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L'exploration spatiale
Module 1
Nos connaissances sur l'Univers
Fruit de milliers d'années d'études.
Chapitre 10
Les objets naturels dans l'espace.
Corps Célestes
Définition : Objets naturels dans l'espace.
Exemples des corps célestes :
Les planètes.
Les comètes.
Les lunes.
Les étoiles.
Les astéroïdes.
Les Étoiles
Définition : Une étoile est un corps céleste qui produit de la chaleur et de la lumière.
Observation humaine : Les étoiles forment des motifs et des dessins.
Mythologie : Histoires créées autour de constellations basées sur des personnages des mythologies grecques et romaines.
Constellations : Figures formées par des groupes d'étoiles.
Les Astérismes
Définition : Petits groupes d'étoiles ayant une forme distincte à l'intérieur d’une constellation.
Exemple : Le Grand Chariot, un astérisme dans la Grande Ourse.
La Constellation la Grande Ourse
Comprend l'astérisme, le Grand Chariot.
Constellations Importantes
Ursa Major : La Grande Ourse.
Polaris : Étoile principale de la Petite Ourse.
Ursa Minor : La Petite Ourse également connue comme le Petit Chariot.
Orion : Constellation reconnaissable.
Cassiopeia : Constellation en forme de W.
Lion : Constellation avec la forme d'un lion.
Le Mouvement des Corps Célestes
Les corps célestes se déplacent dans des parcours réguliers, appelés orbites.
Définitions :
Orbite : Trajet régulier de corps célestes.
Force gravitationnelle : Attraction entre deux corps (ex. la Terre et la Lune).
Les planètes, le Soleil et les lunes tournent sur leurs axes centraux.
Révolution vs. Rotation
Révolution : Mouvement d’une planète autour du Soleil.
Rotation : Mouvement d’une planète sur son axe.
Durée de révolution de la Terre : 1 an (365 jours).
Durée de rotation de la Terre : 24 heures (1 jour).
Observation des Étoiles
Apparition de mouvement des étoiles d’est en ouest dans le ciel nocturne.
En réalité, ce mouvement est dû à la rotation terrestre.
Le Mouvement des Planètes
Les planètes tournent autour du Soleil sur des orbites spécifiques.
Chaque planète a sa propre distance à parcourir et vitesses différentes.
Observations des Anciens
Les ancêtres ont observé les cycles naturels pour se préparer aux saisons et événements importants.
Observatoires Astronomiques
De nombreux observatoires ont été construits pour aider à l'observation astronomique (ex. Stonehenge, pyramides, astrolabes).
Contributions des Philosophes et Sci.
Aristote (384-322 av J.-C)
Vision géocentrique de l'Univers.
Terres au centre avec corps célestes tournant autour.
Conclusion sur la Terre sphérique basée sur l'observation des ombres sur la Lune.
Modèle Géocentrique d'Aristote
Diagramme:
Terre au centre, entourée de planètes et étoiles fixes.
Corps célestes énumérés : Saturne, Jupiter, Mars, Soleil, Vénus, Mercure, Lune, Terre.
Ptolémée (100-170)
Astronome et mathématicien égyptien.
Modifie le modèle d'Aristote pour un système géocentrique.
Importance des épicycles dans l'étude des mouvements planétaires (ex. Mars).
Nicolas Copernic (1473-1543)
Astronome polonais avec modèle héliocentrique.
Soleil au centre, autres corps célestes tournant autour.
La Terre tourne sur son axe en 24 heures et fait une révolution autour du Soleil en un an.
Modèle Héliocentrique de Copernic
Diagramme : Schéma de l'héliocentrisme.
Galilée (1564-1642)
Premier à publier des observations nocturnes avec un télescope.
Découvertes sur la Lune, Jupiter et Vénus.
Travaux soutiennent le modèle héliocentrique contre l'église.
Jugé et emprisonné pour ses idées.
Méthode Scientifique de Galilée
Application de la méthode scientifique à l'astronomie.
Johannes Kepler (1571-1630)
Mathématicien soutenant le modèle héliocentrique.
Travaille avec Tycho Brahe sur l'observation des planètes.
Découverte que les planètes suivent des orbites elliptiques (ovales).
Sir Isaac Newton (1643-1727)
Connu comme le scientifique le plus influent.
Démonstration mathématique de la force gravitationnelle.
Écrit un ouvrage sur le mouvement des corps célestes.
Invention du télescope réfléchissant important pour l'astronomie.
Chapitre 11 : L'exploration spatiale
11.1 Le Soleil et son Influence
Taille moyenne de l'étoile qui produit chaleur et lumière depuis des milliards d'années.
Propriétés du Soleil
Environ 300,000 fois plus lourd que la Terre.
Dense chaleur et pression au centre provoquant des réactions thermonucléaires.
Réactions Thermonucléaires
Fusion de l'hydrogène et l'hélium produisant chaleur, lumière et radiation UV.
Zone de Goldilocks
La Terre située dans une zone où les conditions sont favorables à la vie.
Caractéristiques du Soleil
Tâches solaires : Zones sombres, températures autour de 3500℃, cycle de 11 ans du nombre de taches.
Protubérances solaires : Boucles de gaz chaudes sortant de la surface.
Éruptions solaires : Éruptions violentes de gaz à des températures atteignant 11 millions de℃.
Vent Solaire
Gaz chauds créant du vent solaire, principalement dévié par le champ magnétique terrestre.
Peut causer des tempêtes géomagnétiques.
Aurores
Résultats des collisions de particules du vent solaire dans l'atmosphère, produisant des aurores boréales et australes.
11.2 Caractéristiques des Corps Célestes
Système solaire comprenant planètes, lunes, comètes, et astéroïdes en mouvement autour du Soleil.
Critères pour Une Planète
Être en orbite autour d'une étoile.
Avoir une masse suffisante pour que sa gravité maintienne une forme sphérique.
Être le corps dominant sur son orbite.
Planétologie
Planètes Telluriques : Mercure, Vénus, Terre, Mars - solides et rocheuses.
Géantes Gazeuses : Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune - principalement composées de gaz.
Caractéristiques des Planètes Telluriques
Mercure : La plus petite et proche du Soleil.
Vénus : Similaire à la Terre mais atmosphère hostile.
Terre : Abritant la seule vie connue.
Mars : Surnommée la planète rouge.
Caractéristiques des Géantes Gazeuses
Jupiter : Plus grande planète, connue pour la grande tache rouge.
Saturne : Connu pour ses anneaux.
Uranus : Inclinée sur son côté.
Neptune : La plus éloignée.
Autres Corps Célestes
Lunes : Corps en orbite autour d'une planète, formation après collisions.
Planètes naines : Plus petites que les planètes, mais massives.
Astéroïdes : Corps rocheux, souvent dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter.
Comètes : Corps de glace, roches et gaz, visibles lors de leur approche au Soleil.
Météores et Cratères
Météoroïdes : Débris d'astéroïdes ou de planètes, étoiles filantes lors de pénétration atmosphérique.
Cratères d'impact formés par la collision d'objets célestes.
11.3 L'exploration de l'espace
La Technologie des Voyages
Défi initial : Surmonter l'attraction terrestre par la fusée
Fusée : Machine propulsive utilisant des combustibles explosifs.
Capsules Spatiales
Utilisation des capsules (SpaceX, Soyuz) pour envoyer des astronautes vers la SSI.
Station Spatiale Internationale (SSI)
Orbite autour de la Terre en 90 minutes, vitesse de 27000 km/h.
Collaboration de 16 pays.
Études des effets de la micropesanteur.
Contributions Canadiennes
Système d’entretien mobile (MSS).
Canadarm2 : Bras robotique pour assembler la SSI.
Dextre : Robot pour travaux d'entretien.
Base mobile : Plateforme pour transport et stockage sur la SSI.
Astronautes Canadiens
Dr. Roberta Bondar : Première femme canadienne en espace.
Marc Garneau : Premier canadien en espace.
Julie Payette : Ingénieure et gouverneur générale, développement de la base mobile.
Chris Hadfield : Premier canadien à marcher en espace, pilote.
Autres Technologies
Combinaisons Spatiales : Protection essentielle pour la survie des astronautes.
Satellites : Dispositifs en orbite pour surveillance et recherche.
Sondes Spatiales : Instruments pour collecter des données sur d'autres corps célestes.
Robots Mobiles : Explorateurs autonomes sur des surfaces planétaires.
Astronomie Optique et Radio
Lunettes astronomiques : Utilisent lentilles pour capturer la lumière.
Télescopes : Utilisent miroirs pour récupérer la lumière observée.
Télescope Hubble : Lancé en 1990 pour des observations sans atmosphère.
Radiotélescopes : Capturent des ondes plus grandes que la lumière pour détails non observables par télescopes optiques.