La Terre, le système solaire et l Univers Le jour et la nuit La Terre tourne sur elle-même, s'exposant puis se cachant de la lumière du Soleil : c'est ce qui explique l'alternance du jour et de la nuit. Une personne située à un endroit précis sur la Terre ne ressent pas le mouvement de rotation de la planète, mais a plutôt l'impression que c'est le Soleil qui se déplace de l'est vers l'ouest durant la journée. La nuit, on a aussi l'impression que les étoiles se déplacent. La rotation de la Terre sur elle-même s'effectue en une journée (24 heures). Un «jour» de la semaine commence donc la nuit et s'achève la nuit suivante. 1
Les positions du soleil au cours de la journée En un point donné de la surface de la Terre, l'éclairement varie au cours de la journée et selon la saison. Sur le schéma, on remarque ainsi que la taille de l'ombre de l'arbre varie au cours de la journée en fonction de la position du soleil. Les instruments d'observation de l'univers Pour pouvoir observer le ciel et l'univers, les hommes ont inventé des instruments, comme la lunette astronomique ou le téléscope, permettant de voir à très grandes distances. Depuis le XVII e siècle, l'astronomie a ainsi fait de considérables progrès : alors que la lunette de Galilée n'avait que quelques centimètres de diamètre, les astronomes ont aujourd'hui à leur disposition d'énormes télescopes dont le diamètre peut atteindre 10 mètres. Grâce à ces instruments, les hommes ont pu, de la Terre, contempler les étoiles et les galaxies de l'univers. 2
Les engins spatiaux (1) Il existe différents types d'engins pour explorer l'espace. Les fusées sont utilisées pour se rendre sur d'autres planètes ou bien pour mettre en orbite des satellites. C'est le cas de la fusée Ariane qui est en fait un lanceur. En 2000, 125 satellites ont été lancés ; seuls 8 ont échoué. Hubble est un télescope spatial lancé en 1990 depuis Cap Canaveral. Il a fourni des images exceptionnelles du cosmos, bien plus précises que les télescopes terrestres. Il se désintégrera en 2011. Stardust est une sonde qui voyage dans le cosmos depuis 5 ans. Elle permet non seulement de prendre des photos, mais aussi de récolter des éléments solides, comme par exemple des échantillons de comètes. Ces poussières, une fois analysées sur Terre, pourraient donner des informations précieuses sur la formation de l'univers. 3
Les engins spatiaux (2) Le satellite (1) est un engin placé en rotation autour d'un astre dans le but de l'observer ou de retransmettre des informations (par exemple, satellites de télécommunication). Le premier satellite, Spoutnik 1, a été lancé dans l'espace en 1957. La fusée (2) est un véhicule à moteur transportant d'autres appareils hors de l'atmosphère. La première fusée Ariane a décollé le 24 décembre 1979. La navette spatiale (3) est un véhicule habité destiné à de courtes missions, capable d'atterrir sur la Terre. Columbia a effectué son premier voyage en 1981. La station orbitale (4) est une base habitée permettant de réaliser des expériences dans l'espace. La station russe Mir a été assemblée dans l'espace en 1986. La sonde interplanétaire (5) est un engin non habité destiné aux explorations lointaines. La sonde Voyager 2, lancée en 1977, s'est approchée de Neptune en 1989! La capsule (6) est un véhicule habité qui retombe sur la Terre en parachute. La capsule Apollon 11 de retour de la Lune amerrit le 24 juillet 1969. 4
L'équipement du cosmonaute Le cosmonaute emporte un réservoir d'oxygène qui lui permet de respirer, car il n'y a pas d'«air» sur la Lune. La visière de protection l'isole de l'extérieur tout en lui permettant de voir. Grâce à la radio, il communique avec la Terre ou avec les autres astronautes : il peut leur faire part de ses impressions mais aussi les alerter en cas de danger. L'appareil qu'il porte sur le devant lui sert à contrôler son équipement de survie. L'ensemble du scaphandre est renforcé pour éviter qu'il ne se déchire (genouillères, chaussures, gants). 5
Les distances au sein du système solaire Notre système solaire est composé d'une seule étoile, le Soleil, autour de laquelle tournent neuf planètes, ainsi que des astéroïdes (planètes très petites) et des comètes (astéroïdes composés de roche et de glace qui se transforment en nuage de particules à l'approche du Soleil). Des satellites naturels tournent autour des planètes. Une planète est un corps céleste ne produisant pas de lumière et tournant autour d'une étoile. Une étoile est un astre produisant de la lumière. Des unités pour mesurer l'univers Pour mesurer les distances sur Terre, on utilise le kilomètre (km). Pour les distances dans le système solaire : l'unité employée est l'unité astronomique (ua). 1 ua correspond à la distance du Soleil à la Terre soit 150 millions de km. Taille du système solaire : 100 ua soit 15 milliards de km. Pour mesurer les distances galactiques, on a recours à l'année-lumière (al). 1 al est la distance parcourue pendant un an par la lumière, soit 63 000 ua ou 9 500 milliards de km. Taille de notre galaxie (la Voie Lactée) : 100 000 al soit 1 milliard de milliards de km. 6
La Voie lactée Les galaxies sont des regroupements d'étoiles. Chaque étoile est entourée de différents corps célestes qui tournent autour d'elle. Le système solaire appartient à une galaxie qui s'appelle la Voie Lactée. On estime qu'elle regroupe une centaine de milliards d'étoiles (dont le Soleil) et qu'il existe des milliards d'autres galaxies dans l'univers. Jusqu'à présent, l'engin spatial terrien qui a voyagé le plus loin vient juste de sortir du système solaire! 7
Les galaxies Les galaxies sont des regroupements d'étoiles. Le système solaire appartient à une galaxie qui s'appelle la Voie Lactée et qui est constituée d'environ 200 milliards d'étoiles (dont le soleil). Le diamètre de cette galaxie est énorme puisqu'il est d'environ 100 000 annéeslumière. La Voie Lactée est une galaxie en spirale, mais il existe des galaxies en ellipse (uniquement composées d'étoiles vieilles) et d'autres qui sont irrégulières (par exemple le Nuage de Magellan). 8
Les planètes du système solaire Les planètes du système solaire tournent autour du Soleil : cette rotation s'effectue en une année. La planète la plus proche du Soleil est Mercure : les températures peuvent y être très élevées (jusqu'à 430 C sur la face ensoleillée). En revanche, sur Pluton, la plus éloignée, les températures sont très basses. Bien qu'il nous paraisse gigantesque, le système solaire n'est qu'une infime partie de l'univers. 9
Les planètes du système solaire (2) La Terre fait partie d'une galaxie qui porte le nom de Voie lactée et qui rassemble le soleil et les neuf planètes qui tournent autour de lui. De la plus proche à la plus éloignée du soleil, les planètes sont : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton. Mercure, Vénus, La Terre, Mars et Pluton sont formées de roches. Les planètes géantes Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont essentiellement composées de gaz. Le système solaire comporte aussi les satellites des planètes (comme la Lune pour la Terre) et des météores (étoiles filantes). 10
Le système solaire Le système solaire est constitué de neuf planètes qui gravitent autour d'une étoile particulière, source de chaleur et de lumière : le Soleil. Toutes ces planètes ont le même âge et la même origine. Parmi ces planètes, on distingue : les planètes telluriques, proches du Soleil, dont la surface solide est essentiellement composée de silice : Mercure, Vénus, Terre et Mars ; les planètes gazeuses, essentiellement constituées d'hélium et d'hydrogène : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune ; une planète de glace : Pluton. Mises à part Mercure et Vénus, toutes les planètes possèdent des satellites. Une ceinture d'astéroïdes se trouve entre Mars et Jupiter. La Terre est une des planètes les plus actives (formation et résorption de la croûte océanique, volcanisme, tremblements de terre). Elle est composée de différentes enveloppes : l'atmosphère, la lithosphère, l'hydrosphère et la biosphère qui interagissent et évoluent ensemble continuellement. 11
La structure de la Terre (1) La Terre est formée d'un noyau interne, d'un noyau externe, d'un manteau et d'une croûte. La croûte terrestre est partiellement immergée sous les océans ; les continents en constituent les parties émergées. La croûte terrestre est formée de plaques qui se déplacent lentement, entraînées par les mouvements du manteau. Certaines s'écartent (c'est le cas au milieu de l'océan Atlantique). D'autres se rapprochent, créant une fosse sous-marine et / ou une chaîne de montagnes. 12
La structure de la Terre (2) Cette coupe de la Terre fait apparaître le noyau, le manteau et la croûte terrestre. Le noyau externe de la Terre (en orange sur le dessin) est constitué d'un liquide pouvant atteindre les 5 000 C. Cette source de chaleur intense crée un courant ascendant qui fait monter les roches du manteau (en vert) ; en se rapprochant de la croûte terrestre (en jaune), celles-ci refroidissent et redescendent, pour être ensuite reprises par le courant ascendant. C'est ce qui explique le mouvement circulaire des roches du manteau. 13