Le vaisseau spatial Venus Express de l'ESA a terminé sa phase de mise en service en orbite la semaine dernière, et l'agence s'est déclarée prête à entrer dans la phase opérationnelle de sa mission scientifique. Le miroir utilisé pour cibler l'instrument est verrouillé en position «fermée», empêchant l'instrument de pouvoir collecter des données.
Le 20 avril 2006, après sa première orbite allongée de 9 jours autour de Vénus, le Venus Express de l'ESA a commencé à se rapprocher de la planète, jusqu'à ce qu'il atteigne sa dernière orbite de 24 heures le 7 mai. Pendant ce temps, et jusqu'à aujourd'hui, le vaisseau spatial a travaillé sans relâche: les nouvelles données qui arrivent fournissent déjà des premiers aperçus de caractéristiques planétaires jamais vues auparavant.
Si prendre les toutes premières images nettes du vortex à double œil au pôle sud de Vénus - imaginé par Venus Express lors de sa toute première orbite - était déjà une première dans l'histoire de l'exploration planétaire et une très agréable surprise pour les scientifiques, personne ne pouvait attendez-vous à ce que le vortex ait une structure encore plus compliquée que prévu.
Les images infrarouges prises par le spectromètre ultraviolet / visible / proche infrarouge (VIRTIS) à bord du vaisseau spatial ont non seulement fourni la première vue claire du vortex, mais ont également donné un aperçu beaucoup plus précis de celui-ci lorsque Venus Express a survolé le pôle sud à la fin mai de cette année.
VIRTIS est un instrument qui peut fonctionner à différentes longueurs d'onde. Chaque longueur d'onde infrarouge offre une vue de l'atmosphère vénusienne à une altitude différente, comme une «coupe transversale». «Lorsque nous avons examiné ce gigantesque vortex à différentes profondeurs, nous avons réalisé à quel point sa forme variait au-dessus de l'altitude», a déclaré Pierre Drossart, cochercheur principal VIRTIS, de l'Observatoire de Paris, France. «C'est comme si nous regardions différentes structures, plutôt qu'une seule. Et les nouvelles données que nous venons de commencer à collecter et à analyser révèlent des différences encore plus fortes ».
La raison pour laquelle la morphologie du vortex varie si fortement le long d’une ligne «verticale» n’est toujours pas expliquée. «C'est pourquoi nous organisons une campagne pour observer le vortex polaire sud, entièrement dédiée à résoudre ce casse-tête inattendu», a déclaré Giuseppe Piccioni, co-chercheur principal de VIRTIS. «Nous voulons d'abord comprendre comment la structure est organisée - en fait, avec VIRTIS, nous construisons une véritable vue 3D du vortex. Nous espérons ensuite pouvoir mieux comprendre quelles sont les forces motrices qui le façonnent ».
Suivi des nuages et des vents
Alors que Venus Express survolait la planète, de nombreux autres détails de l'atmosphère épaisse ont également commencé à émerger. La caméra de surveillance Venus (VMC) et les instruments VIRTIS ont commencé à surveiller le système nuageux et à suivre sa dynamique complexe, tandis que les spectromètres SpicaV / SOIR ont commencé à récupérer des informations sur la chimie atmosphérique et la température.
Les images ultraviolettes de la caméra VMC montrent la morphologie complexe de la plate-forme nuageuse, caractérisée par des rayures très minces et à faible contraste, probablement en raison de la présence de vents forts qui produisent des structures allongées. On peut également voir un ensemble de modèles périodiques de «vagues» dans les nuages, peut-être dus à la variation locale de la température et de la pression, ou à une sorte de forces de marée en action à Vénus.
L'une des confirmations les plus importantes du premier ensemble de données analysées par les scientifiques est la détection des marquages ultraviolets dits «absorbeurs d'UV» au sommet du nuage, également visibles sous forme de traits plus sombres dans l'image de la mosaïque VMC. Ils sont appelés ainsi parce qu'ils absorbent près de la moitié de l'énergie solaire reçue par la planète. La substance mystérieuse qui provoque cette absorption représente toujours un véritable casse-tête pour les scientifiques.
«Comprendre quelle est l'origine de ces marquages ultraviolets et ce qui rend leur pouvoir d'absorption si élevé est l'un des principaux objectifs de Venus Express», a déclaré Wojciech J. Markiewicz, chercheur principal VMC, de l'Institut Max Planck pour la recherche sur les systèmes solaires à Lindau. , Allemagne. «Nous avons maintenant la confirmation que nous pouvons réellement les voir, afin que nous puissions commencer à travailler pour comprendre quelle est leur source. En raison de leur incroyable pouvoir absorbant, ils sont très importants pour comprendre l'équilibre radiatif et thermique global de la planète, ainsi que la dynamique atmosphérique ».
Suivre les mouvements des nuages et commencer à caractériser la vitesse du vent est un exercice que les scientifiques de Venus Express ont déjà commencé. Une vue nocturne spectaculaire des couches atmosphériques moyennes à basses sur de basses latitudes (entre 20º et 90 º sud) par VIRTIS, montre que les nuages sont clairement poussés par les vents.
«Nous pouvons maintenant effectuer une première évaluation qualitative des champs de vent et de la circulation, qui correspond confortablement aux mesures précédentes de la mission Galileo au-dessus du pôle nord», a poursuivi Giuseppe Piccioni. «Nous collectons maintenant plus de données de différentes profondeurs atmosphériques, afin de pouvoir fournir les premiers nombres précis, peut-être dans un avenir proche».
«Nous collectons également les premières informations sur les composants chimiques mineurs de l'atmosphère, comme le monoxyde de carbone», a ajouté Pierre Drossart. «Avec VIRTIS, nous pouvons voir dans l'atmosphère de l'hémisphère sud plus profondément que toute autre mission précédente, et nous avons commencé à collecter des données sur la chimie encore inconnue des couches atmosphériques inférieures, pour construire une image globale. L'étude de la variation de composés chimiques mineurs sous différentes latitudes et profondeurs est également un traceur très utile pour le mouvement global de l'atmosphère. »
Surprise au sommet de l'atmosphère
En regardant les couches atmosphériques supérieures avec Venus Express, les scientifiques ont de nouveau été pris par surprise. On sait en effet que le pont nuageux vénusien a une épaisseur d'environ 20 kilomètres et s'étend jusqu'à environ 65 kilomètres d'altitude sur la planète. Les premières mesures d'occultation stellaire jamais effectuées sur la Vénus grâce au spectromètre SpicaV ont révélé que du côté de la nuit, le pont nuageux s'étend en fait jusqu'à 90 kilomètres d'altitude sous la forme d'une brume entièrement opaque, puis se poursuit comme plus transparent. brume jusqu'à 105 kilomètres.
L'occultation stellaire est une technique qui permet de déterminer la composition de l'atmosphère d'une planète en regardant le «coucher de soleil» d'une étoile pointue à travers l'atmosphère elle-même. "Sur Terre, l'atmosphère devient parfaitement claire déjà au-dessus de 20 kilomètres d'altitude", a déclaré Jean-Loup Bertaux, chercheur principal chez SpicaV / SOIR, du Service d’Aéronomie du CNRS, France.
«Nous avons été vraiment étonnés de voir à quel point la brume de Vénus peut augmenter de manière inattendue. En fait, sur Terre comme sur Vénus, à environ 20 kilomètres, il est parfois possible de voir des gouttelettes d'acide sulfurique. Sur Terre, ils proviennent d'éruptions volcaniques. Cela nous fait nous demander si sur Vénus, où différemment de la Terre les gouttelettes forment des nuages très épais, leur origine est également volcanique. »
Le phénomène de trouble peut être dû à la condensation d'eau dans les cristaux de glace du côté nuit, mais il est trop tôt pour exclure d'autres explications. "Maintenant, nous devons collecter et étudier plus de données pour comprendre ce phénomène dans la haute atmosphère - une zone qui, avant SpicaV, était encore pratiquement inexplorée", a-t-il conclu.
Bertaux a également exprimé sa satisfaction pour la détection atmosphérique de «l'eau lourde» - une molécule similaire à l'eau mais de masse plus élevée - grâce au spectromètre SOIR. "La détection de l'eau lourde dans l'atmosphère d'une planète, et son pourcentage par rapport à l'eau normale, est très important pour comprendre combien d'eau était présente sur la planète par le passé, et quelle quantité s'est échappée", a ajouté Bertaux.
«La quantité de vapeur d'eau présente aujourd'hui dans l'atmosphère de Vénus serait suffisante pour recouvrir la planète d'une couche liquide de 3 centimètres de profondeur. Si nous découvrons que de l'eau lourde - une trace de l'eau d'origine - est massivement présente dans les couches atmosphériques supérieures où elle peut s'échapper plus facilement, que la quantité d'eau dans le passé pourrait bien correspondre à une couche pouvant atteindre quelques centaines mètres de profondeur », a conclu Bertaux.
L'étude du processus d'échappement atmosphérique à Vénus est en fait l'un des principaux objectifs d'un autre instrument Venus Express - ASPERA (analyseur de plasma spatial et d'atomes énergétiques). L'instrument a déjà détecté la fuite massive d'oxygène et suivi les trajectoires d'autres ions planétaires tels que l'hélium chargé individuellement.
«Cette détection précoce confirme la forte interaction entre l'environnement solaire et l'atmosphère de Vénus - une planète sans champ magnétique planétaire pour la protéger du vent solaire entrant», a déclaré Stanislav Barabash, chercheur principal ASPERA, de l'Institut suédois de physique spatiale. à Kiruna, Suède. "L'étude de cette interaction fournira des indices importants sur l'ensemble complexe de mécanismes par lesquels les gaz atmosphériques se perdent dans l'espace, et sur l'influence que cela peut avoir eu sur le climat de Vénus sur des échelles de temps géologiques", a-t-il conclu.
Le statut du vaisseau spatial
Le 4 juillet 2006, Venus Express a réussi un examen important. Un conseil d'administration de l'ESA a déclaré la conclusion de la phase de mise en service de l'engin spatial en orbite et a déclaré que l'engin spatial avait rempli les conditions requises pour entrer officiellement dans la phase opérationnelle de sa mission scientifique.
La phase de mise en service de Vénus, commencée le 7 mai lorsque Venus Express a atteint son orbite finale de 24 heures autour de la planète, et s'est terminée le 4 juin de cette année, est une série d'opérations visant à valider les performances du vaisseau spatial et de ses systèmes dans la Vénus. l'environnement, des instruments scientifiques et de tous les systèmes et opérations au sol.
Le vaisseau spatial et les instruments affichent de bonnes performances globales. Cependant, l'un des instruments à bord - le spectromètre planétaire de Fourier (PFS) - a montré un dysfonctionnement, qui n'a pas encore pu être corrigé dans la série de tentatives effectuées jusqu'à présent dans l'espace. Le scanner PFS - le miroir dont l'instrument a besoin pour le pointage - est actuellement bloqué en position rapprochée, empêchant le spectromètre de l'instrument de «voir» ses cibles.
Le comité d'examen de mise en service a approuvé une série d'activités et d'autres tests en orbite à mener au cours des prochains mois, ainsi qu'une série d'enquêtes indépendantes pour examiner l'origine du problème. Dans l'intervalle, d'autres instruments couvriront certains des objectifs du PFS.
Le PFS est conçu pour mesurer la composition chimique et la température de l'atmosphère de Vénus. Il est également capable de mesurer la température de surface, et donc de rechercher des signes d'activité volcanique.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
