Retour de mission : la rentrée dans l`atmosphère de la Terre

Retour de mission : la rentrée dans l’atmosphère de la Terre
La rentrée atmosphérique des engins spatiaux constitue la phase critique de leur retour
sur Terre. Le véhicule doit ralentir très fortement, afin de passer de plus de 30000 km/h
à 300 km/h. Pour diviser ainsi la vitesse de la navette par cent, il n’existe pas d’autre
solution que d’utiliser le frottement sur les couches de l’atmosphère.
L’atmosphère est une enveloppe de gaz en mouvement qui entoure la Terre. Dans sa partie
la plus épaisse, elle mesure 1000 km. Le document ci-dessous montre les différentes couches
de l’atmosphère en fonction de l’altitude.
Les navettes sont conçues pour offrir une surface de frottement maximale, afin d’optimiser le freinage. Ces frottements sont efficaces, mais échauffent énormément l’air
entourant le véhicule. Les températures s’élèvent à 2000˚C
au niveau des parois de la navette.
C’est d’ailleurs ce phénomène qui est à l’origine des étoiles
filantes : les météorites en pénétrant dans l’atmosphère de
la Terre s’échauffent tellement qu’elles brûlent. Ainsi, très
peu de météorites s’écrasent sur le sol de la planète.
L’atmosphère, en plus de nous fournir le dioxygène nécessaire à la vie, nous protège aussi de certains rayons nocifs
du Soleil (comme les rayons ultraviolets) notamment avec
la couche d’ozone.
L’atmosphère au niveau du sol, c’est-à-dire l’air qui nous entoure, est constituée d’un
mélange de gaz. Le tableau nous montre les différents gaz présents.
Nom du gaz
Pourcentage
diazote
78
dioxygène
autres gaz
(argon, dioxyde de
carbone, néon. . . )
21
1
1. Quels sont les principaux gaz qui composent l’air qui nous entoure ? Justifie en
utilisant les données du tableau.
Les deux principaux gaz qui composent l’air qui nous entoure sont le diazote (78 %)
et le dioxygène (21 %). C’est le dioxygène qui nous permet de respirer.
2. De quelle couche de l’atmopshère de la Terre l’air, qui est autour de nous dans la
salle de classe, fait-il partie ?
L’air qui nous entoure, celui de la salle de classe, fait partie de la couche la plus
basse de l’atmosphère : la troposphère. Cette couche fait environ 15 km d’épaisseur.
3. Quel est le problème avec l’atmosphère quand une navette spatiale revient sur Terre ?
Lorsque la navette pénètre dans l’atmosphère de la Terre, elle arrive avec une grande
vitesse. Les frottements de l’air contre la navette chauffent les parois du vaisseau à
de très hautes températures.
20 min
4. Les étoiles filantes sont-elles de véritables étoiles comme le Soleil ?
Non, les étoiles filantes ne sont pas de vraies étoiles. En effet, quand une météorite
arrive au niveau de l’atmosphère, elle s’échauffe et brûle : elle émet alors de la
lumière qui est visible depuis le sol.
Sources :
– Site de l’ONERA, Office National d’Etudes et Recherches Aérospatiales
– Wikipédia
Que se passe-t-il si d’autres gaz sont introduits dans l’atmosphère ?
15 min
Les pluies acides résultent de la présence
dans l’atmosphère de gaz polluants (comme
le dioxyde de soufre et les oxydes d’azote)
et de fumées. Ces gaz et fumées sont dégagés par les phénomènes naturels (volcans),
mais aussi principalement par les activités
humaines (combustion du pétrole, du charbon, rejets industriels et agricoles).
Une fois dans l’atmosphère, les gaz polluants
réagissent avec l’eau en formant des acides.
Ces acides tombent sur la Terre sous forme
de pluie.
Les pluies acides ont différents effets : acidiForêt dévastée par les pluies acides – République
fication des lacs et des sols, dégradation des
tchèque.
habitations . . .
D’après Wikipedia et Pour la Science (Juin 1996).
1. Quelles sont les origines des différents polluants ?
Les polluants, gaz et fumées, sont présents dans l’atmosphère à cause des activités
humaines (comme la combustion du pétrole, les rejets industriels . . . ), et à cause de
certaines activités naturelles (comme les éruptions volcaniques).
2. Qu’est-ce qu’une fumée ?
Une fumée est un ensemble de fines particules solides en suspension dans l’air.
3. Quels sont les effets des pluies acides ?
Les pluies acides ont pour effet d’acidifier les sols et les lacs, ce qui peut causer la
mort de certaines plantes et d’animaux. Des dégradations sur les habitations peuvent
être aussi observées.