solaire étoile -questions chacune

Mise
en train •••
• Quelle distance
sépare la Terre des
autres corps dans
l'espace?
• Qu'est-ce qui
maintient le système
solaire en place?
• Quels types de corps
y a-t-il dans
l'espace?
170 Module 3 L'espace
Peux-tu trouver la Terre dans ce schéma?
~
Tsais maintenant que des applications technologiques ont
favorisé l'exploration de l'espace. Les récents progrès nous ont
permis d'en apprendre davantage sur l'espace et de découvrir
de nouveaux corps célestes captivants. L'espace entourant la
Terre est parsemé d'étoiles, de planètes, de lunes et d'autres
corps comme des comètes et des astéroïdes. À quelle distance
de la Terre tous ces corps se trouvent-ils? En quoi la Terre
ressemble-t-elle à ces corps? En quoi en differe-t-elle?
Quelle est la taille de l'espace ?
La Terre fait partie d'un groupe de corps situés dans
un espace beaucoup plus grand que tu peux l'imaginer. Tu vas
maintenant découvrir les corps qui se trouvent à proximité
de la Terre.
Ce que tu apprendras
Dans ce chapitre, tu apprendras
• que notre système solaire est très grand;
• qu'il existe plusieurs types de planètes dans
notre système solaire;
• que la force gravitationnelle maintient notre
système solaire en place.
Pourquoi est-ce important?
• Étudier les corps célestes permet de mieux
comprendre ce qui se passe sur Terre et
dans l'Univers.
• Les techniques conçues pour l'exploration
spatiale peuvent s'appliquer à d'autres
études scientifiques.
Les habiletés que tu utiliseras
Dans ce chapitre, tu vas
• étudier une planète inconnue;
• concevoir et fabriquer des modèles relevant
de la technologie spatiale;
• interpréter des données sur les planètes.
D'après toi, pourquoi n'y a-t-il pas
d'organismes vivants sur la Lune?
•.. -
de départ 6-A
Qu'est-il arrivé à la Lune?
La surface de la Lune n'est pas plane.
Observe la Lune à l'aide de jumelles. Tu
verras qu'elle est couverte de cratères.
Comment ces cratères se sont-ils formés?
Matériel
de la farine tout usage une bille
une assiette d'aluminium une balle de golf
de la peinture tempéra sèche ou un
mélange de boisson en poudre
Ce que tu dois faire
1. En groupe, étendez une couche de farine
au fond de l'assiette. Saupoudrez ensuite
de la peinture tempéra ou du mélange de
boisson en poudre sur la farine.
2. Étendez un journal au sol. Placez
l'assiette sur le journal.
3. À diverses hauteurs (debout au sol, puis
sur une chaise), laissez tomber une bille
ou une balle de golf dans l'assiette. Que
se passe-t-il? Notez vos observations.
4. Après chaque essai, vous devez réparer
la « surface de la Lune». Saupoudrez de
nouveau de la peinture sèche ou du
mélange de boisson en poudre.
Qu'as-tu découvert?
1. Les marques laissées par la balle dans
l'assiette ressemblent-elles aux cratères
de la Lune? Quelles sont les ressem-
blances?
2. En quoi la hauteur de la chute de la
balle influence-t-elle la taille et la forme
du cratère?
3. D'après toi, comment les cratères de la
Lune se sont-ils formés?
1.
Chapitre 6 Près, loin et vraiment très loin 171

Ch,1pitr·c 6
Section 6.1
Mots clés
système solaire
lune
Figure 6.1 Combien
y a-t-il de planètes
dans le système
solaire?
172 Module 3 L'espace
Le système solaire
Pendant des siècles, les gens ont observé des corps autres que la
Lune qui se déplaçaient dans le ciel nocturne. Ils ont remarqué
que ces corps scintillants, qui ressemblaient à des étoiles,
changeaient de position d'une nuit à l'autre. Il.aura fallu près de
200 ans pour comprendre ce phénomène. Nicolas Copernic a
décrit le mouvement des planètes autour du Soleil sur leur propre
orbite. Grâce à l'invention du télescope, Galilée à découvert que
ces corps scintillants ne sont pas des étoiles, puisqu'ils possèdent
des caractéristiques uniques et qu'ils ont leurs propres lunes.
Johannes Kepler a découvert les lois du mouvement des planètes
et Isaac Newton a expliqué les propriétés physiques établissant ces
lois. D'autres savants avec eux ont conclu que les planètes, la
Terre, les astéroïdes, les poussières, les gaz et les autres corps qui
tournent autour du Soleil forment le système solaire.
La taille du système solaire
Quand on observe un schéma du système solaire comme celui
de la figure 6.1, on peut facilement croire qu'il n'est pas très
grand. Pour dessiner tout le système solaire sur une seule page,
il faut modifier de façon importante les tailles et les distances à
l'intérieur du système solaire. La prochaine activité te
permettra de découvrir la taille réelle du système solaire.
Il
V
• #
ACTIVITE d'exploration 6-B
Un système solaire à l'échelle
Découvre les planètes de notre système
solaire et leur position par rapport à la
Terre.
Ce dont tu as besoin
du papier d'affiche
des marqueurs
du ruban adhésif
un mètre à ruban
des ciseaux
une calculatrice
Consigne de sécurité
~
• Agis avec prudence quand tu te sers de
ciseaux.
Ce que tu dois faire
1. En petit groupe, découpez huit cercles
de papier de la taille d'une balle de golf.
2. Écrivez le nom d'une planète sur
chaque cercle : Mercure, Vénus, Terre,
Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et
Neptune.
3. Placez le papier d'affiche devant vous,
sur la longueur. Dessinez le Soleil au
centre de l'extrémité de gauche.
Écrivez «Soleil».
Distance entre les planètes et le Soleil
Distance maximale du Solen
Planète (en millions de km)
Mercure 70
Vénus 109
Terre 152
Mars
249
Jupiter 816
Saturne 1507
Uranus 3004
Neptune 4537
4. Pour déterminer la position des
planètes par rapport au Soleil, faites
quelques calculs. Le tableau précédent
indique les distances qui séparent les
planètes du Soleil.
5. Les distances sont très grandes. Vous
devez donc utiliser une échelle qui
vous permettra de représenter ces dis-
tances sur la feuille. Vous utiliserez une
échelle où 1 cm = 1 OO 000 000 km.
Pour faciliter vos calculs, divisez
chacune des distances abrégées du
tableau par 1 OO (par exemple,
Mercure : 70 + 1 OO = 0, 7 cm).
6. À l'aide d'un mètre à ruban, mesurez
0,7 cm à partir du Soleil. Fixez la
planète Mercure à cet endroit à l'aide
de ruban adhésif.
7. Continuez de calculer et de mesurer
jusqu'à ce que toutes les planètes
soient collées sur la feuille.
8. Assurez-vous d'écrire l'échelle sur
votre schéma.
Qu'as-tu découvert?
1. Pourquoi est-il important d'utiliser une
échelle pour représenter le système
solaire?
2. S'il faut trois mois à un engin spatial
pour se rendre sur Mars, combien de
temps lui faudrait-il pour atteindre
Jupiter?
3. Pourquoi certaines personnes
n'arrivent-elles pas à imaginer la taille
réelle du système solaire?
Chapitre 6 Près, loin et vraiment très loin 173

1
174 Module 3 L'espace
La force gravitationnelle et les orbites
Qu'est-ce qui maintient les planètes en orbite autour du Soleil
dans le système solaire? La réponse est la force gravitation-
nelle. Comme tu le sais, la force gravitationnelle est une force
d'attraction entre deux corps qui ont une masse (la quantité de /
matière d'un objet). L'intensité de la force gravitationnelle
dépend de la masse des corps et de la distance qui les sépare.
Cela veut dire que la force gravitationnelle entre deux corps
augmente quand la masse des corps augmente. Par contre, cette
force diminue quand deux corps s'éloignent.
Pense maintenant à tous les corps qui sont dans le système
solaire, entre autres, Jle Soleil, les planètes, les lunes et les
astéroïdesâ'Ious ces corps ont une masse. Le Soleil a la plus
grande masse. C'est donc luiqui tend à contrôler le
mouvement orbital des planètes et des autres corps du système
solaire. Tous les corps. 'à.usysteme solaire ont une masse
beaucoup plus petite que celle du Soleil. Ils ont donc une
moins grande influence. Si le Soleil disparaissait soudainement,
sa masse se dissiperait et son champ gravitationnel disparaîtrait.
Dans ce cas, toutes les planètes et les corps du système solaire
«s'envoleraient» en ligne droite dans l'espace.
La force
gravitationnelle
du Soleil
Sans la force
gravitationnelle
Figure 6.2 La force gravitationnelle du
Soleil maintient la Terre et les autres
planètes en orbite. Si on pouvait annuler la
force gravitationnelle, la Terre se déplacerait
en ligne droite dans l'espace.
11
Le Soleil
Sans le Soleil, il n'y aurait pas de vie sur Terre. Le Soleil est
une énorme boule de gaz chauds, semblable aux milliards
d'autres étoiles qu'on voit la nuit. En fait, le Soleil est une
étoile. Il semble différent des autres étoiles, car il fait partie de
notre système solaire et est proche de la Terre.
Les observations et les mesures faites à l'aide d'instruments
variés ont beaucoup renseigné les scientifiques au sujet de la
structure du Soleil. La figure 6.3 présente quelques-uns des
éléments de cette structure.
Figure 6.3 La structure du Soleil
Pause
réflexion
En espagnol,
«soleil» se dit sol.
Remarque la
ressemblance entre
les deux mots.
«Solaire» signifie
« relatif au Soleil».
Quels termes
connais-tu qui
contiennent le
mot «solaire»?
Énumère ces
termes dans ton
cahier de notes.
Chapitre 6 Près, loin et vraiment très loin 175

Si le Soleil était
creux, tu pourrais
insérer plus d'un
million de fois la
Terre à l'intérieur!
Pourquoi le Soleil
semble-Hl plus
brillant que les
autres étoiles?
176 Module 3 L'espace
Le Soleil émet des quantités énormes d'énergie dans
l'espace. Par exemple, l'énergie d'une seule éruption solaire est
10 millions de fois plus grande que l'énergie libérée dans le cas
d'une éruption volcanique. Par contre, une éruption solaire
produit moins de un dixième de l'énergie totale que produit
le Soleil en une seconde.
La chaleur du noyau du Soleil se propage vers la surface; elle
atteint des températures jusqu'à un million de degrés· Celsius
dans la couronne. La température de la couronne est tellement
élevée que la force gravitationnelle du Soleil ne peut pas retenir
la couronne, de sorte que ses couches les plus élevées s'écoulent
dans l'espace. Ce phénomène produit un vent solaire qui circule
dans toutes les directions à environ 400 km/s.
La lumière que le Soleil émet est si intense qu'elle peut
abîmer tes yeux. Ne regarde jamais le Soleil directement.
Les planètes
Depuis que nous connaissons l'existence d'autres planètes, nous
avons toujours voulu en savoir davantage sur elles. Y a-t-il de la
vie sur les autres planètes? Existe-t-il des planètes semblables à
la Terre? Les astronomes savent maintenant que toutes les
planètes diffèrent par leur taille, leurs atmosphères, leur
composition chimique et leur durée de rotation et de
révolution. Il n'existe pas deux planètes identiques. Les
scientifiques classent les planètes en deux groupes : les planètes
telluriques et les planètes gazeuses. Les planètes Mercure,
Vénus, Terre et Mars sont proches du Soleil et composées
principalement de roches. Les planètes Jupiter, Saturne,
Uranus et Neptune sont plus éloignées du Soleil et composées
principalement de. divers types de gaz. Tout comme la Terre,
toutes ces planètes ont leur propre orbite autour du Soleil.
RÉSOUS UN PROBLÈME
Explorer Vénus
Projet
En respectant les critères énumérés plus bas,
conçois un modèle de véhicule qui transpor-
terait des astronautes sur la surface de Vénus.
Matériel
des ouvrages de bibliothèque
des ciseaux
du papier (pour la conception et la planification)
un assortiment de matières recyclées (pour la
fabrication d'un modèle)
un accès à Internet du matériel d'artiste
Consigne de sécurité
ti..
• Agis avec prudence quand tu te sers de ciseaux.
Critères de conception
A. Le modèle doit montrer comment deux
astronautes peuvent être transportés sur
1 km à la surface de Vénus. Assurez-vous
d'indiquer le combustible qui serait utilisé.
B. La conception doit tenir compte des
conditions suivantes à la surface de Vénus:
• des températures très élevées (proches de
450 °C le jour et la nuit, suffisantes pour
faire fondre le plomb) et une pression
atmosphérique très élevée (d'environ
10 MPa, capable de broyer un engin
spatial);
• une atmosphère composée surtout de
dioxyde de carbone, avec d'épais nuages
blancs d'acide toxique flottant sur toute
la planète;
VERIFIE TES HABILETÉS
:0- Définir le problème
[ o Décider des critères de conception
!:.;';} Planifier - construire
L-,~f~vajuer - communiquer
• une force gravitationnelle un peu inféri-
eure à celle de la Terre (environ 91 % de
la force gravitationnelle sur Terre).
C. Le modèle ne doit pas dépasser la taille
d'une boîte à chaussures.
Plan et fabrication
A. En petit groupe, discutez des types de
véhicules qui conviendraient. Tenez compte
des conditions extrêmes qui règnent sur
Vénus. Quels besoins humains devront être
satisfaits? Comment sont-ils satisfaits dans
les missions spatiales actuelles ? Quels fac-
teurs compliquent l'exploration de Vénus?
Prévoyez plusieurs solutions.
B. Dressez une liste du matériel qui pourrait
servir à fabriquer votre modèle. Tenez
compte des limites du matériel utilisé
actuellement dans les missions spatiales.
Pourriez-vous innover? Dessinez les
modèles possibles.
C. Choisissez le modèle offrant la meilleure
conception. Tracez un schéma détaillé du
modèle, y compris du matériel à utiliser.
D. Soumettez le schéma à votre enseignante ou
votre enseignant. Fa briquez votre modèle.
E. Présentez votre modèle à la classe.
Expliquez les caractéristiques qui permet-
tront aux astronautes d'explorer Vénus.
Évaluation
1. Quelles améliorations avez-vous
apportées à votre modèle initial?
2. Quels changements y apporteriez-vous
si vous deviez construire le véhicule?
3. Considérez votre modèle et les modèles
des autres groupes. Quelles idées des
autres groupes aimeriez-vous utiliser?
Expliquez votre réponse.
Chapitre 6 Près, loin et vraiment très loin 177

RÉALISE UNE EXPÉRIENCE
8 Ton enseignante ou ton enseignant a
suspendu la planète X à l'extrémité d'un
terrain de jeu ou d'un corridor de l'école.
Observe la planète X d'une distance d'au
moins 10 m. Note tes observations.
Indique des détails comme la forme, la
taille et la couleur de la planète.
0 (Facultatif) Utilise des jumelles pour
observer la planète du même endroit qu'à
l'étape 2. Note tous les nouveaux détails.
Fais des déductions sur la présence d'atmo-
sphère, d'eau ou de vie sur la planète.
0 (Facultatif) Utilise un télescope pour
observer la planète. Note tes observations.
Décris tout ce que cela change à tes idées
ou à tes déductions précédentes.
0 (Facultatif) Une ou un élève s'approche de
la planète et prend plusieurs photogra-
phies à l'aide de l'appareil numérique. La
classe examine les images à l'ordinateur.
Prends des notes et trace des schémas en
te basant sur les images. Discute de la
nouvelle information avec les élèves de la
classe. De quelle façon les photographies
ont-elles changé les idées que tu avais au
sujet de la planète X?
0 Les élèves 1 et 3 vont examiner l'avant de
la planète. Note leurs observations.
«D Les élèves 2 et 4 vont examiner l'arrière de
la planète. Note leurs observations.
œ À partir des données recueillies, fabrique
un modèle réduit de la planète X.
Compare ton modèle à l'original.
Une mission sur une planète inconnue
Tu sais qu'au cours de l'exploration spatiale,
on a conçu des produits technologiques
comme le module de descente et le rover.
Chaque nouvelle application technologique
conduit à l'enrichissement de nos connais-
sances, à d'autres inventions et à un nouvel
aperçu de l'Univers. Dans cette expérience, tu
vas simuler diverses étapes du déroulement
d'un programme spatial. Tu utiliseras l'infor-
mation recueillie à chaque étape pour créer un
modèle de planète inconnue.
Question
En quoi une nouvelle application techno-
logique conduit-elle à l'enrichissement de nos
connaissances ?
Matériel
une règle
des jumelles (facultatif)
un télescope (facultatif)
un appareil photo numérique (facultatif)
du matériel varié, comme du papier, du carton,
des crayons feutres (pour la conception)
Marche à suivre
O Dresse un tableau en deux colonnes
intitulées «Étape de la mission» et
«Observations». Travaille avec quatre ou
cinq élèves. Chaque élève du groupe porte
un numéro (1, 2, 3 ou 4). (Si vous êtes cinq,
deux élèves portent le même numéro.)
Une mission sur une planète inconnue
Étape de la mission
Observations
À 10 m de distance
À 10 m de distance.
avec des jumelles
~
178 Module 3 L'espace
0 D'un pas rapide et sans s'arrêter, les élèves
2 et 3 s'approchent à 1 m de la planète et
reviennent. Note leurs observations.
8 L'élève 4 fait cinq fois le tour de la planète
en marchant et en prenant des notes. Note
ses observations.
O L'élève 1 de chaque groupe s'avance à
mi-chemin de la planète X et l'observe.
L'élève revient et fait part aux autres
de ses observations. Note toute
nouvelle information.
Analyse
1. a) Quelle étape de l'expérience
représente l'exploration d'une
planète depuis la Terre ?
b) Quelle étape représente le survol
d'une planète?
c) Quelle étape représente la mise en
orbite d'un engin autour d'une
planète?
d) Quelle étape représente un premier
atterrissage sur une planète?
2. a) De quelle façon tes observations, tes
notes, tes schémas et tes déductions
ont-ils changé à mesure que les
outils technologiques changeaient?
b) Qu'est-ce qui a causé ces
changements?
3. a) En quoi ton modèle ressemble-t-il
à l'original?
b) En quoi differe-t-il de l'original?
Conclusion
et mise en pratique
4. Comment les étapes de ta mission se
comparent-elles à l'exploration de Mars
ou d'autres planètes et lunes?
5. a) Nomme trois défis liés à
l'exploration d'autres planètes.
b) Quelle application technologique
permettrait de relever ces défis?
Chapitre 6 Près, loin et vraiment très loin 179