Quelques caractéristiques de la planète Mars

Le robot Curiosity de la NASA est chargé d’analyser la planète Mars, appelé aussi planète Rouge.

Le 6 août 2012, le robot Curiosity se posait sur Mars. Faire atterrir une telle masse (900 kg) sur Mars n’a pas été une mince affaire. En effet, sur les 14 missions précédentes visant à poser un engin sur Mars, la moitié avait échoué. Les scientifiques qui ont tenté de poser des engins sur Mars devaient posséder des connaissances précises sur les caractéristiques physiques et géologiques de cette planète avant de tenter d’y poser un engin d’exploration.

Ce sujet permettra de préciser quelques-unes de ces connaissances.

Doc. 1 Quelques caractéristiques de Mars

Masse : 6,39 x 1023 kg
Distance Mars – Soleil : 227,9 millions de kilomètres
Distance Terre – Mars : 76 000 000 km
Atmosphère de Mars : 96,0 % de dioxyde de carbone (CO2), 2,0 % d’argon (Ar) et 2,0 % de diazote (N2).

Doc. 2 L’année-lumière
L’année-lumière est égale à la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant une durée de 1 an :
1 al = 9,46 x 1012 km.

Doc. 3 Les étoiles et les galaxies
Dans l’Univers, les galaxies sont regroupées en paquets par dizaines (voire bien plus), constituant ce qu’on appelle des « amas de galaxies ». Ces amas sont eux-mêmes reliés par un réseau de filaments qui lorsqu’ils se rencontrent, forment des « superamas » : les plus grandes structures de l’Univers. Ces ensembles vertigineux contiennent la quasi-totalité de la matière : celle qui forme les atomes constituant les planètes et les étoiles, mais également la très mystérieuse matière noire….
Notre superamas, baptisé Laniakea, un terme hawaïen qui signifie « horizon céleste immense », contient environ 100 000 grosses galaxies et près d’un million plus petites.
Source : sciencesetavenir.fr

Doc. 4 Tests d’identification des ions

Ion à identifier	Réactif	Couleur du précipité
Chlorure : Cℓ <sup>- </sup>	Nitrate d’argent	Blanc (qui noircit à la lumière)
Cuivre : Cu <sup>2+ </sup>	Soude	Bleu
Fer (II) : Fe <sup>2+ </sup>	Vert
Fer (III) : Fe <sup>3+ </sup>	Rouille

1. Donner la distance Terre-Mars en kilomètres en écriture scientifique.

2. Quel est l’ordre de grandeur de la distance Terre-Mars, en kilomètres ?

3. Démontrer par le calcul qu’une année-lumière fait 9,5 x 1012 km, sachant qu’une année contient 365 jours et que la vitesse de la lumière est c = 300 000 km/s.

4. Convertir la distance Mars – Soleil en année lumière.

5. Sachant que la durée du vol de Curiosity est de 6 120 heures, quelle est la vitesse moyenne du vol de Curiosity en km/h ?

6. Quel est le nom de la théorie qui tente de décrire la naissance de l’Univers ?

7. Cocher la ou les bonnes réponses à l’aide de vos connaissances et des documents.

Comment se groupent les amas de galaxies ?
• En galaxies
• En millions d’étoiles
• En superamas de galaxies

De quoi est constituée la matière de l’Univers ?
• De matière noire
• De noyau d’atomes
• D’atomes

Quels sont les constituants de l’atome ?
• Des ions
• Un noyau et des électrons
• Un noyau contenant des protons et des électrons

L’atome d’argon contient 18 électrons. Son noyau contient :
• 18 protons
• 9 protons et 9 neutrons
• 18 nucléons

Curiosity a réalisé un prélèvement du sol de Mars, la planète « rouge ». Les scientifiques ont mélangé ce petit échantillon de poussières avec de l’eau distillée dans un tube à essai. Ils hésitent sur la nature des ions présents dans le tube à essai. Est-ce que ce sont des ions ferreux Fe2+ ou des ions ferriques Fe3+ ?

8. En vous appuyant sur le surnom donné à la planète Mars, quelle hypothèse les scientifiques peuvent-ils préférer ? Justifier votre réponse.

9. A l’aide des documents et de vos connaissances, proposez un test qui permette de valider ou non l’hypothèse des scientifiques.

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