«Венера-Экспресс» — первая европейская миссия к планете Венера. В ее основе лежало повторное использование конструкции космического аппарата «Марс-Экспресс» с небольшими изменениями, в основном вызванными более жесткими тепловыми условиями у Венеры.

Главная научная цель проекта состояла в глобальном исследовании атмосферы Венеры, околопланетной плазмы и поверхности с орбиты искусственного спутника. Основное внимание миссии было уделено исследованию структуры, состава и динамики атмосферы, процессам взаимодействия солнечного ветра с атмосферой и потери вещества планетой.

После этапа межпланетного перелёта КА «Венера-Экспресс» вышел на первую вытянутую орбиту вокруг Венеры 11 апреля 2006 г., с максимальным 350 000 км и минимальным 400 км расстоянием от ее поверхности. Такая орбита позволила наблюдать Венеру с различных высот и проводить глобальные исследования. 7 мая 2006 г. «Венера-Экспресс» была переведена на рабочую орбиту — эллиптическую полярную орбиту с периодом 24 часа, высотой перицентра 250 км и апоцентра 66 000 км. Она позволила производить наблюдения с высоким пространственным разрешение вблизи перицентра и исследовать глобальные процессы с большим покрытием с удаленных участков орбиты (преимущественно южного полюса планеты).

После исчерпания запасов топлива для поддержания орбиты было решено использовать аппарат для проведения маневра «аэробрейкинга» — торможения с помощью атмосферы. Операции начались в 2014 г. Таким образом были исследованы самые верхние слои атмосферы Венеры и отрабатывалась технология снижения высоты орбиты, которая позже использовалась, в частности, для вывода на рабочую орбиту КА TGO миссии «ЭкзоМарс-2016».

В проекте участвовало более 250 учёных и инженеров Европы из различных научных институтов и космических агентств, а также из США. В проекте активно участвовали и российские ученые. Сотрудник ИКИ РАН Д.В. Титов был одним из организаторов инициативной группы, предложившей проект «Венера-Экспресс». Также российские ученые и специалисты с самых ранних стадий участвовали в подготовке и формировании как проекта в целом, так и научных экспериментов.

В состав научной аппаратуры «Венеры-Экспресс» вошли семь приборов, пять из которых были унаследованы от миссий «Марс-Экспресс» и «Розетта». Два прибора были созданы специально для «Венеры-Экспресс». Основу научной аппаратуры составил мощный комплекс оптических приборов для дистанционного зондирования атмосферы

Научные приборы, установленные на КА «Венера-Экспресс»:

• планетный Фурье-спектрометр PFS;
• картирующий спектрометр VIRTIS; 
• ультрафиолетовый и инфракрасный атмосферный спектрометр SPICAV/SOIR; 
• анализатор плазмы и нейтрального газа ASPERA; 
• магнитометр MAG; 
• камера для мониторинга Венеры VMC.

Также в рамках миссии проводился эксперимент по исследованию ионосферы Венеры VeRa.

Все эксперименты на борту работали нормально, за исключением планетного Фурье-спектрометра PFS, сканирующее устройство которого осталось в исходном положении и было направлено на калибровочный источник — черное тело. Часть научных задач PFS взяли на себя эксперименты VIRTIS, VeRa и SPICAV.

Вклад России

Ультрафиолетовый и инфракрасный атмосферный спектрометр SPICAV/SOIR (Service d’Aeronomie du CNRS, Verriesres, France; Institute for Space Aeronomy, Belgium; IKI, Russia).

Планетный Фурье-спектрометр PFS (IFSI-INAF, Rome, Italy).

В экспериментах VIRTIS, VMC, ASPERA российские ученые принимали участие как соисследователи.

Результаты

• Более 5000 Гбит научных данных;
• 16 сезонов радиозатмений, 700 разрезов атмосферы;
• 13 кампаний снижения перицентра;
• 100 измерений в атмосфере, вплоть до высоты 165км;
• аэроторможение (впервые в Европе);
• 27 глубоких профилей атмосферы (до 129 км);
• более 500 публикаций в рецензируемых журналах, из них около 130 с участием российских ученых.