AD n°3 sur l`Univers - Les sciences à La Salle

Noms : Prénoms : Classe : Sujet à rendre obligatoirement avec la copie Activité documentaire n°3 : Les distances interplanétaires Barème Questions 1 S’approprier /6 Communiquer /5 Valider / Réaliser /2 Analyser /7 Total : /20 Explications J’ai réalisé ma simulation sur un tableur. Reformuler Compétence visée Points attribués Réaliser /1 Reformuler S’approprier 3 5 6 7 /2 Extraire des informations S’approprier Exploiter des informations Analyser Exploiter des informations Analyser /2 Exploiter des informations Analyser /2 Communiquer /1 Ecrire un résultat de manière adaptée (unités, chiffres significatifs, incertitudes...) Envoyer un mail avec pièce-­‐jointe en respectant les consignes données. Devoir global S’approprier 2 4 /2 Remarques /3 /3 Communiquer /1 Rendre compte à l’écrit en utilisant un vocabulaire scientifique adapté et rigoureux, et présenter son travail sous une forme appropriée. Communiquer /1 Travailler en équipe, partager des tâches, s’engager dans un dialogue constructif, accepter la contradiction tout en défendant son point de vue, faire preuve de diplomatie, négocier et rechercher un consensus. Communiquer /2 Présenter de manière soignée son travail, répondre avec des phrases
complètes et bien construites, et préciser en quelques lignes la manière
dont le travail a été réparti entre les membres du binôme, et dans
quelles conditions
Si on s’éloigne de la Terre, on s’aperçoit d’abord que l’on fait partie d’un ensemble appelé
« le système solaire ». Les distances interplanétaires sont extrêmement grandes. Les évaluer
en mètres devient pénible car les nombres sont très grands et sont difficilement comparables.
On préfère alors utiliser une unité plus adaptée aux dimensions de notre système stellaire :
c’est l’unité astronomique.
Reprenons le tableau de l’activité documentaire 1 :
Le principe de l’unité astronomique est de prendre comme unité de base (1 U.A.) la distance
Terre-Soleil
1- En utilisant Excel ou un autre tableur, calculer les distances des différentes planètes au
Soleil en U.A. et insérer les résultats dans une colonne supplémentaire (Distance
moyenne au Soleil en UA). Réutiliser le tableau fait lors de l’activité 1. Tableau à
envoyer par mail : [email protected]
2- Que pouvez-vous dire d’une planète dont la distance au Soleil et supérieure à 1 U.A. ?
3- Que pouvez-vous dire d’une planète dont la distance au Soleil et inférieure à 1 U.A. ?
4- Quel est l’objectif de la mission « Rosetta » ? Qui mène cette mission ? Comment
s’appelle le module scientifique qu’elle transporte ? Quand va se faire l’arrimage de
Rosetta sur la comète ? (doc. 1, 2 et 3).
5- Sur la feuille de papier millimétré (annexe) et en vous servant des résultats de
l’activité n°1, tracez les orbites des planètes autour du Soleil en respectant l’échelle
choisie. Puis tracez l’orbite de la comète Churyumov-Gerasimenko (doc. 4 et 5).
6- Sur la feuille de papier millimétré (annexe) placer la position actuelle de la sonde
Rosetta (doc. 3).
7- D’où provient la comète Churyumov-Gerasimenko (doc. 6). A combien de km du
Soleil se situe cet endroit ?
Document n°1 :
Après 10 ans de voyage et près de 6 milliards de kilomètres parcourus, la sonde européenne
Rosetta est arrivée à son but et a été mise, pendant le mois d'Aout, en orbite large autour de la
comète Churyumov-Gerasimenko. L'objectif de la sonde Rosetta est d'étudier la comète qui
date, comme la terre, de 4.5 milliards d'années (l'origine du système solaire). Mais
contrairement à la terre, dont les roches et le milieu ont subi des modifications profondes, la
comète est resté "en l'état" et permettra aux scientifiques d'étudier les matériaux (roche, gaz,
carbone, ...) tels qu'ils se présentaient lors de la création du système solaire. Source :
www.cnes.fr
Document n°2 :
Voilà une idée qui ravira les auteurs de science-fiction : nous aurions peut-être tous une
origine extra-terrestre. En effet, les premières molécules de la vie se formeraient
naturellement dans les comètes. Après avoir fabriqué une comète artificielle, les chercheurs
ont analysé ses composants avec une technique unique au monde. Et il est apparu pour la
première fois que les comètes pourraient renfermer des molécules qui constituaient la matière
génétique primitive.
Fabriquer une comète artificielle :
Ces analyses s’inscrivent dans le cadre de la grande mission spatiale européenne "Rosetta".
Ce programme a pour objectif de faire atterrir fin 2014 une sonde sur la comète
Tchourioumov-Guerassimenko afin d’étudier la composition de son noyau. Pour essayer
d’anticiper les résultats de Rosetta, les scientifiques ont imaginé fabriquer une comète
artificielle, ou "glace interstellaire/cométaire simulée", et analyser ses constituants. Dans des
conditions extrêmes semblables à celles de l’espace (-200°C et sous vide), les chercheurs ont
condensé, sur un morceau solide de fluorure de magnésium (MgF2), des composés existant
dans le milieu interstellaire (des molécules d’eau, d’ammoniac (NH3) et de méthanol
(CH3OH)). Ils ont ensuite irradié le tout avec un rayonnement ultraviolet. Au bout de dix
jours, ils ont obtenu quelques précieux microgrammes (millionièmes de gramme) de matière
organique artificielle.
Cécile Pinault pour Science.gouv
Document n°3 :
Document n°4 : Comète 67P Churyumov-Gerasimenko
Année de découverte : 1969 (20 septembre)
Découvreurs : Klim Ivanovic Churyumov et Svetlana Ivanovna
Gerasimenko
Période orbitale : 6,44 ans
Période de rotation : 12,4 heures environ
Distance au plus près du Soleil (périhélie) : 1,24 ua
Distance au plus loin du Soleil (aphélie) : 5,68 ua
Excentricité : 0,64 Inclinaison de l’orbite : 7,04°
http://lastronomieselaraconte.fr/pages/rosetta
Document n°5 : Les astres et notamment les comètes ont des trajectoires
elliptiques
Document n°6 : D’où viennent les comètes ?
Les astronomes savent depuis longtemps qu’il existe deux classes différentes de comètes.
D’abord les comètes à courte période, inférieure à 200 ans, comme celle de Halley. Leur
trajectoire a pour propriété de se trouver dans le plan de l’écliptique comme celle des
planètes.
Ensuite, les comètes à longue période, de plus de 200 ans, en particulier celles qui n’ont été
observées qu’une seule fois et dont on estime la période à plusieurs millions d’années. Leurs
orbites sont gigantesques et distribuées aléatoirement dans le ciel, sans direction particulière.
Cette répartition en deux groupes a conduit les astronomes à postuler l’existence de deux
réservoirs de comètes distincts : la ceinture de Kuiper et le nuage d’Oort, du nom des deux
astronomes qui les ont imaginés dans les années 1950, Gerard Kuiper et Jan Oort.
Les comètes à courte période proviennent de la ceinture de Kuiper, une région située dans le
plan du système solaire, au-delà de l’orbite de Neptune. Cette ceinture commence
probablement vers 30 unités astronomiques (la distance Terre-Soleil) et s’étend jusqu’à des
centaines d’unités astronomiques.
Pour les comètes à longue période, le réservoir est le nuage d’Oort. Celui-ci s’étend sur des
distances entre 30000 et 100 000 unités astronomiques et doit contenir des centaines de
milliards d’objets.
http://www.cieletespacephotos.fr http://www.astronomes.com
Annexe
1 u.a