Panneaux Astro

1
PARCOURS CLAUDE NICOLLIER
Claude Nicollier, né le 2 septembre 1944, a grandi
dans cette région. Passionné d’astronomie dès son
plus jeune âge, il entrepris des études universitaires
en astronomie. Il fut aussi pilote militaire et de ligne
pendant plusieurs années avant de suivre une longue formation d’astronaute à l’Agence Spatiale Européenne et à la NASA. Devenu le premier astronaute
suisse il participa, avec succès, à plusieurs vols à
bord de la navette spatiale « Challenger ».
Nous vous invitons à suivre ce sentier, jalonné de
poteaux tels que celui-ci, qui vous feront découvrir
des problèmes liés à la conquête spatiale.
Au cours de ces dernières années, les résultats obtenus par la recherche spatiale ont révolutionné de
nombreuses activités scientifiques et techniques,
apportant une moisson de connaissances nouvelles
dans de nombreux domaines.
Question
1
Combien de fois Claude Nicollier a-t-il été en mission dans l’espace ?
Réponse sur le poteau
2
Vous êtes ici
1
UA
dist. Terre > Soleil = 1 UA = unité astro. = 150 Mio km
Jupiter
Saturne
Uranus
Mars
20 UA
10 UA
Pluton
30 UA
40 UA
1km
2 km
3 km
4 km
5 km
0 km
A la même échelle : 1 m ~
= 1 million de km
Blonay
5.6 km
Mercure
Les Pléiades
Soleil
TERRE
Vénus
Nepturne
2
Un satellite artificiel est un objet que l’Homme a
réussi à placer en orbite autour d’une planète, de
telle manière que la force centrifuge qui l’éloigne de
cette planète soit égale à la force d’attraction de cette
même planète.
Imaginez une table sur laquelle vous lancez des
billes.
Plus la bille acquiert de vitesse, plus elle tombera
loin de cette table. Pour une certaine vitesse, la bille
aura acquit une force centrifuge qui équilibre la force
de gravitation. Ces deux forces sont en équilibre.
En-dessous de cette vitesse critique, la bille retombe;
en-dessus elle s’éloigne de la planète.
Question
2
À quelle vitesse faut-il lancer la bille pour qu’elle
soit, théoriquement, satellisée autour de notre
terre ?
100 m/sec
1’000 m/sec
8 km/sec
Réponse sur le poteau
3
Réponse 1
Claude Nicollier a participé à quatre missions lors des vols
STS-46, STS-61, STS-75, STS-103.
Pour plus d’informations, consultez les sites :
http://www.unige.ch/sciences/astro
http://www.esa.int/
UA
dist. Terre > Soleil = 1 UA = unité astro. = 150 Mio km
1
Jupiter
Saturne
Uranus
Mars
TERRE
Vénus
20 UA
10 UA
Pluton
30 UA
40 UA
0 km
1km
2
2 km
3 km
4 km
5 km
Vous êtes ici
~ 1 million de km
A la même échelle : 1 m =
Blonay
5.6 km
Mercure
Les Pléiades
Soleil
Nepturne
3
De nombreuses sciences et techniques ont bénéficié des efforts entrepris lors de la conquête spatiale,
dont les débuts ont été marqués par le lancement du
premier satellite artificiel.
Question
3
A) Quel est le nom de ce premier satellite ?
B) Trouvez cinq domaines d’activités qui en ont
bénéficié !
Réponses sur le poteau
4
Réponse 2
La bille doit atteindre la vitesse de 8km/seconde !
Pour plus d’informations consultez le site (en anglais) :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_orbitale
UA
dist. Terre > Soleil = 1 UA = unité astro. = 150 Mio km
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Jupiter
Saturne
Uranus
Mars
TERRE
Vénus
20 UA
10 UA
Pluton
30 UA
40 UA
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1km
3
2 km
3 km
4 km
5 km
Vous êtes ici
A la même échelle : 1 m ~
= 1 million de km
Blonay
5.6 km
Mercure
Les Pléiades
Soleil
Nepturne
4
Questions
4
A) Si la Terre est représentée par un ballon de
football, quelle est, à cette échelle, l’épaisseur de notre couche d’atmosphère ?
B) À quelle distance les astronautes survolentils notre planète ?
C) À quelle distance de la Terre les satellites dits
« géostationnaires », utilisés pour les télécommunications, doivent-ils être pour qu’ils
se trouvent toujours au-dessus de la même
région ?
Réponses sur le poteau
5
Réponses 3
A) Le premier satellite artificiel s’appelait « Spoutnik 1» et
fut lancé par les Russes le 4 octobre 1957.
B) Depuis cette date, notre vie quotidienne bénéficie des effets de la conquête spatiale dans les domaines les plus
divers tels que: prévisions météorologiques, astronomie,
étude des pollutions, marées, vents, géologie, hydrologie, ornithologie, médecine, biologie, télécommunications, transmissions d’images télévisées, militaire, assurances, balises Argos, cartographie, GPS, statistiques,
etc.
UA
dist. Terre > Soleil = 1 UA = unité astro. = 150 Mio km
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Jupiter
Saturne
Uranus
Mars
10 UA
20 UA
Pluton
30 UA
40 UA
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3 km
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Vous êtes ici
A la même échelle : 1 m ~
= 1 million de km
Blonay
5.6 km
Mercure
Les Pléiades
Soleil
TERRE
Vénus
Nepturne
5
Question
5
Les satellites artificiels ont-ils besoin d’un carénage aérodynamique ?
Réponse sur le poteau
6
Réponses 4
A) La densité de l’air diminue fortement avec l’altitude mais
à l’échelle de notre ballon de football elle aurait, approximativement, une épaisseur de 1 mm. Des ballons stratosphériques peuvent monter jusqu’à 40 km.
B) La majorité des vols spatiaux, ayant des astronautes à
bord, se passe entre 400 et 600 km d’altitude. A l’échelle
de notre ballon, leurs orbites occupent un espace situé
entre 10 et 15 mm.
C) Les satellites géostationnaires sont placés sur des orbites distantes d’environ cinq fois le rayon terrestre !
Consulter : http://www.esa.org
UA
dist. Terre > Soleil = 1 UA = unité astro. = 150 Mio km
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Saturne
Uranus
Mars
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Vous êtes ici
A la même échelle : 1 m ~
= 1 million de km
Blonay
5.6 km
Mercure
Les Pléiades
Soleil
TERRE
Vénus
Nepturne
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Question
6
Peut-on utiliser un fil à plomb à bord d’un satellite ?
Réponse sur le poteau
7
Réponse 5
Les satellites parcourant l’espace en-dehors de l’atmosphère terrestre ne sont pas freinés par la résistance de l’air
et par conséquent n’ont pas besoin d’un carénage aérodynamique!
Consulter : http://www.space.gc.ca/asc/fr/sciences/canada_0411.asp
UA
dist. Terre > Soleil = 1 UA = unité astro. = 150 Mio km
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Jupiter
Saturne
Uranus
Mars
10 UA
20 UA
Pluton
30 UA
40 UA
0 km
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2 km
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Vous êtes ici
A la même échelle : 1 m ~
= 1 million de km
Blonay
5.6 km
Mercure
Les Pléiades
Soleil
TERRE
Vénus
Nepturne
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Question
7
Peut-on remplir facilement un verre d’eau à l’intérieur d’un vaisseau spatial ou à l’extérieur de
celui-ci ?
Réponse sur le poteau
8
Réponse 6
La petite masse attachée au bout d’une ficelle est attirée
par l’énorme masse de notre terre. La ficelle ainsi tendue
se positionne à la verticale du lieu et indique le centre de
notre planète.
A bord d’un satellite, en état d’apesanteur, la petite masse
flotte dans le vaisseau spatial, en situation d’équilibre des
forces qui pourraient agir, et sa ficelle forme des boucles
aléatoires.
UA
dist. Terre > Soleil = 1 UA = unité astro. = 150 Mio km
1
Jupiter
Saturne
Uranus
Mars
10 UA
20 UA
Pluton
30 UA
40 UA
0 km
1km
2 km
3 km
4 km
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Vous êtes ici
A la même échelle : 1 m ~
= 1 million de km
Blonay
5.6 km
Mercure
Les Pléiades
Soleil
TERRE
Vénus
Nepturne
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Question
8
Laquelle des deux bougies, A ou B, brûle à bord
d’un satellite ?
Réponse sur le poteau
9
Réponse 7
Le fait de «verser de l’eau» suppose une force qui tire l’eau
vers le bas. A l’intérieur du vaisseau spatial, l’absence de
gravitation empêche l’eau de sortir de la bouteille.
Par contre, en comprimant un récipient souple, tel un tube
de pâte dentifrice, l’eau peut en sortir. Expulsée de son récipient, l’eau aura tendance à se mettre en boule, souple,
déformable, flottant dans la cabine du vaisseau spatial, réagissant aux seules impulsions que lui donne l’astronaute
expérimentateur.
A l’extérieur du vaisseau spatial, l’eau s’évaporerait immédiatement, car un vide très poussé règne autour du satellite.
UA
dist. Terre > Soleil = 1 UA = unité astro. = 150 Mio km
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Jupiter
Saturne
TERRE
Vénus
10 UA
Pluton
20 UA
30 UA
40 UA
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3 km
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Vous êtes ici
A la même échelle : 1 m ~
= 1 million de km
Blonay
5.6 km
Mercure
Les Pléiades
Soleil
Nepturne
Uranus
Mars
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Question
9
Lorsque les astronautes travaillent à l’extérieur
d’un vaisseau spatial, ont-ils un éclairage agréable sur leur ouvrage ?
Réponse sur le poteau 10
Réponse 8
Sur Terre, c’est sous l’effet de la poussée d’Archimède que
l’air, chauffé par la combustion, monte en laissant la place
à un air plus riche en oxygène, assurant ainsi la continuité
de la flamme.
C’est la bougie B, que l’on voit en train de s’étouffer, car les
gaz brûlés restent autour de la mèche.
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UA
dist. Terre > Soleil = 1 UA = unité astro. = 150 Mio km
Jupiter
Saturne
TERRE
Vénus
10 UA
Pluton
20 UA
30 UA
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0 km
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Vous êtes ici
A la même échelle : 1 m ~
= 1 million de km
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5.6 km
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Les Pléiades
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Mars
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Question 10
A l’intérieur d’un vaisseau spatial, peut-on chauffer de l’eau dans une bouilloire électrique ?
Réponse sur ce poteau
Réponse 9
L’absence d’atmosphère supprime l’effet de diffusion de la
lumière. Le contraste lumineux entre les parties éclairées
et les zones d’ombres est beaucoup plus marqué que sur
Terre.
Réponse 10
Non, car l’eau, par manque de gravitation, n’a pas de raison
de rester en contact avec la partie chauffante de l’appareil !
La gravitation est l’une des forces naturelles de l’Univers à
laquelle on ne peut pas mettre un écran et qui, de mémoire
d’homme, n’est jamais tombée en panne !
UA
dist. Terre > Soleil = 1 UA = unité astro. = 150 Mio km
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Jupiter
Saturne
Uranus
Mars
20 UA
10 UA
Pluton
30 UA
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Mercure
Les Pléiades
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Vénus
Nepturne
Vous êtes ici
A la même échelle : 1 m ~
= 1 million de km