ونرا ۴ نخستین کاوشگر فضایی که به اتمسفر سیاره زهره نفوذ کرد, در ۱۸ اکتبر ۱۹۶۷، یک نقطه عطف تاریخی در کاوش فضایی رقم خورد؛ کاوشگر ونرا ۴ به عنوان اولین یانفناوری انسانی وارد لایههای گازی سیاره زهره شد. این مأموریت، که زیر نظر برنامه فضایی اتحاد جماهیر شوروی اجرا گردید، برای نخستین بار امکان نمونهبرداری مستقیم از جو یک سیاره دیگر را فراهم آورد.
بررسی اجمالی برنامه کاوشگری ونرا سلسله مأموریتهای ونرا، برنامهای بلندی بود که از سال ۱۹۶۱ تا ۱۹۸۴ توسط شوروی برای کشف رازهای سیاره زهره تدوین و اجرا شد. در این بازه زمانی، مجموع ۱۶ کاوشگر به سمت زهره پرتاب گردیدند. دو نخستین نمونه نتوانستند از جاذبه زمین رها شوند، اما کاوشگرانی نظیر ونرا ۴ و ونرا ۷ به طور خاص برای فرود کنترل شده و نرم روی سطح این سیاره طراحی شده بودند.
شرایط محیطی زهره به شدت مخوف است؛ فشار فرسایشگر، دماهای ذوبکننده و ترکیبات شیمیایی خورنده باعث میشد عمر عملیاتی این کاوشگران تنها از چند دقیقه تا حداکثر چند ساعت برآید.
جزئیات مأموریت ونرا ۴ و نتایج علمی فرود ونرا ۴ در اتمسفر زهره ۹۳ دقیقه به طول انجامید. پس از استقرار چتر نجات در ارتفاع ۵۲ کیلومتری، کپسول علمی آغاز به ارسال تلمتری دادههای حیاتی کرد. سیستم کنترل حرارتی کاوشگر، دمای داخلی کپسول را روی منفی ۸ درجه سانتیگراد تثبیت نگه داشت تا ابزارهای دقیق در برابر حرارت بیرونی محافظت شوند.
تحلیلهای انجام شده بر اساس دادههای ونرا ۴، ترکیب اتمسفر زهره را به شکل زیر آشکار ساخت ۹۰ تا ۹۳ درصد دیاکسید کربن، ۰.۴ تا ۰.۸ درصد اکسیژن، ۷ درصد نیتروژن و ۰.۱ تا ۱.۶ درصد بخار آب. علاوه بر این، اندازهگیریهای مغناطیسی نشان داد میدان مغناطیسی زهره حدود ۳۰۰۰ برابر ضعیفتر از زمین است و تاج هیدروژنی آن چگالی ۱۰۰۰ برابر کمتری نسبت به زمین دارد.
این یافتهها استدلال علمیان را به سمت این نتیجه سوق داد که اگر آب در گذشته زهره وجود داشته باشد، از زمان بسیار دوری از بین رفته است. این موضوع با وجود ابرهای غلیظ و چیده سیاره، شگفتانگیز بود.
مأموریت ونرا ۴ به عنوان یک موفقیت کامل در تاریخ کاوش فضایی ثبت گردید، به ویژه با توجه به چندین شکست متوالی در مراحل اولیه برنامه ونرا. این کاوشگر راه را برای مأموریتهای بعدی نظیر ونرا ۷ که نخستین فرود موثق روی سطح زهره را انجام داد، هموار ساخت.