Travaux Pratiques. Sondage Radar de Vénus

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1 Travaux Pratiques Sondage Radar de Vénus Introduction Vénus est la deuxième planète en partant du Soleil. Elle se trouve entre Mercure et la Terre. Vénus est une planète tellurique tout comme la Terre. Une des particularités de Vénus est qu elle est entièrement recouverte d une atmosphère épaisse qui ne laisse voir aucun détail de sa surface. Mais à quoi ressemble donc la surface de Vénus? Pour répondre à cette question, les scientifiques utilisent la technique du sondage radar pour percer l épaisse couche nuageuse qui entoure Vénus et dévoiler ainsi sa surface. Objectifs Copyright Calvin J. Hamilton - Apprendre comment les scientifiques obtiennent des informations sur la surface d une planète qu ils ne voient pas, - Apprendre à réaliser et à utiliser une carte topographique. - Se familiariser avec la technique du sondage radar. - Découvrir la démarche scientifique : observer, analyser, communiquer. - Travailler en équipe. Niveaux : CE2-5ème. Matériel Les élèves vont travailler par groupe de 2. Pour chaque groupe :

2 - 1 boîte «Vénus» avec sa sonde (voir Annexe 1 pour la réalisation de cette boite). - 1 taille-crayons. - 1 gomme. - 1 jeu de crayons de couleurs correspondant aux couleurs de la sonde. - 1 feutre noir. - 1 pièce de jeu de dames (ou similaire). - 1 feuille avec un tableau pour réaliser la carte topographique (voir Annexe 2). Déroulement de l activité Il faut prévoir un minimum de 1h pour cette activité, l idéal étant de 1h30-2h Présentation succinte de la planète Vénus (5-15 minutes). Voir l Annexe 3 pour un exemple. En particulier : - la place de cette planète dans notre système solaire : 2ème planète en partant du soleil, entre Mercure et la Terre, c est une planète tellurique c est a dire rocheuse. - certaines de ses propriétés par rapport à la Terre. Elle est souvent appelée la sœur de la Terre car sa taille, sa masse, sa densité, sa composition chimique sont comparables à celles de notre planète. - une image prise dans le visible montrant la surface de Vénus complètement recouverte de «nuages» : on ne peut pas voir sa surface! - les différentes missions spatiales dont l objectif est l étude de Vénus, en particulier la mission européenne Vénus Express qui est actuellement (2006) en orbite autour de Vénus.

3 - la technique du sondage radar : un signal est envoyé depuis la Terre ou depuis une sonde en orbite autour de Vénus, ce signal passe à travers l atmosphère de Vénus et se réfléchit à sa surface, il revient sur Terre ou sur la sonde. Le temps que met le signal pour revenir à son point de départ est fonction du relief qu il a rencontré à la surface de Venus : s il s est réfléchi sur le sommet d une montagne il met moins de temps à revenir que s il s est réfléchi au fond d un canyon. On pourra utiliser l analogie avec l écho sonore, le son émis par notre voix qui se réfléchit sur une falaise met un certain temps à nous revenir. 2- Présentation de l activité (5-10 min). Les élèves sont des scientifiques. Ils travaillent, comme les scientifiques, en équipe. Pour cette activité, ils vont travailler par groupe de deux. L ESA, Agence Spatiale Européenne, l équivalent européen de la NASA américaine, aurait un hypothétique projet de faire atterrir à la surface de Vénus une sonde spatiale. Mais quel est le meilleur endroit pour faire atterrir une sonde sur Vénus? Car on ne voit pas sa surface Une sonde spatiale coûte beaucoup d argent, il faut donc qu elle atterrisse dans un endroit adapté. La mission des élèves-scientifiques est de trouver un site d atterrissage pour cette hypothétique sonde. Chaque élève va sonder une région différente de la surface de Vénus (une boite = une région de la surface de Vénus). Questions : quel est le relief adapté pour faire atterrir une sonde? Une plaine, un canyon, le sommet d une montagne? 3- Sondage de la boîte (15-45 minutes). Chaque groupe de deux élèves sonde chaque trou de la boîte. Ils reportent dans le tableau (voir Annexe 2) la couleur qu ils trouvent à l intersection de la sonde et du couvercle de la boîte. Un des élèves sonde la ligne A du couvercle alors que l autre élève colorie la case correspondante dans le tableau ; les rôles sont inversés pour la ligne B et ainsi de suite. La taille de la région pour faire atterrir la sonde est fixée à quatre carreaux. La sonde est matérialisée pour la pièce du jeu de dames.

4 Observatoire de Paris / Unité Formation-Enseignement août 2006 Questions : Quelles sont les informations sur le relief qui se trouve dans la boîte que l on peut déduire lorsque la sonde s enfonce beaucoup? lorsque la sonde ne s enfonce pas beaucoup? lorsqu elle glisse? Est-ce une montagne, un canyon? Quelle couleur correspond au relief le plus haut? au relief le plus bas? Quelle couleur dois-je avoir pour pouvoir faire atterrir la sonde? Est-ce qu il y a un site d atterrissage possible dans la région que j ai sondé? On demandera aux élèves d entourer au feutre la ou les région(s) d atterrissage. 4- Conclusions (15-30 minutes) Chaque groupe d élèves va maintenant présenter ses résultats aux autres groupes, tout comme les scientifiques qui se réunissent pour partager leurs découvertes. Un cercle représentant la surface de Vénus est dessiné au tableau, on y reporte les numéros des boites symbolisant différentes régions. Chaque

5 Observatoire de Paris / Unité Formation-Enseignement août 2006 groupe, à tour de rôle, va venir accrocher sa carte topographique au tableau sur le numéro correspondant à sa boite. Il présente alors ses résultats : a-t-il trouve une région d atterrisage? Pourquoi? Quel est le relief de cette région? On compare alors les cartes topographiques obtenues par les élèves avec celles obtenus par la sonde américaine Magellan. C est le même code de couleurs mais la taille des cases du tableau sont beaucoup plus petites dans le cas de Magellan (c est la notion de résolution). Copyright Calvin J. Hamilton Carte topographique de Vénus obtenue par Magellan. La sonde américaine Magellan a été lancée en mai Elle a cartographié par imagerie radar 98% de la surface de Vénus avec une résolution de 300 m. Lorsque tout les élèves ont présenté leurs résultats, les boites sont ouvertes les unes après les autres, tout les élèves comparent alors la carte topographique accrochée au tableau au relief présent dans la boîte.

6 References Cette activité est tirée du recueil d activités américain édité par «the Astronomical Society of the Pacific» intitulé : «The Universe at your fingertips. An astronomy activity and Ressource Notebook».

7 ANNEXE 1

8 Construction de la «boîte Vénus» Matériel Pour une boîte : - 1 boîte à chaussures. - 2 kg de plâtre à modeler. - tourillon cannelé ou crayon à papier pour la sonde. - poinçon pour percer le couvercle. - papier autocollant transparent. - 1 saut et 1 doseur pour le plâtre. - 1 spatule pour travailler le plâtre. Realisation Etablir une liste des reliefs à réaliser dans chacune des boîtes. Chaque boîte doit être différente. Exemples : cratères, chaîne de montagnes, volcan, canyon, plaine, Préparer le plâtre en suivant les instructions portées sur le sachet. Verser le plâtre dans la boîte à chaussures. Dès que le plâtre commence à prendre, modeler le relief voulu avec les doigts ou en s aidant avec la spatule. Lisser le relief avec la main mouillée. Laisser sécher le plâtre plusieurs jours. Dessiner un quadrillage sur le couvercle (voir le modèle de la page suivante). On peut recouvrir le couvercle d un papier autocollant transparent. Percer chaque intersection avec le poinçon. Le trou ainsi formée doit pouvoir laisser facilement passer la sonde. Attention à ne pas faire des trous trop grands qui laisseraient deviner ce qu il y a à l intérieur de la boîte.

9 Repérer avec la sonde la partie la plus haute et la plus basse de chaque boîte. Les couleurs de la sonde devront se trouver entre ces deux marques. Les couleurs sont soit réalisées avec des feutres soit avec un ordinateur. On protège ces couleurs avec un papier autocollant transparent.

10 ANNEXE 2

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13 ANNEXE 3

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