La planète rouge

Thème : Exploration de Mars
Activité Documentaire
La planète rouge
Mars est l’une des planètes les plus proches de la Terre. L’Homme rêve de
se poser à sa surface depuis qu’il s’est lancé à la conquête de l’espace. Mais
avant d’y établir une colonie il faut préparer rigoureusement le voyage.
Quelle est la position de Mars dans le système solaire et quelles sont
ses caractéristiques ?
Document 1 : Position de la planète Mars
Gazeuses
Telluriques
Mars et la Terre appartiennent au système solaire. Il se compose de huit planètes et d’un très grand
nombre d’autres objets plus petits qui tournent tous autour d’une étoile : le Soleil.
Sur le dessin ci-dessus on présente les positions des planètes en rotation autour du Soleil. Mais
attention sur cette représentation la taille du Soleil et les distances entre les planètes ne sont pas
respectées. Seules les proportions entre les planètes sont à l’échelle. En effet dans la réalité le Soleil
est environ 200 fois plus gros que Mars et 10 fois plus gros que Jupiter. De même Neptune est
environ 78 fois plus loin du Soleil que Mercure.
Ci-dessous on donne les tailles et les distances des planètes par rapport au Soleil.
Soleil
Mercure Venus Terre Mars Jupiter Saturne Uranus
Distance
58
108
150
227
778
1429
2871
(en million de km)
Diamètre
D
5
12
13
7
140
121
51
(en milliers de km)
Neptune
4497
50
Document 2 : Comparaison Terre-Mars
Terre
Mars
Lune
Deimos, Phobos
24h
24h 37min
365,25 jours
687 jours
Gravité
« Normale »
2,6 fois plus faible que sur
Terre
Température maximale
58°C
25°C
Température minimale
-89°C
-110°C
Température moyenne
15°C
‐59°C
Epaisseur de l’atmosphère
500 km
120 Km
Gaz de l’atmosphère
Diazote (78%),
Dioxygène (21%),
Argon (0,9%),
Autres (0,1%)
Dioxyde de carbone (95,3%),
Diazote (2,7%),
Argon (1,6%),
Dioxygène (0,13%),
Autres (0,1%)
Composition du noyau
Fer, Nickel
Fer, Nickel, Soufre
Reliefs
Mont Everest 8848m
Fosse des Mariannes -11034m
Olympus Mons 21229m
Valles Marineris -10000m
Etat de l’eau à la surface
Solide / Liquide / Gaz
Solide
Présence de vie
Oui
Non
Satellites naturels
Durée de rotation sur elle
même
Durée de rotation autour du
Soleil
Questions :
1) Décrire le mouvement de la Terre autour du Soleil.
2) A l’aide du document 1, calculer le diamètre D du Soleil.
3) Comparer la position de Mars et de la Terre dans le système solaire
4) Donner la composition de l’atmosphère martienne.
5) Expliquer en quelques lignes pourquoi la vie sur la planète Mars n’est pas possible. Deux arguments
sont attendus au minimum.
Titre de l’activité :
La planète rouge
Cycle 3 :
☐ Approche de la notion
☒ Réinvestissement intermédiaire
☐ Fin de cycle
Notions et compétences associées :
-
Matière, Mouvement, Energie, Information
Décrire les états et la constitution de la matière à l’échelle macroscopique
Observer et décrire différents types de mouvements
-
La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement
Situer la Terre dans le système solaire et caractériser les conditions de la vie terrestre
Structuration des connaissances :
Le bilan de l’activité, dans le cahier des élèves, fait apparaître :
- la description du système solaire, la situation des planètes Terre et Mars
- la description du mouvement circulaire, avec le cas particulier de la Terre et de Mars
- la caractérisation des conditions de vie sur la terre
Mise en œuvre :
Cette activité est la première activité d’une thématique sur l’Exploration Martienne associant la
Technologie, les S.V.T et la Physique Chimie. Les notions abordées dans cette activité permettent une
approche à la fois par les S.V.T et par les SPC.
Les documents présentés permettent de revenir sur la composition et la structure du système solaire et
plus particulièrement sur la place de la Terre dans ce dernier mais également d’aborder la notion de
mouvement des planètes autour du Soleil.
La comparaison des caractéristiques de la planète Mars et de la Terre (Température moyenne,
Composition atmosphérique, Présence d’eau liquide) permet d’aborder les conditions nécessaires à la vie.
Vigilances didactiques et pédagogiques :
- Le vocabulaire : Gravité, atmosphère, noyau, dioxyde de carbone, diazote, argon, dioxygène,
gazeuses, telluriques, rotation, proportions
- Les nombres négatifs ne sont pas connus des élèves à l’entrée sixième
- La construction d’un tableau est une compétence non construite à l’école primaire
Principales
compétences travaillées
Critères et indicateurs de réussite
D
C
B
A
Exploiter un document constitué de divers supports
(Texte, schéma, tableau) et s’appuyer sur ses
connaissances pour enrichir l’analyse.
Q1 : La Terre est en rotation autour du Soleil
Pratiquer des langages
Domaine 1.3
Q4 : Donner la composition du mélange de gaz
formant l’atmosphère martienne
Utiliser le langage mathématique
Q2 : Calculer le diamètre D du Soleil à partir des
informations du texte et du tableau
Q3 Faire un rapport d’échelle
Expliquer un phénomène à l’écrit
Q5 : Ecrire un paragraphe argumenté
Se situer dans l’espace
et dans le temps
Domaine 5
Maitriser les notions d’échelle
Q3 : Situer la Terre dans le système solaire
Aide à l’évaluation :
Il s’agit ici d’effectuer une évaluation globale de la compétence « pratiquer des langages ».
Niveau D : L’élève ne parvient à réussir aucun des trois critères proposés, malgré l’aide apportée par le
professeur
Niveau C : L’élève parvient en partie à répondre à chacun des 3 critères. Il sait lire et comprendre, avec
aide, les documents. Des éléments de réponses lui sont régulièrement apportés pour poursuivre la tâche
demandée
Niveau B : L’élève répond à un des trois critères et apporte une réponse convenable aux deux autres
critères, en répondant à des aides apportées par le professeur. Il comprend les documents et sait mettre à
l’écrit le phénomène étudié. Il effectue les calculs sans oublier les unités.
Niveau A : L’élève a réalisé l’ensemble du travail demandé, seul ou en répondant à une ou deux questions
ouvertes du professeur
« Maitriser les notions d’échelle »
Niveau D : l’élève reste bloqué et n’est pas en mesure de réaliser la tâche demandé, même avec des
« coups de pouce »
Niveau C : l’élève comprend le calcul proposé par le professeur et sait l’interpréter
Niveau B : L’élève parvient à trouver l’opération à réaliser quand le professeur lui explique et sait
poursuivre seul
Niveau A : l’élève réalise la tâche seul ou parvient à exprimer clairement sa difficulté et répondre suite à
une question ouverte du professeur
Exemple d’une correction attendue
Q1 : On a vu à l’école primaire que la Terre a un mouvement circulaire uniforme : la trajectoire est un
cercle et la vitesse est constante. Certains élèves indiqueront aussi que la Terre a une rotation sur son axe
de 24h environ.
Q2 : A partir du tableau on peut calculer le diamètre du Soleil de deux façons :
a. En considérant Mars : DMARS x 200 = 7 x 200 = 1400 milliers de km
b. En considérant Jupiter : DJUPITER x 10 = 140 x 10 = 1400 milliers de km
Q3 : En première réponse les élèves indiqueront simplement que « Mars est plus loin que la Terre ». Il faut
ici leur demander une méthode qui permette de quantifier ce « plus loin ». Un coup de pouce sera
certainement nécessaire pour beaucoup.
Mars est 1,5 fois plus loin que la Terre
Q4 : Lecture du tableau : essentiellement du dioxyde de carbone
Dioxyde de carbone (95,3%), Diazote (2,7%), Argon (1,6%), Dioxygène (0,13%), Autres (0,1%)
Q5 : Conditions rendant impossible la vie sur Mars :
- Température moyenne - 59°C
- Absence d’eau à l’état liquide
- Absence de dioxygène
- Forte présence de dioxyde de carbone