Il y a un problème avec Vénus. Nous ne savons pas à quelle vitesse il tourne. Pour une civilisation spatiale comme la nôtre, c'est un problème.
Mesurer la durée de la journée, ou le taux de rotation, de la plupart des corps est assez simple. Marquez une caractéristique de surface proéminente et chronométrez le temps nécessaire pour faire pivoter 360 degrés. Mais Vénus est recouverte de nuages épais. Ces nuages lui confèrent sa réflectivité et la rendent brillante et visible dans le ciel, mais ils rendent difficile la mesure de la longueur du jour de Vénus.
En 1963, les observations radar de la Terre ont percé la couverture nuageuse épaisse et mesuré la longueur de jour de Vénus (LOD). Ces observations ont déterminé le taux de rotation à 243,1 jours. Ils ont également révélé que Vénus a une rotation rétrograde, ce qui signifie qu'elle tourne dans le sens opposé à la Terre et à la plupart des autres planètes du système solaire. (Uranus a également une rotation rétrograde.)
Ce n'était pas la fin de la mesure du LOD de Vénus. Les observations radar ultérieures ont abouti à des valeurs différentes, parfois jusqu'à six minutes. Peut-être qu'un vaisseau spatial ferait un meilleur travail.
En 1989, la NASA a lancé le vaisseau spatial Magellan. Magellan est arrivé à Vénus en août 1990 et est entré dans une orbite elliptique quasi polaire de trois heures. Après 487 jours et près de 1 800 orbites, Magellan a terminé sa mission de cartographie et a également mesuré le LOD de Vénus à 243,0185 jours, avec une incertitude de neuf secondes.
Depuis lors, les scientifiques mesurent le taux de rotation de Vénus et ne peuvent obtenir de réponse cohérente. Il y a eu différentes explications proposées pour cela, comme la traînée atmosphérique de l'atmosphère épaisse de Vénus, ou le couple de marée solaire. Mais un nombre exact a été difficile à atteindre.
En plus d'être dans la position inconfortable de ne pas savoir à quelle vitesse notre voisin tourne, il y a une raison pratique de vouloir le savoir: y faire atterrir un vaisseau spatial.
Vénus est un endroit inhospitalier. Des températures clémentes et une pression atmosphérique écrasante ont limité l'exploration de surface de la planète à une poignée de sondes soviétiques. Il s'agissait de la famille de sondes Venera, qui ont été envoyées à Vénus à partir de 1961.
Mais il est prévu d'envoyer plus de vaisseaux spatiaux pour explorer Vénus. Sans connaître le taux de rotation, il est très difficile pour un vaisseau spatial de coller un atterrissage. L'incertitude actuelle dans le taux de rotation signifie qu'un vaisseau spatial pourrait manquer sa cible de 21 km (13 miles). Vénus est déjà une cible suffisamment dangereuse sans invoquer autant d'erreur.
Une équipe de scientifiques du Smithsonian Astrophysical Observatory, de l'Université Cornell, du Jet Propulsion Observatory et d'autres institutions souhaitaient proposer une mesure plus précise. Ils ont analysé 29 ans de données radar basées sur la Terre sur Vénus, de 1988 à 2017. Leur article est intitulé «Le taux de rotation moyen de Vénus à partir de 29 ans d'observations radar basées sur la Terre». Il est publié dans la revue Icarus.
L'imagerie radar a donné à l'équipe un aperçu des caractéristiques de la surface et de leurs positions sur 29 ans. Plutôt que d'essayer de fixer une durée de jour (LOD) exacte et stable pour Vénus, ils ont trouvé une valeur moyenne de 243,0212 ± 0,0006d. Cette valeur moyenne est importante pour toutes les futures missions.
Bien qu'une valeur exacte et solide pour le LOD de Vénus soit toujours hors de portée, en raison des oscillations de la traînée atmosphérique et du couple solaire, cette nouvelle moyenne est toujours valable. Plus nous nous éloignons dans le temps de la mission Magellan, plus cela compte.
C'est parce que notre carte des caractéristiques de surface de Vénus repose toujours sur ces 487 jours et près de 1800 orbites que Magellan a achevées en 1990. Ces cartes jouent toujours un grand rôle dans le choix des points d'atterrissage, et les caractéristiques de surface de ces cartes sont «dérivantes». Comme l'équipe le dit dans son article, «les décalages de position actuels des prédictions de l'époque de Magellan sont déjà> 20 km est-ouest près de l'équateur». Plus le temps s'écoule entre Magellan et une mission vers Vénus, plus ces décalages augmenteront.
Les futures missions sur Vénus devraient viser le terrain montagneux de tessera. Ce terrain est un motif complexe d'ensembles entrecroisés de fractures et de crêtes subparallèles. Vénus possède un réseau mondial de ceintures tectoniques qui traversent ce terrain. Le terrain montagneux de tessera est probablement ancien par rapport au terrain de coulée de lave répandu sur Vénus, et y atterrir répondrait aux objectifs de la Feuille de route 2014 pour l'exploration de Vénus. Ce document décrit les objectifs de la mission de Vénus, qui comprend «Étudier la géochimie de surface et la minéralogie sur un plateau de tesselles».
Bien que la nature exacte de toute mission à la surface de Vénus ne soit pas encore certaine, il semble certain qu'il y aura des atterrisseurs là-bas. Peut-être d'ici la fin des années 2020. Et si les hauts plateaux de tesselles sont la destination, cela signifie qu'il y a des dangers à affronter. Cette région présente des pentes abruptes et des zones d'atterrissage appropriées qui ne font que quelques kilomètres de diamètre.
Cette étude réduit le niveau d'incertitude dans le niveau de détail de Vénus à la plus petite quantité à ce jour. En même temps, cela augmente la précision de la planification et de l'exécution d'un atterrissage. Et dans les prochaines années, de nouvelles mesures du LOD de Vénus pourraient réduire encore plus cette erreur.
Plus:
- Communiqué de presse: La rotation de Vénus
- Document de recherche: Le taux de rotation moyen de Vénus à partir de 29 ans d'observations radar basées sur la Terre
- Space Magazine: Des coulées de lave sur Vénus suggèrent que la planète n'a jamais été chaude et humide
