Retourner à Vénus ?
En 2005, le satellite Venus Express de l'Agence Spatiale Européenne a été lancé, l'une des missions interplanétaires de l'ESA les plus réussies de tous les temps. Un des instruments scientifiques à bord était SOIR (Solar Occultations in the InfraRed), un instrument belge développé par le département d'ingénierie de l'IASB en collaboration avec l'industrie belge.
Le but de SOIR était d'étudier la composition atmosphérique de Vénus. En 2016, un instrument similaire, appelé NOMAD (Nadir et Occultation pour MArs Discovery), a été envoyé vers Mars à bord d’ExoMars Trace Gas Orbiter de l'ESA.
En réponse à l'appel à propositions de l'ESA pour la mission M5, un consortium de scientifiques européens et américains a proposé une nouvelle mission vers Vénus: EnVision. L'objectif de la mission est d'étudier la surface et la composition atmosphérique. Fin 2018, EnVision a été retenue, ainsi que deux autres candidats, pour entrer dans une étude de phase A. EnVision se compose de deux radars pour étudier la surface de la planète, et d'une série de spectromètres, appelés VenSpec (Venus Spectrometers), pour étudier l'atmosphère.
L’instrument VenSpec-H
L'instrument belge VenSpec-H ("H" = haute résolution) est l'un des trois spectromètres de l’ensemble VenSpec. C’est un spectromètre fonctionnant dans le domaine infrarouge entre 1 et 2.5 µm. Dans ce domaine, des fenêtres spectrales spécifiques sont sélectionnées au moyen d'un "sélecteur de bande".
Le principal défi technologique de cet instrument est d’installer la section spectromètre à très basse température (-45°C) sur une plaque de base plus chaude (environ 0°C) (voir le dessin en 3D). Il faut non seulement un découplage thermique parfait entre la partie chaude et la partie froide, maisles aspects mécaniques, à savoir le "glissement" entre les deux parties, doivent aussi être pris en compte. À cette fin, un prototype a été construit et testé par l’IASB.
Le spectromètre VenSpec-H est basé sur SOIR et NOMAD. Il est construit autour d'un réseau d'échelles qui sert d'élément de diffraction spectrale. À la sortie du spectromètre un détecteur infrarouge est monté, intégré dans un dewar sous vide. Un cryorefroidisseur permet de refroidir la puce du détecteur à des températures très basses (environ -173 °C ), afin d'éliminer le fond thermique de l'environnement et le courant d'obscurité du détecteur.
Si EnVision est sélectionnée comme mission M5, l'instrument sera développé au cours des phases suivantes.
Référence:
Helbert, J., Vandaele, A.C., Marcq, E., Robert, S., Ryan, C., Guignan, G., Rosas-Ortiz, Y., Neefs, E., Thomas, I.R., Arnold, G., Peter, G., Widemann, T., and Lara, L. (2019). The VenSpec suite on the ESA EnVision mission to Venus. Proceedings of SPIE 11128: Infrared Remote Sensing and Instrumentation XXVII, 9 September 2019, San Diego, USA, A1112804. https://doi.org/10.1117/12.2529248.
