Vénus - jumelle «acide» de la Terre
Vénus est similaire à la Terre en termes de taille et de composition chimique. Ce couple
La température à la surface de Vénus fluctue autour deÀ 465 degrés Celsius, sa pression à la surface est environ 90 fois supérieure à celle de la Terre (comparable à la pression d'un kilomètre sous le niveau de la mer. Le voisin le plus proche de la Terre a une période de rotation de 243 jours, contrairement à la rotation rapide de la Terre de 24 heures. Grâce à de nouvelles données , les scientifiques savent que l'atmosphère de Vénus est principalement constituée de dioxyde de carbone. Cela permet d'ailleurs à l'humanité de comprendre à quoi peut conduire le réchauffement climatique. En raison de la chaleur intense, l'eau n'est présente que dans l'atmosphère de la planète. c'est pourquoi il n'y a pas d'océans sur la planète.
Vue de Vénus dans l'hémisphère, comme le montrent plus dedix ans de recherche radar, culminant avec la mission Magellan en 1990-1994, le centre est à 180 degrés de longitude est. Crédit d'image: NASA / JPL / USGS
Et tous les hérissons de Vénus et de la Terre sont souvent comparés etsont appelés jumeaux. Pourquoi? Cette question a été répondue par Dmitry Titov, scientifique à l'Institut Max Planck de recherche sur le système solaire à Katlenburg-Lindau, en Allemagne, et co-auteur de plusieurs articles dans la revue Nature sur les découvertes de Venus Express.
Vénus et la Terre sont en fait des jumeaux, mais qui ont été séparés à la naissance. La question principale est de savoir pourquoi ces jumeaux sont si différents.
Dmitri Titov
Une équipe internationale de scientifiques diffuse des données avec Venus Express depuis avril 2006, date à laquelle elle a commencé à étudier Vénus. Sa distance minimale à la Terre est d'environ 40 millions de km.
À l'équateur de Vénus se trouve une couche de turbulenceun flux d'air qui se lisse à des latitudes plus élevées, note Fred Taylor, physicien à l'Université d'Oxford et scientifique interdisciplinaire qui a participé à la mission Venus Express. La vitesse du vent dans la haute atmosphère est beaucoup plus élevée que sur Terre, en partie à cause de la rotation lente de Vénus. Il y a aussi des preuves de courants d'air vortex de milliers de kilomètres de large aux deux pôles. Ils sont similaires à ceux qui se produisent sur les pôles de la Terre pendant les mois d'hiver.
Vents solaires (rafales d'ions provenant de l'extérieur)L'atmosphère du Soleil, capable de déchirer les molécules qu'elle rencontre, aspire les particules de l'atmosphère de Vénus, démêle leurs atomes et les rejette dans l'espace. Les particules présentes dans l'atmosphère terrestre sont largement protégées des vents solaires par un puissant champ magnétique, ce qui manque à Vénus. Les scientifiques ont observé des particules légères et chargées – des ions hydrogène et hélium – quitter l’atmosphère de la planète. Mais les chercheurs ont été surpris de découvrir que de l'oxygène était également libéré.
«Vénus est très, très sèche», souligne DavidGrinspoon, astrobiologiste au Denver Museum of Nature and Science. Il ajoute que toute l'eau de son atmosphère aurait un peu plus de 2,5 cm de profondeur si elle était à la surface de la planète. Cependant, l'analyse de l'eau quittant l'atmosphère de Vénus montre que de nombreux ions hydrogène sont en fait un isotope stable du deutérium, qui consiste en un proton et un neutron (pas seulement un proton) dans son noyau. «La quantité de deutérium est une clé importante pour comprendre la quantité d'eau perdue au fil du temps», souligne Grinspoon. Les chercheurs estiment que Vénus a perdu au moins un océan d'eau depuis sa formation, sur la base de particules de deutérium emportées par le vent solaire.
«Ces différences ne sont pas seulement dues au fait que Vénusest plus proche du soleil, explique Fred Taylor. - On sait maintenant que l'absence de champ magnétique protecteur et les différentes vitesses de rotation des planètes jouent également un rôle pour assurer la grande vitesse de nombreux processus atmosphériques sur Vénus que l'on observe sur Terre. Les nouvelles données nous permettent de construire un scénario dans lequel Vénus a commencé de la même manière que la Terre - y compris éventuellement un environnement habitable il y a des milliards d'années - puis a évolué vers l'état que nous voyons maintenant.
Où la vie peut-elle habiter sur Vénus?
Pendant des décennies, Vénus a reçuVerdict : c’est un paysage infernal toxique, surchauffé et écrasant où rien ne peut survivre. Mais de plus en plus, les scientifiques portent un nouveau regard sur leur plus proche voisine planétaire, ou du moins sur ses nuages.
Des recherches récentes expliquent comment les microbiensla vie pouvait survivre dans les couples vénusiens. Si la nouvelle hypothèse est un jour confirmée, elle pourrait inciter les scientifiques à réévaluer comment et où nous cherchons la vie dans l'univers.
Bien que la surface de Vénus soit soumise à de rudespression et température, certaines couches de son atmosphère sont assez bonnes. Outre la Terre, l'atmosphère de Vénus est l'endroit le plus habitable du système solaire, car sa pression et sa température se situent dans la plage que nous connaissons. Cependant, les humains n’auraient pas d’air respirable. Le problème de l’acide sulfurique dans l’atmosphère, qui corrode le système respiratoire et d’autres organes vitaux, ne disparaît pas non plus.
Concept artistique de volcans actifs surVénus, représentant une zone de subduction où la croûte de premier plan plonge à l'intérieur de la planète dans une tranchée topographique. Crédit d'image: NASA / JPL-Caltech / Peter Rubin
Malgré les conditions difficiles, les scientifiques demandentla question est, est-ce que certains microbes presque invisibles pourraient être au bord de l'un des mondes les plus inadaptés que nous connaissons? Les organismes robustes comme les tardigrades peuvent survivre aux radiations, aux températures extrêmes, à la faim, à la déshydratation et même au vide de l'espace. Peut-être ont-ils des parents sur Vénus?
Carl Sagan a pensé à la vie dans les nuages de Vénusen 1967, et il y a seulement quelques années, des chercheurs ont suggéré que d'étranges phénomènes anormaux observés lors de l'observation de la planète à la lumière ultraviolette pourraient être expliqués par quelque chose comme des algues ou des bactéries présentes dans son atmosphère.
Recherche publiée dans la revueL'astrobiologie, par l'astronome principale Sarah Seeger du MIT, offre une variation sur ce à quoi pourrait ressembler le cycle de vie sur Vénus. Seeger a été un leader du 21e siècle dans la recherche d'exoplanètes, de biosignatures et de mondes similaires au nôtre. Elle est actuellement directrice adjointe de la science pour la mission Transit Exoplanet de la NASA (également connue sous le nom de TESS).
Seeger et ses collègues suggèrent que le plusle moyen probable pour les microbes de survivre sur Vénus est sous forme de gouttelettes de liquide. Mais ces gouttes ne restent pas en place, comme la pluie. Finalement, ils deviennent si gros que la gravité prend le dessus. Dans le cas de Vénus, cela signifierait que des gouttelettes contenant de minuscules formes de vie tombent dans les couches inférieures plus chaudes de l'atmosphère de la planète, où elles se dessèchent inévitablement.
«Le seul moyen de survivre indéfinimentEst un cycle de vie qui implique le dessèchement de la vie microbienne lorsque les gouttelettes de liquide s'évaporent pendant la décantation. Dans le même temps, de petites "spores" asséchées s'arrêtent et peuplent partiellement l'atmosphère de Vénus, sa couche inférieure de brume stagnante ", expliquent les auteurs de l'étude.
Ces spores séchées entreront dans une sorte de phase d’hibernation, semblable à ce que peuvent faire les tardigrades, et finiront par être soulevées dans l’atmosphère et réhydratées, poursuivant ainsi le cycle de vie.
Cependant, ce n'est qu'une théorie.Pourtant, la NASA envisage même de lancer la mission Veritas dès 2026 pour orbiter autour de Vénus afin d'en étudier les nuages. De nouvelles données sur Vénus et éventuellement de nouvelles découvertes pourraient bientôt apparaître. Les prévisions pour la planète restent, comme depuis un certain temps, nuageuses.
Comment la NASA a-t-elle prévu de peupler Vénus?
Un certain nombre d'agences, dont bien sûr la NASA,concentre les efforts pour explorer le système solaire sur Mars. À première vue, cependant, Mars ne semble pas être le meilleur candidat. Vénus est beaucoup plus proche - à une distance de 38 millions à 261 millions de km par rapport à Mars à une distance de 56 à 401 millions de km. Comme déjà mentionné, c'est le plus proche voisin de la Terre.
Vénus est également comparable en taille à la Terre - son rayon est de 6 052 km et la Terre de 6 371 km. De plus, les deux planètes ont une densité et une composition chimique similaires.
Mais tout le reste le rend pratiquementinvisible à la recherche. Bien que les sondes aient été envoyées à la surface de la planète, elles n'ont duré que deux heures au plus avant que les conditions à la surface de Vénus ne les détruisent. Ces conditions incluent la pression atmosphérique, 92 fois celle de la Terre; température moyenne 462 degrés Celsius; activité volcanique extrême; une atmosphère extrêmement dense, composée principalement de dioxyde de carbone avec une petite quantité d'azote; et une couche trouble d'acide sulfurique.
En général, Vénus n'est pas le meilleur endroit pour coloniser. Cependant, la NASA pense avoir une solution pour envoyer des gens explorer la planète - une ville en nuage.
Concept opérationnel de Vénus à haute altitude(Concept opérationnel de Vénus à haute altitude) - HAVOC - est un vaisseau spatial conceptuel développé par l'équipe du Bureau d'analyse des systèmes et des concepts du Centre de recherche Langley de la NASA pour l'exploration de Vénus. Cette fusée plus légère que l'air sera conçue pour rester au-dessus des nuages acides pendant environ 30 jours, permettant à un groupe d'astronautes de collecter des données sur l'atmosphère de la planète.
Alors que la surface de Vénus peutpour détruire une personne, les conditions au-dessus de ses nuages à une altitude d'environ 50 km sont similaires à celles de la Terre lorsqu'il s'agit de planer. La pression atmosphérique de Vénus est comparable à celle de la Terre, tandis que la gravité n'est que légèrement inférieure. La température est d'environ 75 degrés Celsius, ce qui est supérieur à une température confortable, mais cette température peut être contrôlée. Enfin, l'atmosphère à cette altitude assure une protection contre le rayonnement solaire.
La mission devait commencer par un lancementune sonde robotique à Vénus pour les vérifications et recherches initiales. Après avoir reçu ces données, la mission avec équipage peut passer 30 jours à naviguer sur la planète; qui seront suivies de missions dans lesquelles des équipes de deux astronautes passeront un an chacune. Le but ultime est la présence constante d'une personne dans une ville de nuages volants.
La ville devait être créée en utilisanttechnologies existantes ou quasi-existantes. Si la mission réussissait, cela pourrait être le début de la population de la colonisation de l'univers hors de la Terre.
La NASA a également prévu de créer les conditions de Vénus sur Terre - un document correspondant a déjà été préparé, qui décrit les capacités et possibilités actuelles pour effectuer de tels tests.
«Vénus elle-même a une valeur en tant que pointdestination pour l'exploration et la colonisation, mais elle complète également les plans actuels pour Mars », a déclaré Chris Jones du Langley Research Center. Comme l'assurent les scientifiques, si Vénus était d'abord étudiée, l'humanité aurait un plus grand avantage sur la mise en œuvre d'une mission sur Mars à l'échelle humaine.
Malheureusement, le projet est actuellement dans les archives. Quand les scientifiques pourront y revenir, c'est inconnu. Cependant, la NASA nous a donné l'occasion de voir à quoi ressemblerait l'exploration de Vénus.
Vénus aurait-elle pu être habitable dans le passé ?
Selon des simulations informatiques de l'ancienSelon des scientifiques du Goddard Institute for Space Research (GISS) de la NASA à New York, Vénus aurait pu avoir un océan peu profond d'eau liquide et des températures de surface habitables pendant jusqu'à 2 milliards d'années de ses débuts.
Les observations montrent que dans un passé lointainVénus pourrait avoir des océans d'eau. Un modèle terre-océan similaire, comme celui ci-dessus, a été utilisé dans un modèle climatique pour montrer comment les nuages d'orage auraient pu protéger l'ancienne Vénus de la forte lumière du soleil et rendre la planète habitable.
NASA
Les résultats, publiés dans Geophysical Research Letters, ont été dérivés d'un modèle similaire à celui utilisé pour prédire les changements climatiques futurs sur Terre.
"La plupart des outils que nous utilisonspour modéliser le changement climatique sur Terre, peut être adapté pour étudier le climat d'autres planètes, passées et présentes, explique Michael Way, chercheur au GISS et auteur principal de l'article. "Ces résultats suggèrent que l'ancienne Vénus aurait pu être un endroit très différent de ce qu'elle est aujourd'hui."
Les scientifiques suggèrent depuis longtemps que Vénusformé à partir de composants similaires à ceux sur terre, mais a suivi un chemin d'évolution différent. Les mesures prises par la mission pionnière de la NASA sur Vénus dans les années 1980 ont d'abord suggéré que la planète aurait pu être à l'origine un océan. Cependant, Vénus est plus proche du Soleil que de la Terre et reçoit beaucoup plus de lumière, d'énergie et de rayonnement. En conséquence, les premiers océans de la planète se sont évaporés, les molécules de vapeur d'eau ont été détruites par le rayonnement ultraviolet et l'hydrogène s'est envolé dans l'espace. En l'absence d'eau à la surface, le dioxyde de carbone s'accumule dans l'atmosphère, entraînant l'effet de serre qui a créé les conditions actuelles.
Des recherches antérieures ont montré que commentla planète tourne rapidement autour de son axe, affecte si elle a un climat propice à la vie. Un jour sur Vénus équivaut à 117 jours terrestres. Jusqu'à récemment, on supposait que pour que la planète ait la vitesse de rotation lente d'aujourd'hui, une atmosphère dense, similaire à celle de Vénus moderne, était nécessaire. Cependant, de nouvelles études ont montré qu'une atmosphère mince similaire à celle de la Terre moderne aurait pu produire le même résultat. Cela signifie que l'ancienne Vénus avec une atmosphère terrestre aurait pu avoir la même vitesse de rotation qu'aujourd'hui.
Un autre facteur influençant le climat de la planète estc'est la topographie. L'équipe GISS a postulé qu'il y avait plus de terres sur l'ancienne Vénus que sur Terre, en particulier sous les tropiques. Cela limite la quantité d'eau évaporée des océans et, par conséquent, l'effet de serre de la vapeur d'eau. Ce type de surface semble être idéal pour l'habitation planétaire; il semble qu'il y avait suffisamment d'eau pour supporter une vie abondante et suffisamment de terres pour désensibiliser la planète aux changements associés à la lumière du soleil.
Way et ses collègues du GISS ont simulé des conditionshypothétique Vénus précoce avec une atmosphère similaire à celle de la Terre, avec un jour égal au jour actuel de Vénus, et un océan peu profond selon les premières données du vaisseau spatial Pioneer. Les chercheurs ont ajouté des informations sur la topographie de Vénus à partir de mesures radar prises par la mission Magellan de la NASA dans les années 1990 et ont rempli les basses terres d'eau, laissant les régions montagneuses nues comme les continents de Vénus. L'étude a également pris en compte l'ancien soleil, qui était plus faible à 30%. Malgré cela, l'ancienne Vénus recevait encore environ 40% de plus de lumière solaire que la Terre aujourd'hui.
L'étude a été menée dans le cadre du programme de la NASAPlanetary Science Astrobiology dans le cadre du programme Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), qui vise à accélérer la recherche de la vie sur des planètes en orbite autour d'autres étoiles, ou exoplanètes, en combinant des idées issues des domaines de l'astrophysique. planétologie, héliophysique et sciences de la terre. Les résultats sont directement pertinents pour les futures missions de la NASA, telles que le satellite exoplanète en transit et le télescope spatial James Webb, qui tenteront de localiser d'éventuelles planètes habitables et de caractériser leurs atmosphères.
Missions futures à Vénus
Comment ces « planètes sœurs » – la Terre etVénus – qui a évolué si différemment – est une question scientifique brûlante depuis des décennies, et une mission proposée appelée VERITAS vise à apporter des réponses en transformant notre compréhension de la géodynamique interne qui a façonné la planète. La mission pourrait donner un aperçu de l'évolution de notre propre planète et même nous aider à mieux comprendre les planètes rocheuses en orbite.autresétoiles
VERITAS est considéré pour la sélection dansProgramme de découverte de la NASA et sera géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. Les partenaires du projet incluent Lockheed Martin, l'Agence spatiale italienne, l'Agence spatiale allemande et l'Agence spatiale française.
«Vénus est comme un cadeau cosmique en conséquenceaccidents, a déclaré Suzanne Smrekar, chercheuse principale VERITAS au JPL. "Vous avez ces deux corps planétaires - la Terre et Vénus, qui ont commencé presque de la même manière, mais sont passés par deux chemins d'évolution complètement différents, mais nous ne savons pas pourquoi."
La dernière mission d'exploration de la surface de la planète,Le vaisseau spatial Magellan de la NASA, achevé en 1994. Bien qu'il ait donné quelques indices sur la géologie de Vénus, les instruments n'ont pas été en mesure de fournir des informations fiables sur l'origine de nombreuses caractéristiques de la surface de la planète.
Proposé pour un lancement en 2026, VERITAStournez autour de la planète et observez à travers des nuages ombragés en utilisant un puissant système radar moderne pour créer des cartes mondiales en 3D et un spectromètre dans le proche infrarouge pour déterminer de quoi la surface est faite. Il mesurerait également le champ gravitationnel de la planète pour déterminer la structure de l'intérieur de Vénus. Ensemble, ces outils peuvent fournir des indices sur les processus géologiques passés et présents de la planète, de son noyau à la surface.
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