Vénéra : tout savoir sur le programme soviétique d’exploration de Vénus

venera program

En 1957, l’URSS est devenue la première nation à placer un objet en orbite terrestre. Mais loin de se satisfaire de cet exploit, la fédération soviétique lançait sa première sonde spatiale à destination de la Lune à peine deux ans plus tard. Malgré un taux d’échec élevé de ses premières aventures spatiales, la compétition idéologique avec les Etats-Unis poussait l’URSS à vouloir aller toujours plus loin. Après la Lune, la planète Mars et Vénus deviennent des cibles du programme spatial soviétique dès 1960 et 1961. Si Roscosmos garde aujourd’hui un souvenir douloureux de la planète Mars, il en va tout autrement de Vénus. On pourrait même dire que le programme spatial soviétique a entretenu une longue et fructueuse histoire d’amour avec notre suffocante voisine. Cette histoire porte le nom de Vénéra.

Le programme Vénéra ambitionne de percer les mystères de Vénus

Le programme Vénéra désigne une trentaine de sondes spatiales qui ont été tirées par l’URSS vers Vénus entre 1961 et 1985. Cela a donné lieu à des missions de survol, des orbiteurs, des atterrisseurs et même des ballons-sondes. Une débauche de moyens qui nous a apporté les très rares images qu’on possède de la surface de Vénus. Ces sondes spatiales ont ainsi contribué à dévoiler une planète qui jusqu’à la fin des années 1950 était encore bien mystérieuse.

venus exploration

Observée depuis des télescopes terrestres en lumière visible, Vénus apparaît comme une boule blanche. Il est impossible de percer son épaisse atmosphère et les spéculations vont bon train quant à la nature de sa surface. Son diamètre et sa masse sont cependant très proches de ceux de la Terre, ce qui lui vaut d’être qualifié de soeur jumelle de la Terre. Les premières sondes du programme Vénéra sont conçues dans l’espoir de percer ce voile blanc, notamment grâce aux avancées technologiques qui ont accompagné la seconde guerre mondiale. L’autre ambition est bien entendu d’y parvenir avant les américains.

Les échecs s’accumulent au début du programme Vénéra

La première sonde soviétique qui tente le voyage a décollé en février 1961. A l’époque, elle ne porte pas encore le nom de Vénéra. Parfois appelé Spoutnik 7, le vaisseau spatial ne parvient malheureusement pas à quitter la Terre et finit par se désintégrer au-dessus de la Sibérie. De nombreux sondes soviétiques de l’époque partagent ce destin, qu’elles partent vers Vénus ou vers la planète Mars. La seconde tentative qui a eu lieu quelques mois plus tard est un peu plus fructueuse. Vénéra s’arrache de la gravité terrestre et devient le premier vaisseau spatial humain à entrer sur une trajectoire interplanétaire. Malgré ce lancement réussi, la chance ne dure que quelques jours à peine. Une semaine après son décollage, le contact est perdu avec la sonde spatiale soviétique. Elle finit bel et bien par survoler Vénus mais sans pouvoir nous communiquer aucune de ses observations.

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Schéma de Vénéra 1

Les premiers signes encourageants du programme Vénéra

L’année suivante, les ingénieurs soviétiques réalisent trois nouvelles tentatives en moins de trois semaines. Ces trois sondes spatiales n’ont malheureusement pas eu l’opportunité de déployer leurs panneaux solaires. Elles explosent avec leurs lanceurs à différentes étapes de leur ascension. L’année 1964 est tout aussi catastrophique mais les perspectives finissent par s’éclaircir. En 1965, Moscou prévoit de tirer quatre sondes spatiales à destination de Vénus en deux semaines. Deux d’entre elles parviennent à quitter l’orbite terrestre, ce qui à l’époque représente un petit exploit. Parmi les deux autres sondes, une reste bloquée en orbite terrestre et l’autre manque la fenêtre de tir.

Pour ne pas confondre les sondes spatiales, il est nécessaire de faire un petit point sur la nomenclature très particulière des sondes soviétiques de l’époque. Elles ne recevaient leur nom de baptême que lorsqu’elles voyageaient avec succès vers leur cible. Les deux sondes qui ont réussi à partir vers Vénus en 1965 sont donc appelées Vénéra 2 et Vénéra 3, bien qu’elles représentent respectivement la huitième et neuvième tentative d’atteindre Vénus. La troisième sonde restée bloquée en orbite terrestre a adopté le nom de Cosmos, alors qu’elle a bien été conçue dans le cadre du programme Vénéra.

Vénéra 2 et Vénéra 3 atteignent les environs de Vénus sans encombre au cours du premier trimestre de l’année 1965. Vénéra 2 est une mission de survol équipée de huit instruments scientifiques dont des caméras. Pour mettre ces instruments en route, la sonde spatiale doit couper ses communications avec la Terre. Malgré un survol et une prise d’information probablement optimale, les communications ne seront jamais rétablies. Vénéra 2 continue sur sa lancée en emportant ses secrets.

Vénéra 3 à Vénéra 6 atteignent enfin l’atmosphère de Vénus

Vénéra 3 et la première sonde atmosphérique à pénétrer les couches nuageuses de Vénus le 1er mars 1966, un exploit que les scientifiques soviétiques digère amèrement car le contact radio avec la sonde spatiale a été perdu 12 jours auparavant. Impossible de savoir comment s’est déroulée la descente. La sonde devait déployer un parachute et éventuellement descendre jusqu’à la surface de Vénus. On peut tout de même raisonnablement penser que Vénéra 3 est le premier objet humain à avoir toucher la surface d’une autre planète que la Terre.

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Venera 3 – Image du fabricant

Quand la dixième sonde Vénéra décolle en juin 1967, le programme Vénéra n’a connu que des échecs. C’est cependant un nouveau bureau d’études qui s’est chargé de la conception de ce vaisseau spatial et c’est peut-être ce qui lui permet de devenir la première sonde Vénéra à remplir sa mission. Elle adopte le nom de Vénéra 4 et pénètre dans l’atmosphère vénusienne le 18 octobre 1967. A l’époque, on ne sait toujours presque rien de notre voisine. Les américains ont bien réussi un survol en 1962 avec Mariner 2, mais il n’a livré que peu d’informations. Vénéra 4 est donc équipée pour pouvoir atterrir sur une surface solide ou liquide. Elle parvient à déployer son parachute et à maintenir les communications avec la Terre. Elle descend tranquillement pendant 93 minutes en communiquant des mesures de pression de température ou de composition chimique.

Enfin, après tant d’échecs, les scientifiques soviétiques commencent à percer les mystères de Vénus. Et c’est un véritable enfer qui se révèle sous leurs yeux. Les températures se comptent en centaines de degrés Celsius. Vénéra 4 est tout simplement broyée par la pression atmosphérique de Vénus alors qu’elle est encore à 27 kilomètres de la surface de Vénus. Pour pouvoir s’y poser, il va falloir concevoir des sondes spatiales plus résistantes.

A partir de Vénéra 4, le programme subit cependant beaucoup moins d’échecs. En 1969, alors que le monde entier a les yeux rivés sur la Lune, Vénéra 5 et Vénéra 6 vont à leur tour pénétrer dans l’atmosphère vénusienne. Elles apportent peu d’informations supplémentaires par rapport à Vénéra 4. Vénéra 6 réalise tout de même l’exploit de mourir à seulement 11 kilomètres de la surface de Vénus. C’est l’année suivante que va avoir lieu l’impossible.

Vénéra 7 est la première sonde à atteindre la surface de Vénus

Vénéra 7 est spécialement conçue pour survivre à l’enfer vénusien. Plus résistante que ses grandes soeurs, elle doit pouvoir encaisser des températures de 540 degrés Celsius et une pression énorme. C’est ce qui va lui permettre de tenir jusqu’à la surface de Vénus. Après une descente sans encombre, l’atterrisseur touche le sol et continue à transmettre pendant presque 23 minutes. Vénéra 7 devient ainsi la première sonde spatiale à toucher le sol d’une autre planète que la Terre et à y survivre. Bien qu’elle n’embarque pas de caméra, son atterrissage abrupt permet de comprendre que le sol de Vénus est solide.

Les ingénieurs russes connaissent maintenant précisément les conditions de température et de pression qui règnent à la surface de Vénus. Vénéra 8 peut donc être conçue de manière plus légère que sa grande soeur, ce qui lui permet d’embarquer bien plus d’instruments scientifiques. Vénéra 8 réussit à se poser sur Vénus en juillet 1972. Elle y survit même deux fois plus longtemps que Vénéra 7, 50 minutes. Elle réalise les premières mesures locales de la vitesse des vents et de la luminosité, mais n’embarque pas de caméra.

Les sondes Vénéra 9 et Vénéra 10 envoient les premières images de la surface de Vénus

En 1975, l’expérience accumulée commence à payer. A partir de cette année-là et jusqu’à la fin du programme Vénéra, toutes les missions sont un succès. Le programme Vénéra gagne aussi en ambition. Les sondes Vénéra 9 et Vénéra 10 sont ainsi bien plus massives que les sondes spatiales précédentes. Elles mettent chacune en oeuvre un orbiteur, une première dans le programme, et un atterrisseur. Parmi les huit instruments embarqués par chaque atterrisseur, il y a des caméras panoramiques. Il faut cependant composer avec la technologie numérique de l’époque. Au mieux elles peuvent capturer des images monochromes de 500 sur 128 pixels. Malgré ses limitations, le pari est réussi. Les deux atterrisseurs parviennent à survivre environ une heure à la surface de Vénus et transmettent leurs précieuses prises de vue aux orbiteurs qui à leur tour les envoient à la Terre.

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Premières images de Vénus prises par les sondes Vénéra 9 et 10

En moins d’un an, l’humanité découvre ainsi les paysages de ses deux voisines. En octobre 1975, la surface de Vénus nous est révélée par Vénéra 9 et Vénéra, et en juillet 1976 c’est la surface de la planète mars qui est photographiée par les atterrisseurs Viking de la NASA. Tout à coup, le système solaire devient presque familier. Le programme Vénéra va continuer durant la fin des années 1970 et le début des années 1980. En 1981, Vénéra 13 fournie des photos en couleurs de la surface de Vénus. C’est aussi elle qui établit le record de survie sur la planète, avec un peu plus de deux heures sur la surface de Vénus. Cela lui permet notamment de forer la croûte de Vénus.

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Images en couleur envoyées par Vénéra 13 et 14

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Images composites et traitées créées à partir des images envoyées par Vénéra

Vénéra 15 et Vénéra 16 cartographient Vénus à travers son épaisse atmosphère

Les orbiteurs Vénéra 15 et Vénéra 16 ont cartographié la surface de la planète au radar, nous donnant ainsi une vue d’ensemble de ce qui se cache sous le voile blanc de Vénus. En 1985, les deux dernières missions du programme Vénéra sont lancées en collaboration avec de nombreux états européens. Il s’agit en réalité de missions à destination de la comète de Halley qui larguent au passage des atterrisseurs et pour la première fois des ballons sonde dans l’atmosphère de Vénus. Ces ballons sondes survivent plus de 45 heures en flottant à une cinquantaine de kilomètres de hauteur. Les forts vents présents à cette altitude les font voyager sur des milliers de kilomètres, permettant ainsi de mesurer la direction et l’intensité des mouvements atmosphériques.

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Cartographie radar de Vénus et position des sondes Vénéra

Encore aujourd’hui, le programme Vénéra est le seul à avoir posé des robots à la surface de Vénus. Depuis cet immense effort soviétique, les missions vers Vénus sont beaucoup plus rares. Le programme Vénéra pourrait cependant ressusciter. Roscosmos a dans ses projets une mission appelée Venera-D qui pourrait emporter dès le milieu des années 2020 un nouvel orbiteur et un nouvel atterrisseur vers Vénus. Ces sera peut-être l’occasion d’avoir enfin des images de la surface de Vénus à la hauteur de celles qu’on possède de la planète Mars.

Images by reddit r/space / Zamonin & Rave [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] / SOVFOTO-GETTY / SVF2-GETTY / NASA / ESA / JAXA





Sources

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