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Au milieu du XVIIIe siècle, lors de l'observation du transit de Vénus de 1761, l'astronome M. V. Lomonossov a rapporté la présence d'un halo qu'il a attribué à l'existence d'une atmosphère autour de Vénus.

Depuis le XIXe siècle, lorsque la phase et la taille angulaire de la planète permettaient des observations, des taches ou marques sombres, généralement dans la région équatoriale du croissant, ont été dessinées puis photographiées.

C'est en 1932 que le CO2 a été identifié sur Vénus pour la première fois par l'observation de bandes d'absorption dans le proche infrarouge, autour de 0,8 m (FR-BE) m, dans le spectre solaire réfléchi, par Adams et Dunham.

Des constituants autres que le CO2 (CO, HCl, HF) ont été découverts avec les techniques instrumentales développées après la Seconde Guerre mondiale, dont la spectroscopie dans l'infrarouge, mais ce n'est qu'en 1967, avec le module de descente de la sonde soviétique Venera-4 , que les concentrations de ces constituants ont été mesurées in situ pour la première fois.

M.V. Lomonosov. Portrait par M.S. Miropolsky.