de rédiger. (expression, vocabulaire, orthographe)

I. Problématique
La chronophotographie ci-contre où Mars est
photographiée tous les 5 jours, montre un
mouvement complexe alors que les planètes de
notre système solaire ont des trajectoires
circulaires (ou légèrement elliptiques) autour du
Soleil.
Pour tenter de comprendre ce phénomène, nous
allons utiliser un logiciel de simulation
astronomique appelé Stellarium
II. Observation depuis le Terre
Le Soleil doit être à gauche de Mars. Si ce n’est pas le cas «dézoomer» jusqu’à le faire apparaître.
1. Dans quelle constellation se trouve Mars le 21/7/2009?
2. A partir de cette date, faire avancer les jours (fenêtre date et heure) sans toucher l’heure et observer le
déplacement de Mars par rapport aux constellations. Dans quelle constellation se trouve Mars
a. le 21/9/2009 ?
b. le 3/11/2009?
3. Que se passe-t-il aux alentours de mi-décembre ? Mars arrive-t-elle dans la constellation du Lion ?
4. Décrire le mouvement de Mars par rapport aux constellations pendant janvier et février 2010.
5. Qu’observe-t-on pendant le mois de mars 2010 ?
L’Univers / Connaître Mars / Séquence 7 – Quel mouvement pour Mars
Activité TICE ACTIVITE 03 : RETROGRADATION DE MARS Fiche élève
Configuration de Stellarium
a. Arrêter le défilement automatique du temps (bouton lecture).
b. Se placer au pôle Nord (pour éviter un trop fort balancement du ciel quand on fera défiler le temps)(fenêtre
positionnement :rentre latitude N 90)°
c. Eliminer l’atmosphère, le sol et les points cardinaux.
d. Activer les noms des planètes, des constellations ainsi que le dessin de ces dernières.
e. Se placer à la date du 21/7/2009 et demander Mars dans la fenêtre de recherche et le fixer à l’écran.(centrer
sur objet sélectionné).
f. Dans la fenêtre de configuration cocher « montrer les orbites des planètes ».
2nde
Groupe formateurs Lycée-Académie de Toulouse
1 h 30
Capacités
travaillées par
tous les élèves :
 Observer, extraire des informations d’un fait observé
 Faire un schéma
 Interpréter des résultats
 Reconnaître et utiliser la proportionnalité

III. Tracé des positions de Mars et la Terre dans le référentiel héliocentrique
6. Repartir au 21/7/2009 et refaire défiler les jours mais en regardant l’évolution de la distance Terre-Mars (en
haut à gauche de l’écran) au fil des jours et repérer le moment où Mars est au plus proche de la Terre. Relever
cette distance en UA.
7. Demander le Soleil et relever à cette même date la distance Terre-Soleil.
8. Toujours à la même date, se placer sur Mars et relever la distance Mars-Soleil.
9. A partir de ces 3 données collectées, faire le schéma avec l’échelle 5 cm pour 1 UA dans le référentiel
héliocentrique montrant la situation du Soleil, la Terre et Mars lorsque cette dernière est au plus proche de la
Terre (On pourra supposer les orbites circulaires et concentriques).
IV. Observation dans le référentiel héliocentrique
10. Vérifier alors :
- que la Terre tourne plus vite que Mars autour du Soleil.
- la validité des schémas faits à la question 9.
11. Sur le schéma précédent dessiner approximativement les positions de la Terre et Mars le 20/12/09 puis le
15/03/10
12. Expliquer maintenant le mouvement de Mars observé depuis la Terre appelé « rétrogradation de Mars ».
Capacités travaillées
Critères de Réussite
Oui
Non
Observer, extraire des
informations d’un fait
observé
Attitude
Je vérifie la cohérence de mes résultats (schéma, observations, valeurs …)
Je suis capable
D’observer une simulation et d’en extraire des informations (position des points, valeurs des
paramètres…)
De décrire par une phrase le mouvement d’un point au cours du temps
De comparer le mouvement de Mars par rapport au Soleil ou par rapport à la Terre.
Faire un schéma
Je connais
Les référentiels géocentrique et héliocentrique
Je suis capable
de présenter une situation sous forme d’un schéma
de respecter une échelle
Interpréter des résultats
Je suis capable
de comprendre que la nature d’un mouvement dépend du référentiel choisi
d’exprimer un résultat d’une mesure ou d’un calcul sous forme d’une phrase simple
de changer de point de vue
de rédiger. (expression, vocabulaire, orthographe)
Reconnaître et utiliser la
proportionnalité
Je connais
La signification d’une échelle
Je suis capable
De respecter une échelle
Configuration de Stellarium
a. Se placer au-dessus du système solaire en choisissant « solar system observer» dans la fenêtre de
positionnement.
b. Demander le Soleil et le fixer.
c. Mettre « Etiquettes et Repères » au niveau maximum pour « Planètes » dans l’onglet « Ciel » de la fenêtre
« configuration du ciel ».
d. Régler le zoom de façon à avoir les orbites des planètes telluriques à l’écran (jusqu’à Mars). Il faut avoir fixé le
Soleil sinon il n’y aura que l’orbite de Mars.

2nde
me
Pré-requis : Les élèves peuvent, à ce stade, avoir déjà manipulé Stellarium, notamment lors d’une séance sur «
Découvrir l’Univers ». Dans le cas contraire leur distribuer la fiche d’utilisation ci-dessous.
- Définition d’un référentiel
- Référentiels géocentriques et héliocentriques
- Trajectoire d’un mobile
II. Observation depuis le Terre
 Le 21/7/2009 Mars se trouve dans le Taureau.
 Il se trouve dans les Gémeaux le 21/9/2009 et dans le Cancer le 3/11/2009.
 Mi-décembre, il ralentit sa progression et régresse (rétrograde) avant même d’avoir atteint le Lion .
 Pendant le mois de mars, la planète ralentit sa rétrogradation, s’arrête vers la mi-mars pour reprendre sa
progression initiale parmi les constellations..
IV. Tracé des positions de Mars et la Terre dans le référentiel héliocentrique
 Au périgée le 27/1/2010, Mars est à 0,664 UA de la Terre.
 Ce même jour le Soleil est à 0,985 UA de la Terre.
 On se place sur Mars : le Soleil est alors à 1,65 UA de Mars.
 La somme 0,664 UA + 0,985 UA = 1, 649 UA est voisine de la distance Soleil-Mars donc les 3 astres sont alignés.
V. Observation dans le référentiel héliocentrique
Pendant la rétrogradation, la droite Terre-Mars « repart » vers les constellations par lesquelles Mars est déjà passé
pendant son avancée, tout comme la voiture que l’on dépasse semble reculer sur fond de paysage : la Terre dépasse
Mars car, étant plus proche du Soleil, elle va plus vite dans le référentiel héliocentrique.
Prolongements possibles :
 Rechercher la période de cette rétrogradation
 Vérifier que Mars n’est pas le seul astre à faire une rétrogradation
Groupe formateurs Lycée-Académie de Toulouse
Démarche d’investigation ACTIVITE 03 : RETROGRADATION DE MARS Fiche prof
1 h 30
Capacités
travaillées par tous
les élèves :
 Observer, extraire des informations d’un fait observé
 Faire un schéma
 Interpréter des résultats
 Reconnaître et utiliser la proportionnalité
Objectif :
Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel
choisi.
L’Univers / Connaître Mars / Séquence 7 – Quel mouvement pour Mars

Soleil
Terre
Mars

Fiche d’utilisation de STELLARIUM
(Télécharger STELLARIUM 0.10.4 car la version précédente plante souvent)
Barres d’outils : elles apparaissent quand on met la souris sur le bord gauche ou inférieur de l’écran :
Barre verticale (dans l’ordre de haut en bas) : Elle ouvre les fenêtres…
 … de positionnement : Permet de choisir le point depuis lequel on souhaite observer l’Univers. On peut choisir un point de la
Terre ou de nombreux autres astres comme le Soleil, les planètes, leurs satellites, un point au-dessus du système solaire…
 … date/heure : La fenêtre la plus utilisée ! Dans la plupart des applications il vaut mieux arrêter le défilement automatique
du temps et commander soi-même le défilement avec cette fenêtre. Permet bien sûr, de régler date et heure.
 … de configuration du ciel et de la vision : une boîte de dialogue avec 4 onglets s’ouvre. Dans l’onglet « ciel » il y a une
fonctionnalité qui simule ou non la propagation de la lumière à vitesse finie. On peut alors reproduire la mesure de c faite par
Roemer vers 1676 en observant les émersions/immersions des satellites de Jupiter de/dans l’ombre de cette géante. C’est aussi
dans cet onglet que l’on peut activer le tracé des orbites des planètes ainsi que leurs repères c’est à dire leurs marques quand
elles sont trop petites pour être visibles. C’est le cas si on est au-dessus du système solaire parce qu’on a choisi «solar system
observer» dans la case « planète » de la fenêtre de positionnement (Il faut fixer le Soleil pour voir alors apparaître les trajectoires
planétaires).
 … de recherche : utilisée pour mettre au centre de l’écran l’objet céleste recherché
 … de configuration : permet de régler différents paramètres (langue …)mais surtout d’afficher des informations sur les
astres sélectionnés comme leurs coordonnées, magnitudes, distances… pour cela cocher « Toutes disponibles» dans l’onglet
« Principal »
 … d’aide
Barre horizontale (dans l’ordre de gauche à droite) : elle permet les actions suivantes :
 Lignes des constellations : permet un meilleur repérage dans le ciel étoilé et montre bien le déplacement d’astres sur fond
de ciel étoilé