La planète Vénus

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Chiffres clés

Données orbitales :

• Distance par rapport au Soleil : 107 à 109 millions de km soit 0,72 à 0,73 UA
• Période orbitale : 224,7 jours - rotation rétrograde
• Durée d’une journée : 243 jours
• Vitesse orbitale : 35,3 à 34,8 km/s
• Excentricité orbitale : 0,0067
• Inclinaison orbitale : 3,39°
• Inclinaison axiale : 177,3°

Données physiques :

• Diamètre : 12 104 km, soit 94% la Terre
• Masse : 4 870 milliards de milliards de tonnes soit 82% de la Terre
• Volume : 928 000 millions de km³ soit 82% de la Terre
• Pesanteur : 90,5% de la Terre
• Vitesse de libération : 10,361 km/s
• Température à la surface : 446 à 490° C
• Densité moyenne : 5.25 g/cm³

Composition atmosphérique :

• Dioxyde de carbone : 96,4%
• Azote : 3,4%
• Dioxyde de soufre : 0,15%
• Argon : 0, 007%
• Vapeur d'eau : 0,002%

Orbite

Vénus orbite autour du Soleil tous les 224,7 jours terrestres. Avec une période de rotation de 243 jours terrestres, il lui faut plus de temps pour tourner autour de son axe que toute autre planète du Système solaire. Comme Uranus, elle possède une rotation rétrograde et tourne dans le sens opposé à celui des autres planètes : le soleil s'y lève à l'ouest et se couche à l'est. Vénus possède l'orbite la plus circulaire des planètes du Système solaire avec une excentricité orbitale presque nulle et, du fait de sa lente rotation, est quasiment sphérique (aplatissement considéré comme nul). Elle ne possède pas de satellite naturel.

La planète la plus chaude du Système solaire

Vénus est le troisième objet le plus brillant du ciel après le Soleil et la Lune. C'est la planète la plus chaude du système solaire. La planète est enveloppée d'une couche opaque de nuages d'acide sulfurique, hautement réfléchissants pour la lumière visible, empêchant sa surface d'être vue depuis l'espace. Son atmosphère épaisse retient la chaleur dans un effet de serre incontrôlable avec des températures de surface suffisamment élevées pour faire fondre le plomb. L'atmosphère est si épaisse que, vu de la surface, le Soleil n'est qu'une traînée de lumière.

Structure interne

La croûte silicatée

Elle est d'une épaisseur supposée allant de 20 à 50 km environ, serait plus épaisse que la croûte océanique terrestre (moyenne de 6 km) et dans l'ordre de grandeur de la croûte continentale terrestre (moyenne de 30 km). La taille de la croûte vénusienne a été déduite des nombreux épanchements de lave constatés autour des cratères d'impact. Cette croûte ne représenterait que 0,34 % du rayon de la planète et les analyses faites par les différentes sondes Venera ont prouvé que le matériau extérieur de Vénus est semblable au granite et au basalte terrestre.

Le manteau

Vénus posséderait un manteau rocheux représentant environ 52,5 % du rayon de la planète105, composé essentiellement de silicates et d'oxydes de métaux. Ce manteau pourrait comporter encore aujourd'hui un océan magmatique, d'une épaisseur de 200 à 400 km.

Le noyau

Comme celui de la Terre, le noyau vénusien est au moins partiellement liquide car les deux planètes se sont refroidies à peu près au même rythme108. La taille légèrement plus petite de Vénus signifie que les pressions sont inférieures d'environ 24 % dans son noyau par rapport à celles régnant dans le noyau terrestre. La principale différence entre les deux planètes est le manque de preuves d'une tectonique des plaques sur Vénus, peut-être parce que sa croûte est trop dure pour qu'il y ait une subduction sans eau pour la rendre moins visqueuse. Il en résulte que la perte de chaleur est réduite sur la planète, l'empêchant de se refroidir. Cela fournit une explication à son absence de champ magnétique interne. À la place, Vénus pourrait surtout réduire sa chaleur interne lors d'événements de resurfaçage majeurs Le noyau de Vénus serait constitué de deux parties : un noyau externe constitué de fer et de nickel liquides qui représenterait environ 30 % du rayon de la planète ; un noyau interne composé de fer et de nickel solides qui représenterait environ 17 % du rayon de Vénus. Mais cela reste spéculatif car, contrairement à la Terre, il n'y a pas eu de mesures sismiques. Il n'est pas impossible que le noyau de Vénus soit entièrement liquide..

Surface

Sous les nuages ​​denses et persistants, la surface est couverte de volcans et de montagnes déformées. La surface de Vénus est un paysage désertique sec et rocheux où se déroule toujours un volcanisme. La topographie de Vénus présente peu de reliefs élevés et consiste essentiellement en de vastes plaines géologiquement très jeunes : quelques centaines de millions d'années. Ele est radicalement différente de la Terre :

• Son champ magnétique est bien plus faible
• Son atmosphère beaucoup plus dense, composée de dioxyde de carbone à plus de 96 %.
• La pression atmosphérique à la surface de la planète est 92 fois supérieure à celle de la Terre, soit environ la pression ressentie, sur Terre, à 900 mètres sous l'eau.

Observation

Conditions d'observation

Vénus étant le troisième astre du ciel en termes de magnitude apparente, après le Soleil et la Lune, elle a attiré l'attention des premiers astronomes. Aussi, Vénus est la première planète à avoir ses mouvements tracés dans le ciel, dès le IIe millénaire av. J.-C. On la retrouve chez les Mayas, dans l'Egypte antique.

À l'œil nu, Vénus est le troisième objet naturel le plus brillant du ciel (après le Soleil et la Lune). Elle apparaît comme un point blanc brillant avec une magnitude apparente variant entre -4,6 et -3,7, et un diamètre apparent compris entre 9,7 et 66 secondes d'arc. La magnitude la plus brillante se produit pendant la phase de croissant environ un mois avant ou après la conjonction inférieure. La planète est suffisamment brillante pour être vue dans un ciel clair en journée1 mais est plus facilement visible lorsque le soleil est bas à l'horizon ou en train de se coucher.

Du fait de sa luminosité elle est le seul objet céleste du ciel nocturne, mis à part la lune, à pouvoir projeter une ombre sur le sol terrestre. En tant que planète inférieure de la Terre, son élongation (c'est-à-dire l'angle marqué entre la planète et le soleil dans le ciel terrestre) connaît une valeur maximale de 47°. Vénus dépasse la Terre tous les 584 jours en ce qui concerne leur orbite autour du Solei. Ce faisant, elle passe de « l'étoile du soir », visible après le coucher du soleil, à « l'étoile du matin », visible avant le lever du soleil.

À l'inverse de Mercure, l'autre planète inférieure qui possède elle une élongation maximale de 28° et qui est souvent difficile à discerner au crépuscule, Vénus est très facilement visible, surtout lorsqu'elle est à son plus fort. Le crépuscule astronomique (moment où le soleil est suffisamment sous l'horizon pour qu'il y ait un ciel totalement sombre) étant d'environ 18°, elle peut atteindre jusqu'à un angle de 47-18 = 29° dans un ciel noir et rester visible jusqu'à plusieurs heures après le coucher du soleil.

Les phases de Vénus

En mai 1610, Galilée observe Vénus à la lunette et constate que la planète présente des phases, comme la Lune. Il note qu'elle montre une phase semi-éclairée lorsqu'elle est au plus fort de son élongation et qu'elle apparaît comme un croissant ou une phase complète lorsqu'elle est au plus proche du Soleil dans le ciel. Galilée en déduit que Vénus est en orbite autour du Soleil, ce qui est l'une des premières observations contredisant clairement le modèle géocentrique de Claude Ptolémée selon lequel le Système solaire serait concentrique et centré sur la Terre. Elles ont été un argument utilisé par ce dernier pour se rallier à la théorie héliocentrique de Copernic. Leur observation a été faite pour la première fois au début du xviie siècle par Galilée à l'aide de sa lunette astronomique. Elles ont été un argument utilisé par ce dernier pour se rallier à la théorie héliocentrique de Copernic.

Au cours de son orbite autour du Soleil, Vénus affiche des phases comme celles de la Lune lorsque vue au télescope.

• Vénus apparaît comme un petit disque dit « plein » lorsqu'elle est située de l'autre côté du Soleil par rapport à la Terre (à une conjonction supérieure).
• Vénus montre un disque plus grand et une « phase quart» à ses allongements maximaux par rapport au Soleil, et apparaît alors à son plus brillant dans le ciel nocturne.
• La planète présente un croissant mince beaucoup plus grand en vue télescopique lorsqu'elle passe le long du côté proche entre la Terre et le Soleil.
• Enfin, Vénus affiche sa plus grande taille et sa « nouvelle phase » lorsqu'elle se situe entre la Terre et le Soleil (à conjonction inférieure). Son atmosphère est visible au télescope du fait du halo de lumière solaire réfractée autour d'elle.

Exploration spatiale

L'exploration de Vénus à l'aide de sondes spatiales commence au début des années 1960. Depuis, 19 sondes ont été lancées vers Vénus ou l'ont étudié lors d'assistance gravitaionelle de la planète alors quelles se dirigeaient vers d'autres planètes du Système solaire.

• En 1961, La première mission d'envoi de sonde spatiale sur Vénus, commence avec le programme soviétique Venera.


• Le 14 décembre 1962, mission américaine Mariner 2 devient la première mission interplanétaire réussie de l'histoire. Passant à 34,833 km au-dessus de la surface de Vénus et collectant des données sur l'atmosphère de la planète et sa température de surface évaluée à près de 700 K (427 °C). La sonde ne détecte pas de champ magnétique au voisinage de la planète et met en évidence la quasi-absence d'eau dans l'atmosphère vénusienne.
  
  Les informations envoyées par Mariner 2 complètent les observations radar réalisées depuis le sol terrestre la même année, notamment à l'observatoire Goldstone en Californie, qui ont permis d'estimer la période de rotation de la planète, inconnue jusqu'alors.


• En octobre 1967, la sonde soviétique Venera 4 entre avec succès dans l'atmosphère vénusienne et réalise des expériences. La sonde montre que la température de surface est plus chaude que ce que Mariner 2 avait calculé (près de 500 °C), détermine que l'atmosphère est composée à 95 % de dioxyde de carbone et découvre que l'atmosphère de Vénus est considérablement plus dense que ce que les concepteurs de la sonde n'avaient prévu. La sonde Venera 4 parvient à lancer une capsule vers le sol vénusien, et celle-ci transmet des données sur la composition de l'atmosphère vénusienne jusqu'à une altitude de 24 km.
  
  En parallèle, les américains lancent Mariner 5 dont les données seront analysées conjointement avec celles de Venera 4 par une équipe scientifique soviéto-américaine dans une série de colloques au cours de l'année suivante, ce qui constitue un premier exemple de coopération spatiale en pleine Guerre froide.


• En 1974, Mariner 10 transite par Vénus lors d'une manœuvre d'assistance gravitationnelle lui permettant de se diriger vers Mercure. La sonde prend des photographies ultraviolettes des nuages pendant le survol, révélant des vitesses de vent très élevées dans l'atmosphère vénusienne.


• En 1975, les atterrisseurs soviétiques Venera 9 et 10 transmettent les premières images de la surface de Vénus, qui étaient alors en noir et blanc. Venera 9 devient alors la première sonde de l'humanité à se poser sur une autre planète que la Terre, et la première à retransmettre des clichés de sa surface.


• En mars 1982, les premières images couleur de la surface sont obtenues par les atterrisseurs soviétiques Venera 13 et 14, lancés à quelques jours d'intervalle.


• En 1978, la NASA obtient des données supplémentaires avec le projet Pioneer Venus qui comprend deux missions distinctes : Pioneer Venus Orbiter et Pioneer Venus Multiprobe.


• En octobre 1983, les sondes soviétique Venera 15 et 16 sont placées en orbite, et réalisent une cartographie détaillée de 25 % du terrain de Vénus (du pôle nord à 30° de latitude nord.
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• Vénus est par la suite régulièrement survolée afin de réaliser des manœuvres d'assistance gravitationnelle :
• Vega 1 et Vega 2 (1985),
• Galileo (1990) effectue le même type de manœuvre avant d'aller vers Jupiter (observations en proche infrarouge).
• Cassini-Huygens (1998) avant d'aller vers Saturne.
• Entre 1990 et 1994, la sonde Magellan réalise une cartographie complète et très précise (avec une résolution horizontale inférieure à 100 m) de la surface de la planète. La sonde spatiale utilise pour cela un radar, seul instrument capable de percer l'épaisse atmosphère de Vénus. Un relevé altimétrique est également effectué. Cette cartographie détaillée montre un sol remarquablement jeune géologiquement parlant (de l'ordre de 500 millions d'années), la présence de milliers de volcans269,37 et une absence de tectonique des plaques telle qu'on la connait sur Terre mais de nouvelles analyses suggèrent que la surface est divisée en blocs rocheux, « ramollis » par la chaleur intense de l'environnement et semblent se déplacer entre eux à la manière des blocs de glace de la banquise terrestre281.

• D'avril 2006 au 14 décembre 2014, la sonde Vénus Express de l'Agence spatiale européenne (réalisée en coopération avec Roscosmos) et lancée en novembre 2005 observe Vénus. Elle permet de réaliser plusieurs découvertes importantes dont une possible activité volcanique récente, le ralentissement de sa vitesse de rotation ou encore la présence d'une « queue magnétique ».


• Depuis 2016, une sonde de la JAXA, Akatsuki, est sur une orbite très elliptique autour de Vénus. Lancée en 2010 mais arrivée avec cinq ans de retard à cause d'une panne de propulseur lors de son insertion initiale, il s'agit de la seule sonde en orbite autour de Vénus en 2020. Elle a pour objectif de mieux comprendre ce qui a mené la planète à son état actuel, notamment son effet de serre. L'engin a permis de découvrir la présence, à 64 km d'altitude, d'une onde de gravité longue de 10 000 km et 65 km de large, stationnaire par rapport au sol et pouvant perdurer plusieurs jours (contrairement aux ondes de gravité sur Terre qui disparaissent très vite). Akatsuki a également pris des clichés dans l'infrarouge de la face nocturne de Vénus.


• Le 19 octobre 2018, la sonde européenne BepiColombo, réalisée en partenariat avec la JAXA nippone, décolle vers la planète Mercure. Durant son trajet, elle réalisera deux survols de la planète Vénus, durant lesquels elle effectuera plusieurs expériences, servant notamment à tester les instruments de la sonde avant son arrivée autour de Mercure en 2025.

À retenir

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