Feu vert de l’ESA pour la mission EnVision

C’est officiel. Le 9 juin 2021, le comité des programmes de l’ESA a sélectionné la mission EnVision, inaugurant après les annonces de la NASA le 2 juin, près de deux décennies à venir d’exploration conjointe de notre voisine la planète Vénus. La phase de réalisation va ainsi pouvoir commencer, à la satisfaction des équipes scientifiques françaises étroitement impliquées dans la conception du projet, notamment à l’IRAP.

Située à 0,72 unités astronomiques du soleil, avec un rayon 0,95 fois celui de la Terre, Vénus est la planète qui aurait dû ressembler le plus à notre planète dans le système solaire. Cependant, à une période donnée de l’histoire il y a eu une bifurcation: La Terre a été continuellement habitable depuis près de 4 milliards d’années, mais Vénus est devenue la planète inhabitable que nous connaissons aujourd’hui. L’exploration de Vénus est donc indispensable pour comprendre les conditions de formation et d’évolution des planètes de masse terrestre, et l’évolution des conditions d’habitabilité et d’apparition de la vie.

À cette fin, Vénus a de nombreuses questions toujours sans réponses. Vénus avait-elle de l’eau liquide à sa surface, comment son atmosphère a-t-elle évolué au fil du temps, et quand et pourquoi l’effet de serre a-t-il atteint les caractéristiques extrêmes que nous connaissons aujourd’hui? Quelles sont les propriétés d’échange entre la surface et l’atmosphère, quels ont été les différents régimes d’activité volcanique et tectonique de Vénus au cours de son histoire géologique? La tectonique des plaques, peut-être épisodique, a-t-elle été présente comme sur Terre, et quelles en ont été les conséquences sur la formation et la distribution des reliefs accidentés ou la modification de la surface? Quelle est la composition des roches constituant les tesserae, hauts plateaux rocheux peut-être analogues à nos continents? Quel est le degré d’altération et d’oxydation de ces roches et ces surfaces conservent-elles des traces d’une époque antérieure où l’eau était plus répandue ? Les variations rapides de la composition atmosphérique en éléments soufrés, sont-elles le reflet d’une activité volcanique présente ?

Un double héritage: Magellan et Venus Express

La mission EnVision s’inscrit dans le double héritage de la mission Magellan de la NASA (1990-1994), et la mission Venus Express de l’ESA (2007-2014). Elle caractérisera simultanément l’ensemble des processus géophysiques opérant sur Vénus depuis le noyau interne jusqu’à sa haute atmosphère.

La phase de sélection s’est déroulée en plusieurs étapes :

• Appel à proposition de missions lancé par l’ESA en avril 2016;
• Pré-sélection en avril 2018 de 3 missions sur les 27 proposées pour des études de concepts détaillés;
• M5 Mission Definition Review (MDR) en décembre 2018;
• Publication de l’Assessment Study Report en février 2021;
• M5 Mission Selection Review (MSR) en février-avril 2021;
• Évaluation du résultat des études par un comité d’experts et recommandation d’une mission en mai 2021 ;
• Vote formel du Comité des Programmes de l’ESA et annonce publique le 10 juin 2021.

La phase de sélection a montré que le concept de mission, les paramètres orbitaux, les contraintes environnementales, le transfert et le stockage des données, et l’accommodation des instruments sur le satellite sont compatibles avec les contraintes du programme M5. EnVision devient officiellement la 5^e mission de classe intermédiaire du programme « Cosmic Vision » de l’Agence Spatiale Européenne, dotée d’une enveloppe budgétaire de 610 millions d’euros (2021).

La mission EnVision sera lancée par Ariane 6.2 en Juin 2032, les opérations scientifiques débuteront au premier trimestre 2035 après une phase de 15 mois d’aérofreinage dans la haute atmosphère de Vénus précédant la mise à poste en orbite basse polaire. EnVision repose sur un partenariat ESA-NASA fortement intégré, dans lequel la NASA fournit l’instrument principal, un radar à synthèse d’ouverture en bande S (VenSAR) étudié au Jet Propulsion Laboratory. La charge utile scientifique est constituée d’un second radar permettant de sonder les couches superficielles du sol (SRS), étudié par l’Agence spatiale italienne (ASI), et d’une suite de trois spectromètres fonctionnant dans l’infrarouge et dans l’ultraviolet (VenSpec-M, -H, -U), étudiés respectivement par l’Agence spatiale allemande (DLR), belge (BELSPO), et française (CNES).

La sonde spatiale EnVision, lancée par Ariane 6.2 en 2032, observera la planète dans de multiples gammes de fréquence, pour l’étude simultanée de la surface, l’intérieur et l’atmosphère de notre proche voisine. Crédits: Observatoire de Paris / VR2Planets

La mission est proposée par le Royaume Uni (R. Ghail, Royal Halloway, Université de Londres, C. Wilson, Université d’Oxford) et par la France (T. Widemann, Observatoire de Paris-PSL et Université de Versailles Saint-Quentin/Paris-Saclay

Le rôle de l’IRAP au sein d’EnVision

L’IRAP est fortement impliqué dans la mission EnVision, via :

• La co-responsabilité scientifique du spectromètre-imageur UV VenSpec-U portée par le co-PI Jérémie Lasue à l’IRAP (PI: Emmanuel Marcq au LATMOS avec participation du LESIA au sein du consortium instrumental). Cet instrument mesurera les gaz soufrés au-dessus des nuages et étudiera la variabilité spatiale du sommet des nuages sur des échelles allant de 6 km à l’échelle planétaire.
• La responsabilité du développement mécanique de l’instrument VenSpec-U et la participation à la construction du modèle de vol ainsi que les étalonnages qui seront exécutés au sol.
• La responsabilité du développement du mécanisme de porte permettant de protéger l’instrument des contaminations lumineuses et moléculaires.

Ressources complémentaires

• Communiqué de Presse de l’ESA (https://sci.esa.int/web/cosmic-vision/-/esa-selects-revolutionary-venus-mission-envision)
• Communiqué de Presse de la NASA (https://www.jpl.nasa.gov/news/then-there-were-3-nasa-to-collaborate-on-esas-new-venus-mission)
• Site internet de la mission http://envisionvenus.eu
• Compte twitter de la mission @envisionvenus
• Assessment Study Report sur le site de l’ESA : https://sci.esa.int/web/cosmic-vision/-/envision-assessment-study-report-yellow-book
• Revue de Presse :
  • EnVision : orbiteur à destination de Vénus (CNES)
  • L’ESA opte pour le révolutionnaire avec la mission EnVision à destination de Vénus (ESA)
  • Then There Were 3: NASA to Collaborate on ESA’s New Venus Mission (NASA)

Contact IRAP

• Jérémie Lasue, jeremie.lasue@irap.omp.eu