Vénus est communément appelée «jumeau de la Terre», en raison des similitudes qu'elle a avec notre planète. Sans surprise cependant, il y a beaucoup de choses que les scientifiques ne connaissent pas sur Vénus. Entre le paysage chaud et infernal, l'atmosphère extrêmement épaisse et les nuages de pluie sulfurique, il est pratiquement impossible d'explorer l'atmosphère et la surface de la planète. De plus, la rotation lente de Vénus rend l’étude de son «côté obscur» d’autant plus difficile.
Cependant, ces défis ont donné naissance à un certain nombre de concepts innovants pour l'exploration. L'un d'eux provient du laboratoire CRASH (Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids (CRASH) de l'Université de Buffalo, où les chercheurs conçoivent un concept unique connu sous le nom de Rayon bio-inspiré pour les environnements extrêmes et les explorations zonales (BREEZE).
Le BREEZE est fondamentalement un vaisseau spatial morphing qui bat des ailes, semblable à la façon dont une raie pastenague bat ses nageoires pectorales, afin de maintenir la portance dans l'atmosphère de Vénus. Le concept est l'un des 12 concepts révolutionnaires sélectionnés par la NASA dans le cadre de son programme Innovative Advanced Concepts (NIAC) - qui finance des projets innovants en cours de développement.
De la même manière qu’une raie pastenague utilise ses grandes nageoires pour nager facilement, la conception du BREEZE exploiterait efficacement les vents violents dans la haute atmosphère de Vénus. L'engin ferait le tour de la planète tous les quatre à six jours et s'appuierait sur des panneaux solaires pour recharger ses instruments. Cela se produirait tous les deux ou trois jours pendant que l'engin explore le côté de Vénus illuminé par le soleil.
Le BREEZE prélèverait des échantillons atmosphériques, suivrait les conditions météorologiques, surveillerait l'activité volcanique et collecterait d'autres données sur l'environnement de Vénus. Sa conception le rendrait particulièrement bien adapté pour explorer le mystérieux côté obscur de Vénus. Comme l'explique Javid Bayandor, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial et chercheur principal du projet:
"En nous inspirant de la nature, en particulier des rayons de la mer, nous cherchons à maximiser l'efficacité des vols. La conception permettra un degré de contrôle jusqu'ici inatteint pour un tel vaisseau spatial qui serait soumis à de forts vents zonaux et méridionaux sur la planète. »
Le côté obscur de Vénus reste un mystère pour les scientifiques en raison de la façon dont elle vit de si longues périodes d'obscurité. En effet, la période de rotation de Vénus est plus longue que sa période orbitale - c'est-à-dire qu'il faut un peu plus de 243 jours pour tourner une fois sur son axe et 225 jours pour compléter une seule orbite du Soleil. En conséquence, le temps nécessaire au Soleil pour revenir au même endroit dans le ciel (un jour solaire) équivaut à 116,75 jours terrestres.
La clé est la conception unique des ailes morphing de BREEZE, qui utilisera un système de tension interne pour générer la poussée, assurer le contrôle et la stabilité, et fournir une portance supplémentaire et une compression mécanique. Tout cela permet un contrôle de la flottabilité, permettant au BREEZE de naviguer dans l'atmosphère de Vénus de la même manière qu'une galuchat navigue dans l'eau.
Ceci est particulièrement important car ce n'est qu'au-dessus des nuages denses de Vénus, à environ 50 km (mi) au-dessus de la surface, que les températures et la pression atmosphérique sont suffisamment stables pour qu'un engin d'exploration puisse survivre. En fait, certains scientifiques ont même spéculé que c'est à ces altitudes que la vie pourrait être trouvée, très probablement sous la forme d'organismes extrémophiles qui sont capables de vivre dans un environnement chaud et acide (aka. Thermoacidophile).
Cette technologie pourrait également permettre des missions dans des environnements sous-marins ici sur Terre et d'autres corps du système solaire avec des atmosphères denses. Cela est particulièrement vrai pour Titan, la plus grande lune de Saturne et le seul autre corps du système solaire qui possède une atmosphère dense riche en azote (environ 1,45 fois plus épaisse que celle de la Terre). Ici aussi, les agences spatiales recherchent des missions à long terme pour explorer l'environnement exotique.
C'est également l'une des nombreuses idées inspirées qui ont été proposées ces dernières années pour explorer l'atmosphère de Vénus. D'autres concepts, tels que les drones volants développés par la société Black Swift Technologies (en collaboration avec la NASA) et la plate-forme Venus Aerial Mobil (VAMP), actuellement à l'étude par Northrop Grumman.
Les deux prochaines décennies seront une période passionnante pour l'exploration spatiale. Qu'il s'agisse de planeurs inspirés de raies dans l'atmosphère de Vénus, de drones inspirés de libellules dans le ciel de Titan ou de robots inspirés de serpents sous la surface de Mars, plusieurs missions sont proposées pour explorer des environnements exotiques et mystérieux. Une grande partie du mérite reviendra aux concepteurs et aux ingénieurs qui apportent leur réflexion hors des sentiers battus.
