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2024 Total Solar Eclipse: Through the Eyes of NASA (Official Broadcast)

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2024 Total Solar Eclipse: Through the Eyes of NASA (Official Broadcast)

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Watch live with us as a total solar eclipse moves across North America on April 8, 2024, traveling through Mexico, across the United States from Texas to Mai...

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audrey.premel-cabic@ac-rennes.fr

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Afin d'aider les élèves, chaque chapitre (complet) est déposé dès la première séance sur ce site.

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Les premiers êtres humains sur Mars, cela devrait être pour bientôt. En 2030 ou peut-être avant, en 2024, pour les plus optimistes comme Elon Musk. Mais au fait, cela prend combien de temps pour aller sur la Planète rouge ?

On parle de plus en plus d'envoyer des Hommes sur Mars . La Nasa s'y prépare pour un premier voyage habité à l'horizon 2030. D'autres pays s'y intéressent aussi comme la Chine, la Russie, les Émirats arabes unis et l'Europe. Mais pas seulement. En effet, dans le secteur privé, le patron de SpaceX se montre très ambitieux dans ce domaine et envisage l'arrivée des premiers humains sur Mars pour 2024. Ces pionniers poseraient les jalons d'une grande cité martienne qui pourrait accueillir jusqu'à un million de personnes avant la fin du XXI e siècle. Du moins, c'est ce qu'il souhaite.

Mars est la deuxième planète la plus proche de la nôtre, après Vénus. Elle se situe en moyenne à 220 millions de km du Soleil (la Terre est, elle, à 150 millions de km de notre étoile). Le calcul paraît donc simple : si on fait la différence entre les deux, on obtient 70 millions de km. Mais dans la réalité, les deux astres sont en mouvement autour du Soleil, et qui plus est sur des orbites qui ne sont pas circulaires mais elliptiques. Théoriquement, le rapprochement maximum qu'il peut exister entre la Planète rouge et nous est de 54,6 millions de km. Mais pour cela, il faut que les deux planètes soient alignées avec le Soleil, l'une à l'aphélie (la Terre) et l'autre au périhélie (Mars). Ce qui est très rare. En 2003, on y était presque. Au cours de l'été, Mars n'était qu'à 55,7 millions de km de nos yeux : soit sa plus petite distance avec la Terre depuis 60.000 ans. Un record !

Mars, une cible en mouvement

Les deux planètes bougent, chacune à un rythme différent. Si ce n'était pas le cas, il ne faudrait que 39 jours à un vaisseau rapide comme New Horizons pour atteindre la Planète rouge. Mais la Terre met un an pour faire le tour du Soleil et Mars, 1,9 an. Pour les ingénieurs qui veulent envoyer une sonde ou un robot - et bientôt des êtres humains - sur , cela revient à tirer une flèche sur une cible en mouvement tout en étant soi-même en mouvement. Il ne faut donc pas attendre d'être au plus près pour partir mais anticiper ce moment. Typiquement, une fenêtre de tir s'ouvre tous les 26 mois. Pour les agences spatiales, il ne s'agit donc pas de la manquer.

La route vers n'est pas directe et la distance, constante. Sans oublier qu'il faut prévoir de ralentir à l'arrivée pour ne pas manquer le rendez-vous. Enfin, la durée du voyage vers Mars va dépendre aussi de la puissance du vaisseau. Il faut donc tenir compte de tous ces paramètres pour calculer le voyage le plus court possible.

Bien sûr, si nous pouvions nous déplacer à la vitesse de la lumière, le voyage ne prendrait que quelques minutes : au minimum, 3 min et au maximum (quand les deux planètes sont au plus loin l'une de l'autre) 22,4 min. Mais ce n'est pas encore le cas.

Actuellement, un voyage vers Mars , à la faveur d'un rapprochement réduit des deux planètes -- cela se produit tous les 1,6 an --, prend environ 260 jours. Avec un vaisseau plus puissant que ceux d'aujourd'hui, le vol pourrait être divisé par deux. Et dans un avenir pas très lointain, la propulsion photonique par exemple, ou une autre technologie en développement pourrait nous mettre Mars à quelques jours seulement.

En 1964, la première sonde américaine Mariner 4 avait fait le voyage vers Mars en 228 jours. Pour Viking 1 et 2, il leur avait fallu respectivement 304 et 333 jours. Quant à Curiosity, son transfert s'est fait, lui, en 254 jours.

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Voyage vers Mars : combien de temps faut-il pour y aller ?

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Les premiers êtres humains sur Mars, cela devrait être pour bientôt. En 2030 ou peut-être avant, en 2024, pour les plus optimistes comme Elon Musk. Mais au fait, cela prend combien de temps pour aller sur la Planète rouge ? On parle de plus en plus d'envoyer des Hommes sur Mars .

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En 1997 atterrissait sur Mars la sonde Pathfinder, avec à son bord le rover Sojourner. L'événement marque le début de vingt ans d'exploration continue de la planète rouge à l'aide d'engins en surface ou en orbite, conçus pour récolter données météorologiques et scientifiques en tout genre. Ainsi que d'innombrables cailloux. Et dans vingt ans? L'homme en sera-t-il encore à l'étudier de loin, à l'aide de robots? Ou bien se sera-t-il enfin déplacé pour aller voir par lui-même?

En cas de visite de la planète Mars, "le scénario le plus sérieux est sans doute celui de SpaceX", la compagnie d'Elon Musk et ses fusées réutilisables, estime Pierre Brisson, directeur de la Mars Society Switzerland, organisation à but non lucratif qui milite pour une exploration humaine de la planète rouge. Le milliardaire ne veut ni plus ni moins que coloniser la planète d'ici aux années 2060. Sans oublier la NASA, qui espère y envoyer des hommes d'ici aux années 2040.

Le scénario le plus probable est d'ailleurs un gigantesque partenariat public-privé entre les deux entités. Même alliées, elles devront faire face à d'immenses défis. Chaque seconde perdue se paiera très cher: les fenêtres de lancement possibles, lorsque les deux planètes sont au plus proche, n'arrivent qu'une fois tous les 26 mois en moyenne. Autrement dit, en visant de poser la première pierre d'une base martienne aux alentours de 2040, les ingénieurs n'ont déjà plus qu'une dizaine d'occasions devant eux... et de multiples défis à relever.

1. Une grosse fusée

Comment expédier vers Mars la vingtaine de tonnes de matériel nécessaire à l'établissement d'un avant-poste? En construisant une énorme fusée. C'est pourquoi SpaceX développe une fusée super lourde, la BFR. "Le B signifie "Big" et le R "Rocket", écrit élégamment le New York Times à son sujet. Prévue pour 2020, elle pourrait convoyer 150 tonnes de matériel.

2. Le plancher martien des vaches

Atterrir sur Mars n'a rien d'une sinécure. La force d'attraction gravitationnelle attire la fusée vers le sol, mais l'atmosphère de Mars, cent fois moins dense que sur Terre, peine à ralentir les parachutes. Malgré son poids plume (seulement une tonne), le rover américain Curiosity a nécessité une combinaison de parachutes, de rétrofusées, et d'une ingénieuse "grue céleste" qui a détaché le rover de son atterrisseur afin de le déposer en douceur sur le sol. "Les Américains ont acquis une solide expérience en la matière. Je ne crois pas qu'un tel atterrissage leur pose vraiment problème", veut croire Pierre Brisson.

3. Des ondes vraiment mortelles

Qui dit séjours dans l'espace dit radiations mortelles pour l'organisme. Elles ont lieu à la surface de Mars, mais surtout lors de la phase de voyage, en raison du rayonnement cosmique. La NASA a ainsi estimé qu'un seul aller-retour vers Mars correspond à une dose de radiation de l'ordre de 0,66 sievert. A cela s'ajoutent environ 0,4 sievert lors d'un séjour d'un an sur Mars, soit un total légèrement supérieur à 1 sievert. Une telle dose augmente d'environ 5% les chances de cancer. Or la NASA fixe à 3% le seuil maximal acceptable... pour le moment. Notons enfin que contrairement à ce que l'on voit dans les films, nous ne disposons pas, pour l'heure, de véritable tenue de protection contre ces radiations.

4. Un besoin d'énergie

Comment produire de l'électricité sur Mars? Avec des panneaux solaires pour commencer. Sauf que la quantité de lumière reçue du Soleil est de deux à trois fois moindre que sur Terre. Il faudrait alors sans doute se tourner vers l'atome. La NASA développe actuellement Kilopower, un petit générateur atomique capable de fournir 10 kilowatts d'électricité, pour un poids de seulement 1,5 tonne. "On estime qu'il faut 40 kilowatts pour répondre aux besoins de quatre personnes", dit Pierre Brisson. Pour les appareils portatifs ou les véhicules, des générateurs isotopiques, depuis longtemps employés dans des sondes spatiales, pourraient aussi servir. Et pourquoi pas, plus tard, la géothermie, si des forages venaient à révéler la présence de sources de chaleur dans les souterrains...

5. La question de la nourriture

Comment subvenir aux besoins énergétiques des humains présents sur Mars, et ce durant les deux ans d'une mission? Pour une mission pionnière, de l'ordre de 500 jours, il est possible d'emmener suffisamment de rations. Mais si les Terriens veulent s'établir sur la planète rouge, il faudra qu'ils cultivent leur petit jardin. Dans le film Seul sur Mars, le héros fait pousser, sous serre, des pommes de terre dans le sol ocre de la planète. Et c'est assez réaliste, puisque celui-ci contient bien les nutriments indispensable à la croissance végétale. A l'heure actuelle, la NASA essaie justement de répliquer le sol martien pour essayer d'y faire pousser des plantes.

6. Et oui: "Seul sur Mars"...

Si un simple trajet Lausanne-Genève en mauvaise compagnie peut mettre les nerfs à vif, imaginez un peu la torture en cas de mission vers Mars, qui durerait au moins deux ans et demi. Impossible d'ouvrir une fenêtre, de compenser avec un gros hamburger, ni même d'aller se dégourdir les jambes dehors... Quant aux coups de fil vers la Terre, avec une latence de 3 à 23 minutes (soit 40 minutes d'attente pour obtenir une réponse), il ne faut pas trop y compter. Pour prendre soin de la santé mentale des voyageurs interplanétaires, la NASA a prévu quelques parades: des espaces respectant la vie privée, des divertissements vidéo... Mais il faudra avant tout que les astronautes sélectionnés aient une motivation et un moral d'acier.

7. Et tout le reste...

D'autres défis attendent les randonneurs intersidéraux. Mais rien d'insurmontable. L'eau? Mars en regorge, notamment sous forme de falaises de glace, comme l'ont démontré de récentes études d'observation. L'oxygène? Des instruments, actuellement en développement, peuvent extraire du dioxyde de carbone de l'atmosphère martienne, puis le filtrer et le préparer pour obtenir de l'eau selon la réaction dite "de Sabatier". Eau que l'on peut ensuite électrolyser afin d'obtenir de l'oxygène... "Sans oublier les plantes ou certaines cyanobactéries, capables de produire du dioxygène", précise Pierre Brisson. C'est même comme ça que l'atmosphère terrestre est devenue respirable...

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Sept défis pour aller sur Mars dans vingt ans

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En 1997 atterrissait sur Mars la sonde Pathfinder, avec à son bord le rover Sojourner. L'événement marque le début de vingt ans d'exploration continue de la planète rouge à l'aide d'engins en surface ou en orbite, conçus pour récolter données météorologiques et scientifiques en tout genre. Ainsi que d'innombrables cailloux.

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Tableau périodique (utilisation des éléments)

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Tableau périodique (utilisation des éléments)

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Interactive Periodic Table of the Elements, in Pictures and Words

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Interactive Periodic Table of the Elements, in Pictures and Words

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La verrerie du labo - cours activités physique chimie collège lycée

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cours activités physique chimie collège lycée

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En choisissant une ampoule, tu vas pouvoir faire différents jeux pour réviser les symboles électriques !!!

Sources

Les sciences de

Mme Taupenas

- Extension https://scape.enepe.fr/p - Fond photo créé par rawpixel.com - fr.freepik.com

générateurs

récepteurs

Classe les dipôles en 2 familles:Générateurs ou Récepteurs

Générateur

Pile

Générateur

Pile

Diode

Interrupteur ouvert

Lampe

Diode électroluminescente

Résistance

Fil de connexion

Résistance

Interrupteur fermé

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Moteur

Diode électroluminescente

Lampe

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Générateur : Composant électrique qui fournit le courant électrique dans le circuit.

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Récepteur : Composant électrique qui reçoit du courant électrique dans un circuit.

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Choisis le bon double !!!

Version nom-symbole

Dans chaque cercle apparaît des noms et des symboles.Tu dois identifier le seul couple d'éléments ( nom-symbole) correct. Pour passer à cartes suivantes, appuie sur l'élément correct dans l'un des cercles pour valider ton choix. Bonne partie.

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Choisis le bon double !!!

Version photo-symbole

Dans chaque cercle apparaît des photos et des symboles.Tu dois identifier le seul couple d'éléments ( photo-symbole) correct. Pour passer à cartes suivantes, appuie sur l'élément correct dans l'un des cercles pour valider ton choix. Bonne partie.

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En choisissant une ampoule, tu vas pouvoir faire différents jeux pour réviser les symboles électriques !!! Sources Les sciences de Mme Taupenas - Extension https://scape.enepe.fr/p - Fond photo créé par rawpixel.com - fr.freepik.com générateurs récepteurs Classe les dipôles en 2 familles:Générateurs ou Récepteurs Générateur Pile Générateur Pile Diode Interrupteur ouvert Lampe Diode électroluminescente Résistance Fil de connexion Résistance Interrupteur fermé Fil de connexion Moteur Diode électroluminescente Lampe Diode Interrupteur ouvert Générateur : Composant électrique qui fournit le courant électrique dans le circuit.

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Electricité : L’énergie, ses transferts et ses conversions

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Electricité : L’énergie, ses transferts et ses conversions

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Rappel : De l'énergie partout autour de nous

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Rappel : De l'énergie partout autour de nous

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Chimie : Organisation et transformations de la matière.

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Chimie : Organisation et transformations de la matière.

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Chimie : Organisation et transformations de la matière.

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Chimie : Organisation et transformations de la matière.

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Cours à compléter : Rappel sur la matière

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Cours à compléter : Rappel sur la matière

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Cours : De l'énergie partout autour de nous

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Cours : De l'énergie partout autour de nous

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Cours à compléter : De l'énergie partout autour de nous

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Cours à compléter : De l'énergie partout autour de nous

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Exercices : Rappel + Circuits électriques

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Exercices : Rappel + Circuits électriques

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Circuits électriques -La lampe de poche-

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Circuits électriques -La lampe de poche-

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Cours à compléter : Circuits électriques

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Cours à compléter : Circuits électriques

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Exercices : Rappel + Circuits électriques

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Exercices : Rappel + Circuits électriques

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Révisions : Rappel + Circuits électriques

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Révisions : Rappel + Circuits électriques

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Intro : De l'infiniment grand à l'infiniment petit

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Intro : De l'infiniment grand à l'infiniment petit

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Le modèle moléculaire pour comprendre l'air

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Le modèle moléculaire pour comprendre l'air

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Cours : Le modèle moléculaire pour comprendre l'air

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Cours : Le modèle moléculaire pour comprendre l'air

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Exercices : Le modèle moléculaire pour comprendre l'air

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Exercices : Le modèle moléculaire pour comprendre l'air

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Révisions : Le modèle moléculaire pour comprendre l'air

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Révisions : Le modèle moléculaire pour comprendre l'air