Venus Express est une sonde spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) ayant pour objectif d'étudier Vénus. C'est la première mission d'exploration de l'ESA en direction de cette planète et la première à la visiter depuis le programme Magellan de la NASA en 1994.
Le lancement de la sonde est effectué le 9 novembre 2005, laquelle s'est placée en orbite autour de Vénus le 11 avril 2006. Commençant dès lors ses observations de la structure, la chimie et la dynamique de l'atmosphère de Vénus pendant 486 jours terrestres, soit l'équivalent d'au moins deux jours vénusiens.
Les mesures effectuées par la sonde répondent aux objectifs scientifiques suivants :
La dernière phase de test de la sonde à l'usine EADS Astrium à Toulouse, en France intervient le 3 août 2005, commence alors le transport de la sonde vers le cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan à bord d'un avion cargo Antonov An-124 avec escale à Moscou en Russie. La sonde arrive à Baïkonour le 10 août et les tests des différents éléments de la sonde commencent.
Le 12 octobre 2005, Venus Express est arrimée à l'étage supérieur Fregat du lanceur Soyouz. La fenêtre de lancement de Venus Express s'étend du 26 octobre au 23 novembre 2005, avec un lancement initialement prévu pour le 26 octobre à 05h43 TU. Mais suite à une contamination dans la coiffe du lanceur, le lancement est repoussé de quelques jours, le temps de retirer la sonde de l'étage supérieur du lanceur, de la nettoyer et de la remonter sur sa base. La sonde et son lanceur sont placée sur le pas de tir le 5 novembre. Le lancement a lieu le 9 novembre 2005 à 03h33:34 TU, grâce à une fusée Soyouz-Fregat de l'entreprise Starsem. La sonde se sépare complètement du lanceur 1h 36 minutes plus tard, faisant de son lancement un succès. Son transfert vers Vénus nécessite au moins une correction de trajectoire à proximité de la Terre.
Le contrôle de la mission est assuré, comme tous les programmes spatiaux européens, par le Centre européen d'opérations spatiales (ESOC) de l'ESA, situé à Darmstadt en Allemagne.
Le voyage vers Vénus est direct, sans assistance gravitationnelle et dure 153 jours. Le 11 avril 2006, la sonde utilise ses moteurs pour ralentir sa vitesse par rapport à Vénus, de 29 000 à 25 000 km/h. Elle est capturée 50 minutes plus tard par le champ de gravité de la planète.
Venus Express met cinq jours supplémentaires pour atteindre son orbite de travail et est totalement opérationnelle le 18 mai 2006.
La durée nominale prévue de la mission est de deux jours vénusiens (soit environ 500 jours terrestres). Venus Express est placée sur une orbite très elliptique, survolant le pôle nord de Vénus à seulement 250 kilomètres d'altitude et s'éloignant au plus à 66 000 kilomètres, avec une période d'un jour terrestre (afin de faciliter les opérations depuis la Terre).
Venus Express étudie l'atmosphère ainsi que les nuages vénusiens en détail, le plasma et les caractéristiques de la surface de Vénus. Elle réalise également une cartographie complète des températures de surface de la planète.
Compte tenu de la qualité des informations collectées, la mission est prolongée à deux reprises : une première fois jusqu'en mai 2009 puis jusqu'en décembre 2012 suite à la décision du comité des programmes scientifiques du 2 octobre 2009.