon les chercheurs, il n'en a pas toujours été ainsi…
Un océan… il y a 4,5 milliards d’années
Vénus a probablement abrité un océan ! Mais c'était au début de son existence, il y a 4,5 milliards d'années. Selon Hakan Svedhem, chercheur à l'Agence spatiale européenne, peu de choses distinguaient alors Vénus de la Terre. Les deux planètes possédaient certes de l'eau mais aussi une grande quantité de CO2. Que s'est-il donc passé pour que les deux planètes évoluent vers des destins aussi différents ?
« Vénus est plus proche du Soleil (108 millions de km contre 149 millions pour la Terre), avance Hakan Svedhem. L'atmosphère de Vénus était donc plus chaude et plus riche en vapeur d'eau, dont l'effet de serre est encore plus puissant que celui du CO2 ».
En raison de cet effet de serre grandissant, l'océan primitif de Vénus s'est donc évaporé dans l'atmosphère. Quant au CO2, piégé sur Terre sous forme de carbonates, il occupe aujourd'hui 96,5% de l'atmosphère vénusienne. C'est d'ailleurs à lui que l'on doit cet impressionnant effet de serre – dix fois plus puissant que sur Terre – à l'origine des températures extrêmes mesurées par Venus Express.
De l’eau perdue dans l’espace
Malgré tout, de l'eau subsiste encore dans l'atmosphère vénusienne, mais à l'état de trace, et de manière dissociée (sous forme d'hydrogène et d'oxygène). Recombinée, elle formerait à la surface de la planète un « océan » de seulement 3 cm de profondeur. À comparer aux 3000 m de profondeur moyenne de nos océans…
Si l'essentiel de l'eau s'est échappé dans l'espace, Venus Express a pu montrer que ce phénomène opérerait toujours. Sous l'influence du vent solaire (les particules émises par le Soleil), une partie des gaz de la haute atmosphère est emportée hors de la planète.
La raison de cette « fuite » tient à la très faible rotation de la planète. Une journée sur Vénus dure 243 jours terrestres. Avec une rotation aussi faible, la « dynamo » de la planète ne peut fonctionner efficacement. Le champ magnétique de Vénus est ainsi insignifiant et ne peut protéger, comme sur Terre, la planète du vent solaire.
Avis de tempête
En cartographiant l'atmosphère vénusienne, les instruments de Venus Express ont pu mettre en évidence son extrême agitation. A 70 km d'altitude, juste au-dessus des nuages, la vitesse des vents approche ainsi les 360 km/h : une vitesse 2,5 fois plus importantes que les jet-streams terrestres. La surprise pour les chercheurs a surtout été de constater que ces vents ainsi que leurs températures variaient considérablement d'un jour à l'autre, la preuve d'une circulation atmosphérique assez complexe. Encore une conséquence de la très faible rotation de la planète…
« Sur une planète, les vents sont généralement induits par les différences de températures entre l'équateur et les pôles, explique Pierre Drossart, directeur de recherche au Lesia* et responsable de l'instrument VIRTIS de Venus Express. Mais sur Vénus, la très faible rotation fait que la partie exposée au Soleil reste longtemps éclairée. Un gradient très puissant se forme ainsi entre le jour et la nuit. » C'est ainsi que les nuages tournent en seulement 4 jours autour de la planète !
Cette « super-rotation » des vents est également à l'origine d'un phénomène observé par Venus Express au niveau du pôle sud – un « vortex polaire » – qui rappelle ceux qu'on observe parfois sur Terre mais aussi sur les autres planètes possédant une atmosphère. Sur Vénus, ces tourbillons traduisent la confrontation entre les deux types de circulation atmosphérique, équateur-pôles et super-rotation.
* Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique de l'Observatoire de Paris
Tonnerre !
Une autre surprise concerne la découverte d'éclairs. En principe, il ne devrait pas y en avoir ; les nuages de Vénus, de nature très comparable au « smog » ne sont pas censés en provoquer. Or, le magnétomètre de Venus Express a pu détecter à plusieurs reprises de brèves émissions électromagnétiques comparables à celles émises lors de violentes décharges électriques. En revanche, ces éclairs n'ont pu être ni observés, ni localisés, ce qui en complique l'étude.
Mission reconduite
On l'aura compris, les données obtenues avec Venus Express posent plus de questions qu'elles n'apportent de réponses. « On n'en est qu'au début, reconnait Pierre Drossart. La grande force de Venus Express, c'est de pouvoir rester en orbite et de mener des mesures en continu. Après un an et demi d'observation, nous disposons déjà d'un flot de données impressionnant, et de nombreuses autres publications verront le jour dans les prochains mois. » La mission qui devait durer initialement 500 jours a d'ailleurs déjà été prolongée de 500 jours supplémentaires. Peut-être sera-t-elle encore renouvelée par la suite : ses réserves en carburant lui permettent de fonctionner jusqu'en 2013. Quoiqu'il en soit, elle sera rejointe en 2011 par la sonde japonaise Planet-C.