La rétrogradation des planètes Mars et Vénus.

La rétrogradation des planètes Mars et Vénus.
Un mouvement déconcertant.
Dès le début, la planète rouge a donné du fil à retordre aux premiers observateurs (le terme planète
signifie vagabond ou astre errant, car les planètes se déplacent parmi les étoiles immobiles). Mars traverse
habituellement le ciel d'est en ouest. Mais, lorsqu'elle est proche de l'opposition, la voici qui revient sur ses pas
(voir le schéma ci-dessous), Mars entame son fameux mouvement de rétrogradation. Elle semble soudain
s'arrêter en plein milieu du ciel, et repartir à l'envers ! Puis elle stoppe à nouveau, avant de repartir dans la bonne
direction, ou plutôt sa direction habituelle. Plusieurs planètes ont un mouvement similaire à celui de la planète
Mars illustré sur ce schéma :
Le phénomène de rétrogradation des planètes s'explique uniquement par la position relative qu'occupe la
Terre par rapport à ces planètes. A droite sur ce schéma est indiqué le mouvement apparent de Mars par rapport
aux étoiles fixes et vue de la Terre. A proximité de l'opposition (positions 3, 4 et 5), la planète Mars semble
repartir à l'envers dans le ciel.
Les planètes situées au-delà de la Terre, appelées planètes supérieures, ont un mouvement plus lent que la
terre et se font donc régulièrement rattraper et dépasser par celle-ci. C’est lors de l’opposition, qui correspond à
l'alignement planète – Terre – Soleil, que se produit la rétrogradation. (Les oppositions de Mars se reproduisent en
moyenne tous les 780 jours).
Pour les planètes inférieures, c'est-à-dire situées avant la Terre en partant du soleil, c’est l’inverse,
beaucoup plus rapides que la Terre ce sont elles qui rattrapent et dépassent notre planète lors de leur mouvement.
Leur rétrogradation se produit lorsqu’elles sont situées entre la Terre et le Soleil, c’est la position de conjonction
car, vue de la Terre, les deux astres occupent des positions voisines dans le ciel.
Pour mieux comprendre le phénomène, nous allons étudier les trajectoires des planètes Mars et Vénus dans le
référentiel héliocentrique et dans le référentiel géocentrique.
I/ Mouvements des planètes et du soleil dans le référentiel héliocentrique :
Sur le diagramme héliocentrique ci-dessous, on a représenté :
- Les trajectoires des planètes Mars, Terre et Vénus autour du soleil.
- Les positions des 3 planètes, reportées à intervalles de temps réguliers et égaux de 30 jours.
Questions :
1) Donnez la définition de l’UA.
2) Exprimez les rayons des orbites en km. (Notation scientifique avec 3 chiffres significatifs.)
3) Dans le référentiel héliocentrique, quelle est la référence prise pour décrire les mouvements ?
Décrivez le mouvement du Soleil dans ce référentiel.
4) En regardant sur le diagramme ci-dessous, décrivez les trajectoires des 3 planètes dans le référentiel
héliocentrique.
5) D’après vos connaissances, ce diagramme est-il correct ? Pourquoi ?
L’unité de longueur adaptée est l’unité
astronomique.
Rappel : 1 UA = 1,50*108 km.
Rayons des orbites :
Vénus : dV-S = 0,723 UA
Terre : dT-S = 1 UA
Mars : dM-S = 1,523 UA
II/ Mouvements des planètes et du soleil dans le référentiel géocentrique.
Questions :
1) Dans le référentiel géocentrique, quelle est la référence prise pour décrire les mouvements ?
Décrivez le mouvement de la Terre dans ce référentiel.
Mode opératoire :
Prendre 2 feuilles de papier calque par personne et tracer 2 axes perpendiculaires se coupant au milieu des
feuilles. Ce sont les axes du référentiel utilisé.
a) Pour tracer la trajectoire de la planète Mars :
Faite correspondre le centre du référentiel et la position n°1 de la Terre sur le diagramme puis marquer la position
n°1 de la planète Mars sur le calque.
Déplacer ensuite le centre du référentiel sur la position n°2 de la Terre et marquer la position n°2 de Mars.
Recommencer ainsi avec les 22 positions de la planète Mars … en reliant les différentes positions vous obtiendrez
la trajectoire de la planète.
b) Pour tracer la trajectoire du soleil :
Sur le même papier calque, adapter le même mode opératoire afin de tracer la trajectoire du Soleil dans le
référentiel géocentrique.
c) pour tracer la trajectoire de la planète Vénus :
Sur un autre papier calque, adapter le mode opératoire afin de tracer la trajectoire de la planète Vénus dans le
référentiel géocentrique.
Questions :
2) Décrivez le mouvement du Soleil et des 2 planètes dans le référentiel géocentrique.
3) La rétrogradation de la planète Mars a-t-elle lieu tous les ans ?
Conclusion :
Le mouvement des planètes du système solaire dépend du ……………………………. choisi.
Elles ont des trajectoires quasiment ……..………………….……….……… dans le référentiel
……………..………………..……. alors qu’elles ont des trajectoires beaucoup plus complexes dans le
référentiel ……………………………..
Le référentiel le plus approprié pour décrire la trajectoire des planètes du système solaire est donc le
référentiel …………………..…..