Contexte

L’une des questions clés de la science planétaire consiste à savoir pourquoi Venus, bien qu’elle ait à peu près la même taille et la même composition que la Terre, a connu un changement climatique aussi spectaculaire : au lieu d’être un monde habitable comme la Terre, elle évolue dans une atmosphère toxique et est enveloppée d’épais nuages riches en acide sulfurique. 

EnVision fait suite au succès de la mission Venus Express (2005-2014) de l’ESA, laquelle était principalement axée sur la recherche atmosphérique, mais fit également des découvertes cruciales indiquant la présence possible de points chauds volcaniques à la surface de la planète. 

EnVision améliorera également les images radar de la surface obtenues par la mission Magellan de la NASA dans les années 1990. En collaboration avec les prochaines missions DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) et VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) de la NASA, le trio de nouveaux engins spatiaux fournira l’étude la plus complète jamais réalisée sur Vénus.

Quelles sont les caractéristiques actuelles de Vénus (activité, climat) ? Quelle histoire Vénus a-t-elle vécue pour arriver à cet état ? Vénus est-elle encore géologiquement active ? Quelle est la composition des roches constituant les tesserae, hauts plateaux rocheux peut-être analogues à nos continents ? Quel 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 ? Aurait-elle pu autrefois abriter un océan et même entretenir la vie ? Quelles leçons peut-on tirer de l’évolution des planètes terrestres en général, alors que nous découvrons davantage d’exoplanètes semblables à la Terre ? Voici quelques-unes des questions auxquelles EnVision essayera de trouver des réponses.

Pour répondre à ces questions fondamentales, les objectifs scientifiques de la mission sont de :

• Déterminer les types de processus volcaniques qui se sont produits sur Vénus, en étudiant les propriétés du magma et les âges relatifs des différentes coulées volcaniques
• Déterminer les types de déformation tectonique qui ont opéré sur Vénus en étudiant leur expression de surface et leurs signatures gravitationnelles, et en déterminant leur rôle dans la perte de chaleur planétaire
• Caractériser les processus de modification de surface tels que la modification des cratères d'impact, les hautes terres lumineuses à faible émissivité/radar, pour améliorer notre compréhension de la géochronologie de Vénus
• Étudier la structure interne de Vénus, grâce à des mesures du champ de gravité et de la réponse des marées, pour contraindre les propriétés et les épaisseurs de la croûte, du manteau et du noyau de Vénus
• Contraindre la nature et l'occurrence du volcanisme récent sur Vénus, en vue de comparer ces processus à ceux de la Terre et des autres planètes telluriques, caractérisant ainsi ses signatures morphologiques, thermiques et volatiles
• Étudier l'évolution du paysage sur Vénus, comme l'érosion et le dépôt de mouvements de masse entraînés par la gravité, et l'altération chimique active sur des échelles de temps allant du mois à plusieurs années
• Explorer le rôle de l'activité géologique, à travers le volcanisme et les réactions chimiques surface-atmosphère, dans le maintien du contenu volatil et nuageux de l'atmosphère et de l'évolution du climat
• Étudier le transport d'espèces volatiles géophysiquement significatives à travers l'atmosphère et les nuages de Vénus, par des mesures au-dessous, à l'intérieur et au-dessus de la couche nuageuse. 

Déroulé du projet

La mission Envision sera lancée fin 2031 à bord d’Ariane 6. La sonde achèvera sa croisière vers Vénus en 2033 où elle entamera une phase d’aéro-freinage dans le but d’atteindre son orbite finale pour ensuite entamer sa mission scientifique début 2035. La phase d’étude scientifique nominale se déroulera jusqu’en 2039 et une extension pourra être considérée.

Organisation

La mission EnVision s’inscrit dans le cadre du programme spatial scientifique de l’Agence Spatiale Européenne : Cosmic Vision 2015-2025.

Elle est développée en collaboration avec la NASA qui fournit l’instrument principal, un radar à synthèse d’ouverture afin de cartographier la surface de Vénus. 

La France contribue à la mission via la participation de plusieurs laboratoires français (IRAP, LATMOS, LESIA, LPG), qui travaillent au développement d’instruments destinés à être embarqués à bord du satellite et à la direction d’expériences de radio-sciences. 

Le CNES est responsable, en tant qu’agence nationale, de toutes les contributions françaises à la mission. 
En particulier, le CNES est impliqué dans la réalisation du spectromètre VenSpec-U qui étudiera les interactions entre la basse et la haute atmosphère et le cycle du soufre, en analysant l’atmosphère au-dessus des nuages, et de l’expérience RadioScience qui analysera la structure interne de Vénus.