Para la observación histórica de Venus desde la Tierra previa a la exploración espacial, véase Observación de Venus' '
El planeta Venus fue el primer cuerpo del sistema solar tras la Luna que fue visitado por una sonda espacial. La exploración espacial de Venus comprende numerosas sondas estadounidenses y soviéticas durante los años 60 y 70 del . La cantidad de sondas de exploración enviadas al planeta se redujo en las décadas de 1980 y 1990 y actualmente es el objetivo principal de misiones científicas europeas y japonesas. La órbita de Venus es un 28 por ciento más cercana al Sol que la de la Tierra. Por este motivo, las naves que viajan hacia Venus deben recorrer más de 41 millones de kilómetros adentrándose en el pozo gravitatorio del Sol, perdiendo en el proceso parte de su energía potencial. La energía potencial se transforma entonces en energía cinética, lo que se traduce en un aumento de la velocidad de la nave. Haciendo un símil, es algo parecido a caer en picada con un avión, y tener que aterrizar justo cuando la velocidad es mayor, lo cual hace que este tipo de trayectorias deba ser afinada con mucha precisión. Por otro lado, la atmósfera de Venus no invita a las maniobras de frenado atmosférico del mismo tipo que otras naves han efectuado sobre Marte, ya que para ello es necesario contar con una información extremadamente precisa de la densidad atmosférica en las capas superiores y, siendo Venus un planeta de atmósfera masiva, sus capas exteriores son mucho más variables y complicadas que en el caso de Marte.
Misiones en la década de 1960
Primeras tentativas fallidas Tras el fracaso de la sonda Sputnik 7 lanzada hacia Venus el 4 de febrero de 1961 y que no pudo salir de la órbita terrestre, el 12 de febrero de 1961, la sonda espacial soviética Venera 1 (llamada también inicialmente Sputnik 8) se convierte en la primera sonda exitosamente lanzada hacia otro planeta. Un sensor de orientación sobrecalentado provocó la avería de la nave, pero la Venera 1 fue la primera en combinar todas las características necesarias de una nave espacial interplanetaria: paneles solares, antena parabólica para la telemetría, estabilizadores en tres ejes, motor de corrección de rumbo y el primer lanzamiento desde una órbita de aparcamiento. A los 7 días de su lanzamiento, estando a dos millones de kilómetros, las transmisiones se interrumpieron; se calcula que pasó a 100.000 kilómetros de Venus entre el 19 y el 20 de mayo de 1961.
El 22 de julio de 1962 la NASA lanzó la primera misión del programa espacial estadounidense con destino a Venus, la sonda Mariner 1, a bordo de un cohete Atlas/Agena B, pero fue destruida durante el despegue debido a fallos mecánicos. Igualmente fallida resultó la sonda Sputnik 19, similar a la Venera 1 y lanzada por la URSS el 25 de agosto de 1962.
Primeros sobrevuelos thumb|300px|Recreación artística de la sonda soviética Venera 9 sobre la superficie del planeta. El primer éxito en la exploración venusiana no se haría sin embargo esperar mucho más, y así la Mariner 2, que sobrevoló Venus en diciembre de 1962 a una distancia de 34.773 km se convirtió en la primera sonda en transmitir desde las proximidades del planeta. Era una sonda lunar del tipo Ranger modificada que estableció que Venus no tenía campo magnético y que midió las emisiones térmicas de microondas del planeta.
Los siguientes intentos por parte de la Unión Soviética fueron todos fracasos: la sonda Sputnik 20 (lanzada el 1 de septiembre de 1962), Sputnik 21 (12 de septiembre de 1962), Cosmos 21 (11 de noviembre de 1963), Venera1964A (19 de febrero de 1964) y Cosmos 27 (27 de marzo de 1964), todas de 890 kg de peso y lanzadas por cohetes A-2e (Molnya) no consiguieron salir de la órbita terrestre y fueron destruidas. La también soviética Zond 1, la primera en incluir un módulo destinado a entrar en la atmósfera de Venus y aterrizar, lanzada el 2 de abril de 1964, correría mejor suerte, iniciando su viaje con normalidad, pero se averió en algún momento tras su última transmisión de telemetría del 16 de mayo, pasando a 100.000 km de Venus el 14 de julio del mismo año, al igual que la Venera 2, que llegó al planeta el 27 de febrero de 1966, pasando a una distancia de Venus de 24000 km sin conseguir ninguna de las dos enviar datos. Poco después del lanzamiento de la Venera 2 en las últimas semanas de noviembre de 1965, se lanzaron también con el mismo destino las sondas Cosmos 96 y Venera 1965A, que supondrán sin embargo un fracaso aun mayor al no ser ambas capaces siquiera de abandonar la órbita terrestre.
Primeros aterrizajes El 1 de marzo de 1966, la sonda soviética Venera 3 se estrelló deliberadamente en Venus, convirtiéndose en la primera nave espacial en alcanzar la superficie de otro planeta. La cápsula de descenso de la Venera 4 entró en la atmósfera de Venus el 18 de octubre de 1967. Fracasó en su objetivo sin embargo, su gemela, la Cosmos 167. La Venera 4 fue la primera sonda en transmitir datos medidos directamente en otro planeta. La cápsula midió temperaturas, presiones, densidades, y realizó once experimentos químicos para analizar la atmósfera. Sus datos mostraban un 95% de dióxido de carbono, y en combinación con los datos de ocultación de la sonda Mariner 5, mostró que la presión en la superficie era mucho mayor de lo previsto (entre 75 y 100 atmósferas). Estos resultados fueron verificados y refinados por las misiones Venera 5 y Venera 6 los días 16 y 17 de mayo de 1969, aunque ninguna de estas misiones alcanzó la superficie mientras aún transmitían. La batería de la Venera 4 se agotó mientras la sonda aún flotaba lentamente en la masiva atmósfera de Venus, y las Venera 5 y 6 se colapsaron por la alta presión a 18 kilómetros sobre la superficie.
Proyectos de viajes tripulados
thumb|250px|Representación del Apollo-Venus. Es durante esta década de 1960 cuando tanto por parte estadounidense como soviética se concibe el proyecto de mandar misiones tripuladas que circunnaveguen orbitalmente Venus y regresen a la Tierra. Las propuestas por parte de la NASA se basaban en la tecnología desarrollada en el Programa Apolo y el cohete Saturno V, con ligeras modificaciones.NASA Technical Memorandum - Manned Venus Orbiting MissionManned Venus Flyby Project Al igual que las propuestas soviéticas, la más importante de las cuales fue la nave interplanetaria TMK-MAVR (MArs-VeneRa), basada en el cohete N-1, ninguno de estos proyectos llegó a más, aunque en ambos casos estaban previstas las misiones para los primeros años de la década de 1970.
Misiones en la década de 1970 El primer aterrizaje con éxito en Venus lo realizó la sonda Venera 7 el 15 de diciembre de 1970. Esta sonda reveló unas temperaturas en la superficie de entre 457 y 474 grados centígrados. Tras el fracaso de la Cosmos 359, llegó el éxito de la Venera 8, que aterrizó el 22 de julio de 1972. Además de dar datos sobre presión y temperaturas, su fotómetro mostró que las nubes de Venus formaban una capa compacta que terminaba a 35 kilómetros sobre la superficie. Con un espectrómetro de rayos gamma analizó la composición química de la corteza. Una segunda sonda gemela, la Cosmos 482, sin embargo, fracasó durante su lanzamiento.
En febrero de 1974 la sonda Mariner 10 sobrevoló a Venus en su camino de encuentro con Mercurio, fotografiando la atmósfera venusiana en ultravioleta, además de realizar con éxito otros estudios atmosféricos.
Primeros orbitadores La sonda soviética Venera 9 entró en la órbita de Venus el 22 de octubre de 1975, convirtiéndose en el primer satélite artificial de Venus. Una batería de cámaras y espectrómetros devolvieron información sobre la capa de nubes, la ionosfera y la magnetosfera, así como mediciones de radar de la superficie realizadas por radar. El vehículo de descenso de 660 kilogramos de la Venera 9 se separó de la nave principal y aterrizó, obteniendo las primeras imágenes de la superficie y analizando la corteza con un espectrómetro de rayos gamma y un densímetro. Durante el descenso realizó mediciones de presión, temperatura y fotométricas, así como de la densidad de las nubes. Se descubrió que las nubes de Venus formaban tres capas distintas. El 25 de octubre, la Venera 10 realizó una serie similar de experimentos.
La misión Pioneer Venus thumb|250px|Mapa obtenido por la Pioneer Venus. En 1978, la NASA envió la sonda espacial Pioneer Venus. La misión consistía en dos componentes lanzados por separado: un orbitador y una multisonda. La multisonda Pioneer Venus consistía en una sonda atmosférica mayor y otras tres más pequeñas. La sonda mayor fue desplegada el 16 de noviembre de 1978, y las tres pequeñas lo fueron el 20 de noviembre. Las cuatro sondas entraron en la atmósfera de Venus el 9 de diciembre, seguidas por el vehículo que las portaba. Aunque no se esperaba que ninguna de las sondas sobreviviera al descenso, una de ellas continuó operando hasta 45 minutos después de alcanzar la superficie.
El vehículo orbitador de la Pioneer Venus fue insertado en una órbita elíptica alrededor de Venus el 4 de diciembre de 1978. Transportaba 17 experimentos y funcionó hasta 1991-1992.
Los siguientes éxitos soviéticos También en 1978, las Venera 11 y Venera 12 volaron hasta Venus, dejando caer sus vehículos de descenso el 21 de diciembre y el 25 de diciembre respectivamente. Las sondas de descenso estaban provistas de cámaras en color, taladros y analizadores que, por desgracia, fallaron. Cada uno realizó mediciones con espectrómetros y cromatógrafos, y analizadores químicos por fosforescencia de rayos-X que, inesperadamente, descubrieron una proporción alta de cloruros en las nubes, además de los sulfuros. También se detectó cierta actividad eléctrica en forma de chasquidos de radio asociados a la actividad de rayos.
Misiones en la década de 1980
Las Venera 13 y 14 eran en esencia similares, y llegaron a Venus el 1 de marzo y el 5 de marzo de 1982. En esta ocasión, las cámaras en color y los análisis de perforación de la superficie fueron un éxito. Los datos sobre fluorescencia por rayos-X mostraron resultados similares a rocas basálticas ricas en potasio.
El 10 de octubre de 1983, las Venera 15 y 16 entraron en órbita polar sobre Venus. La Venera 15 analizó y realizó un mapa de la atmósfera superior con un espectrómetro de infrarrojos. Del 11 de noviembre al 10 de julio, ambos satélites hicieron un mapa del tercio norte del planeta con radar de apertura sintética. Estos resultados proporcionaron el primer conocimiento detallado de la geología de la superficie de Venus, incluyendo el descubrimiento de los inusualmente masivos volcanes ocultos como «coronae» y «arachnoids». Venus no tiene evidencias de placas tectónicas, a menos que todo el tercio norte del planeta forme parte de una sola placa.
La misión Vega Las sondas soviéticas Vega 1 y Vega 2 llegaron a Venus el 11 de junio y el 15 de junio de 1985. Sus vehículos de aterrizaje transportaban experimentos enfocados en la composición de los aerosoles en las nubes y su estructura. Cada uno cargaba un espectrómetro de absorción de ultravioletas, analizadores de partículas de aerosol y dispositivos para recolectar material y analizarlo con espectrómetros de masas, cromatógrafos de gases y espectrómetros de fluorescencia por rayos X. Las dos capas superiores de nubes resultaron estar compuestas de gotas de ácido sulfúrico, aunque la capa inferior está compuesta probablemente por una solución de ácido fosfórico. La corteza de Venus fue analizada con un experimento por taladros y espectrómetros de rayos gamma. Puesto que los vehículos de aterrizaje no transportaban cámaras, estas misiones no proporcionaron imágenes de la superficie.