Activité documentaire n 2 : Les distances interplanétaires

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Thibaut Joseph
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1 Noms : Prénoms : Classe : Sujet à rendre obligatoirement avec l annexe Activité documentaire n 2 : Les distances interplanétaires Barème /4 /4 Questions Explications Compétence visée Points attribués 1 J ai réalisé ma simulation sur un tableur. Réaliser /2 Reformuler 2 Reformuler 3 Extraire des informations 4 /2 Remarques Valider / Réaliser /6 Analyser / J ai réalisé ma simulation sur un tableur. Réaliser Exploiter des informations Analyser /2 Exploiter des informations Analyser /2 Exploiter des informations Analyser /2 Ecrire un résultat de manière adaptée (unités, chiffres significatifs, incertitudes...) Envoyer un mail avec pièce- jointe en respectant les consignes données. /4 Total : /20 Devoir global Rendre compte à l écrit en utilisant un vocabulaire scientifique adapté et rigoureux, et présenter son travail sous une forme appropriée. 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. 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. Le principe de l unité astronomique est de prendre comme unité de base (1 U.A.) la distance Terre-Soleil

2 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). 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). Tom et Delphine ont pour mission de fabriquer à l échelle une maquette du système solaire contenant le Soleil et les 8 planètes. Les planètes et l étoile seront fixées au plafond d une salle de laboratoire de physique. Ils ont à leur disposition un tableau récapitulatif trouvé sur internet (document n 1) dans lequel sont indiqués les tailles des astres ainsi que leurs distances au Soleil. La salle dans laquelle ils doivent implanter leur maquette au plafond fait 10 m de longueur et 6 m de largeur. (Document n 2) Afin de préparer leur projet, M.KUNST- MEDICA leur demande de réaliser une simulation sur un tableur (EXCEL par exemple ; voir fiches techniques) afin de déterminer les tailles astres et leurs distances au Soleil ramenées aux dimensions de la salle. Ils peuvent disposer le Soleil au fond de la pièce. 5- Compléter le tableau Excel de deux nouvelles colonnes indiquant la taille et la distance au Soleil des différents astres en respectant l échelle proposée. Distance Soleil-Pluton = 10 m.

3 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 : 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

rotation : 12,4 heures environ Distance au plus près du Soleil (périhélie) : 1,24 ua Distance au plus loin du

4 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

5 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 et unités astronomiques et doit contenir des centaines de milliards d objets.

6- Sur la feuille de papier millimétré (annexe) et en vous servant des résultats précédents, tracer les orbites des 4 planètes les plus proches autour du Soleil en respectant l échelle choisie.

6 6- Sur la feuille de papier millimétré (annexe) et en vous servant des résultats précédents, tracer les orbites des 4 planètes les plus proches autour du Soleil en respectant l échelle choisie. Puis tracer l orbite de la comète Churyumov-Gerasimenko (doc. 4 et 5). 7- Sur la feuille de papier millimétré (annexe) placer la position actuelle de la sonde Rosetta (doc. 3). 8- D où provient la comète Churyumov-Gerasimenko (doc. 6). A combien de km du Soleil se situe cet endroit?

7 Annexe :

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