jeudi 17 octobre 2013
Une équipe internationale de planétologues a reçu le soutien de l’Union européenne pour une durée de 3 ans (oct. 2013 - sep. 2016) afin de poursuivre l’exploitation des données de la mission Vénus Express de l’Agence spatiale européenne (ESA) lancée en 2006, et conduire simultanément des observations à partir de télescopes au sol (CFHT, ALMA, IRTF). Le projet intitulé EuroVénus, coordonné par le LESIA et l’Observatoire de Paris, mettra l’accent sur l’étude de l’atmosphère de la planète par la cartographie des vents, des espèces chimiques, des formations nuageuses et de la température.
Vénus est la soeur jumelle de la Terre et notre plus proche voisine dans le Système solaire après la Lune. Elle s’est formée à la même époque et dans la même région que la Terre et Mars. À partir des mêmes ingrédients, elle a presque atteint la taille de notre planète.
Pourtant, Vénus est aujourd’hui une planète inhospitalière et incompatible avec la vie telle que nous la connaissons. Sa surface et son atmosphère ont perdu pratiquement toute trace d’eau, et il règne dans son atmosphère dominée par le dioxyde de carbone un intense effet de serre, qui élève sa température de surface à plus de 450°C.
Comment, et pourquoi, une planète qui avait tout pour devenir identique à la nôtre, a pu poursuivre un destin si différent ?
Vénus est soumise à un gigantesque effet de serre, principalement causé par le dioxyde de carbone (CO2), 100 000 fois plus abondant que sur notre planète. Mais elle nous apprend autant que la Terre sur le mode de fonctionnement d’une planète de type terrestre.
Tout comme pour la Terre, ses couches nuageuses jouent un très grand rôle. Les deux planètes ont une haute atmosphère remarquablement semblable du point de vue des données climatiques de base que sont la pression et la température, mais également des cycles de réactions chimiques semblables, qui font réagir entre elles l’eau et des espèces soufrées, sulfates et halogènes tels le fluor ou le chlore, sous forme gazeuse ou sous la forme d’aérosols liquides.
Enfin, les vents sur Vénus ne cessent d’intriguer la communauté scientifique. Tandis que la planète effectue un tour sur elle-même en 243 jours, l’atmosphère tourne autour d’elle à une vitesse 50 fois supérieure, effectuant une circumnavigation complète de la planète en seulement 4 à 5 jours seulement. Ce phénomène appelé super-rotation, dont les mécanismes ne sont toujours pas compris, est également pressenti pour les atmosphères d’exoplanètes de type terrestre en rotation très lente.
Ne pas comprendre les conditions d’évolution de la planète Vénus, c’est se priver d’une clé de compréhension sur l’origine et l’évolution de notre propre planète vers une situation si favorable à la vie. En d’autres termes, il s’agit de savoir lequel de ces deux destins croisés est la règle – ou l’exception – dans les systèmes exoplanétaires.
Tout comme les études climatiques terrestres les plus fines, les progrès de nos connaissances sur Vénus vont reposer sur l’acquisition de longues séries temporelles de données atmosphériques et leur variation dans l’espace et dans le temps.
Les planétologues européens ont acquis un leadership pour l’étude de cette planète au cours de cette dernière décennie, par l’exploitation des données de la mission Vénus Express, mais également l’utilisation simultanée de grands télescopes au sol.
Vénus Express, seul satellite en orbite autour de Vénus a permis depuis 2006 l’exploration détaillée de l’atmosphère, depuis le sol jusqu’à l’espace, grâce à un ensemble d’instruments et de caméras à son bord. Le satellite a poursuivi sa mission bien au-delà de sa période nominale de 500 jours et fait faire des progrès considérables à notre connaissance de cette planète.
La mission ne peut se prolonger indéfiniment, puisque les réservoirs du carburant utilisé pour le positionnement fin de ses instruments et l’altitude de son orbite s’épuisent inexorablement ; d’ici peu, les réserves seront épuisées et Vénus Express terminera sa course en se désintégrant dans l’atmosphère de Vénus.
Mais l’exploitation des données de la mission se poursuivra encore durant de nombreuses années, cependant que de nouvelles générations de scientifiques examineront et réexamineront les données archivées, conjointement avec les données fournies sur Terre par les grands télescopes. Vénus étant la planète la plus proche de la Terre, son observation depuis la Terre permet la cartographie détaillée en latitude et en heure locale de son atmosphère. Les planétologues mesurent directement la vitesse des vents en tous points de la planète par l’effet Doppler-Fizeau (également utilisé pour les mesures de vitesses sur Terre). Des constituants chimiques minoritaires tels le dioxyde de soufre SO2 peuvent également être cartographiés depuis la Terre, en utilisant différents domaines de longueurs d’onde, nous renseignant ainsi sur des processus naturels tels le volcanisme, les éclairs, ou la formation des nuages.
Par ce projet, la Commission européenne permet la coordination des efforts de différents laboratoires européens experts dans l’observation, l’analyse et l’interprétation des données spatiales de Vénus tout comme celles obtenues à partir de grands télescopes terrestres. C’est peut-être au travers de l’étude des propriétés de l’atmosphère de Vénus que se révéleront certaines clés sur l’origine et l’évolution de notre propre atmosphère.
Le projet EuroVénus est soutenu par le septième Programme cadre européen (FP7/2007-2013) sous le numéro de financement 606798 pour une durée de 3 ans (oct. 2013 - sept. 2016) pour l’étude coordonnée de différents aspects de l’atmosphère de Vénus utilisant des données spatiales (en particulier celles de la mission Vénus Express) et des observations à partir de télescopes au sol. Le projet, coordonné par le LESIA et l’Observatoire de Paris, réunit des chercheurs de France (Observatoire de Paris/LESIA, CNRS/Observatoire de la Côte d’Azur/LAGRANGE), de Belgique (Institut d’Aéronomie Spatiale de Belgique), d’Allemagne (Institut Rhénan pour la Recherche Environnementale de l’Université de Cologne), du Portugal (Faculté des Sciences et Centre d’Astronomie et Astrophysique de l’Université de Lisbonne), du Royaume Uni (Université d’Oxford).
La mission Venus Express de l’Agence spatiale européenne, lancée en 2006, a permis l’exploration détaillée de l’atmosphère depuis le sol jusqu’à l’espace, grâce à un ensemble d’instruments et de caméras à son bord. Venus Express, qui a été la première mission vers Vénus en près de deux décennies – la précédente mission vers Vénus fut lancée en 1989 – a donné aux chercheurs européens un leadership mondial pour l’étude de cette atmosphère, un cas unique parmi les planètes du Système solaire.
Crédit image : ESA
Les constituants chimiques minoritaires de l’atmosphère de Vénus, tout comme les vents dans la haute atmosphère, peuvent être cartographiés à l’aide d’instruments au sol dans les domaines de longueur d’onde millimétrique, sub-millimétrique, visible jusqu’à l’infrarouge thermique. Ces méthodes ont l’avantage d’établir des cartes instantanées sur l’ensemble du disque de la planète, au contraire des observations de Vénus Express depuis l’orbite de Vénus. De nombreux grands instruments au sol seront mis à contribution dans le projet EuroVénus, en particulier le grand télescope Atacama Large Millimeter Array (ALMA).
Credit image : ESO
