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TPE - B ROUILLON Version 3.3.1 23/09 au 15/11TPE - 1ere S21.

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1 TPE - B ROUILLON Version /09 au 15/11TPE - 1ere S21

2 Sondes Voyager, Galileo, …  système solaire, planètes Rover  Curiosity, Opportunity Planètes/objets  Planètes /satelites  Comètes L’eau dans l’espace Conditions pour que la vie existe dans l’espace La recherche d’eau dans l’espace En quoi la recherche d’eau… Supernovas  comètes et créations de planètes Applications sur la Terre  origines de la vie/eau Observation  télescopes Sondes  satellites / planètes 2TPE - 1ere S223/09/2014

3 I DÉE DE THÈMES : La recherche d’eau  moyens techniques, comment elle se forme L’origine de l’eau  comment elle se forme L’eau et la vie  cas particulier terre format° Sondes et observation  Jupiter lune utilités Comment observe-t-on le ciel  technique R ECHERCHE DE PROBLÉMATIQUES 26/09/2014TPE - 1ere S23

4 P ROJET DE STRUCTURE : I.Les origines de l’eau II.Notre cas : la Terre III.Recherche de l’eau I.Les origines de l’eau  Qu’est ce que l’eau  Cycle d’une étoile  Fusion des atomes  Comètes II.Notre cas : la Terre  États de l’eau  La vie 3QC Qui ? L’eau Quand ? Présent et Avenir Quoi ? Origine et recherche Ou ? Espace et sur Terre Comment ? Sondes  L’eau est essentielle à la vie. La Terre est recouverte à 70% d’eau.  Comment recherche-t-on l’eau avec les sondes dans l’espace ? 26/09/2014TPE - 1ere S24 III.Recherche de l’eau  Sondes  Voyager, Europe, Rover,…  Satellites et sondes Rosetta…  Après correction de Mme PIC et Mr DET : ¤ Nous devons nous concentrer sur la molécule d’eau ou sur les sondes ¤ La problématique doit être reformulée ¤ Revoir le plan et filtrer les thèmes abordés

5 26/09/2014TPE - 1ere S25 Introduction : objectifs des sondes, mais d’abord on présente l’eau, son origine et ses propriétés I. Les origines de l’eau Cycle d’une étoile, mort, fusion des protons, création d’eau et de corps (planètes/comètes) II. L’eau sur Terre Planète ou l’eau est sous 3 formes différentes, lieu propice à la vie, exo planètes ? III. Recherche de l’eau But : Si on trouve de l’eau, on peut trouver de la vie Sondes : Curiosity, Voyager, Galileo, Europa Jupiter System Mission (EJSM) … satellites Trouver des planètes en zone habitable, spectrographie de l’atmosphère. Trouver des cellules extraterrestres dans des corps célestes (comètes, Rosetta et Phileo) D’où vient l’eau qui amène la vie ? Quels moyens avons-nous pour analyser des corps qui peuvent potentiellement transporter de l’eau. Conclusion : …

6 30/09/2014TPE - 1ere S26 S ÉANCE DU M ARDI 30/09 Problématiques :  Comment et pourquoi recherchons nous l’eau dans l’univers  En quoi la recherche d’eau permet-elle une réflexion sur la vie extraterrestre ?  En vue de quels objectifs et avec quels moyens étudions nous la présence d’eau dans l’espace ?  Dans quel but et avec quels moyens explorons nous l’espace à la recherche d’eau, élément essentiel à la vie ?  En quoi la recherche de l’eau dans l’espace est-elle un défi pour l’avenir ? P ROBLÉMATIQUE : Dans quel but et avec quels moyens explorons nous l’espace à la recherche d’eau, élément essentiel à la vie ? P ROBLÉMATIQUE : Dans quel but et avec quels moyens explorons nous l’espace à la recherche d’eau, élément essentiel à la vie ?

7 30/09/2014TPE - 1ere S27 S ÉANCE DU M ARDI 30/09 E TUDE DE LA S ITOGRAPHIE : HTTP :// WWW. U - PICARDIE. FR / BEAUCHAMP / COURS. QGE / DU HTM H2O : Hydrogène + Oxygène Hydrogène 90% des atomes dans l’univers Oxygène produit dans les étoiles Hydrogène 1 proton et 1 électron.  nucléosynthèse Big Bang : toutes les particules réunies. Les noyaux fusionnent et créent de nouveaux éléments, allant jusqu’à l’uranium et l’helium. Tous les corps s’attirent, les atomes s’assemblent et forment des étoiles. Au sein des étoiles demeure une forte chaleur et pression. Dans ses conditions, les particules se combinent, c’est de là que vient les noyaux en métal. L’étoile brille grâce à ce procédé, la fusion nucléaire. Vers la fin de sa vie, l’étoile épuise sa réserve d’ hydrogène, sa température augmente et des noyaux plus gros sont synthétisés. Elle devient une « Géante Rouge », une supernova. Les particules se condensent et se tassent. Les planètes apparaissent et les corps qui n’ont pas fusionnés et qui sortent du système solaire.

8 3/10/2014TPE - 1ere S28 Hydrogène 1 proton Hélium 2 protons Hélium 2 protons Hélium 2 protons Carbone 6 protons Oxygène 8 protons Hydrogène 1 proton + Hélium 2 protons Oxygène 8 protons Carbone 6 protons Hélium 2 protons Hydrogène 1 proton

9 30/09/2014TPE - 1ere S29 S ÉANCE DU M ARDI 30/09 E TUDE DE LA S ITOGRAPHIE : HTTP :// SYSTEM. SOLAIRE. FREE. FR / SONDEJUPITER. HTM Europa Jupiter System Mission (EJSM)  2020 Futur Mission : La NASA a entamé les développements préliminaires d'une mission consistant à envoyer une sonde en orbite autour d'Europe afin de mesurer l'épaisseur de la glace superficielle et de détecter un océan sous-jacent s'il existe. En utilisant un instrument appelé radar sondeur pour faire rebondir des ondes radio à travers la glace, la mission scientifique Europa Orbiter sera capable de détecter sous de la surface une interface glace / eau ne faisant peut être qu'un kilomètre. D'autres instruments révèleront des détails de la surface et des processus internes. Cette mission sera le précurseur à l'envoi d'"hydrobots", ou sous-marins télé contrôlés, qui pourraient se déplacer en faisant fondre la glace autour d'eux et explorer le royaume sous-marin.d'Europe

10 07/11/2014TPE - 1ere S210 « É LAGAGE DES THÈMES » Introduction  L’origine de l’eau  Arrivée de l’eau sur Terre I.Les origines de l’eau A.La nucléosynthèse stellaire B.Transport et arrivée sur Terre. II.Un moyen de la recherche de l’eau : les sondes A.Qui sont-elles ? 1.Les sondes de la NASA 2.Les sondes de l’ESA B. Leur fonctionnement 1.Observation 2.Analyse III.Les missions au cours du temps : une perspective d’avenir A.La conquête spatiale (carburant/oxygène/ressources/réserves...) B.La recherche de la vie 1.L’eau et la vie  comment l’eau fait la vie 2.La recherche des origines de la vie  vie extra/terrestre Conclusion N OUVEAU PLAN

11 14/11/2014TPE - 1ere S211 Des millions de dollars, de kilomètres et de cellules grises investis pour la recherche dans l’espace. L’eau semble très répandue ( dans la partie que nous connaissons). On peut dire que l’eau est plus précieuse que l’or. Les scientifiques disent que l’eau est l’élément essentiel à la vie, sans eau, des éléments chimiques complexe ne peuvent pas se mélanger et s’assembler en des complexes organiques nécessaires à la vie. L’eau dans l’espace serait un trésor pour les futurs explorateurs car les vaisseaux ont besoin de ressource d’eau qui sont prises depuis la Terre pour tout le voyage, l’eau est lourde et cher. Si on trouve de l’eau autre part, ce sera une aubaine. Les experts pensent que l’hydrogène trouvé dans la glace pourrait être utilisé comme carburant pour l’exploration de l’espace et l’oxygène de l’eau pourrait fournir de l’air aux explorateurs et aux colonies. Il y a trois types de recherche sur l’eau : L’eau loin dans l’espace: de 1995 à 1998, le ISO ( l’observatoire à infrarouge de l’espace de l’ESA, on capté de l’eau sous forme de vapeur dans des étoiles et dans l’espace interstellaire, y compris autour de Mars et de Titan.

12 14/11/2014TPE - 1ere S212 De l’eau sur Titan : un satellite qui est trop froid pour supporter la vie, mais qui ressemble à la Terre à cause de son atmosphère à base de azote avec une surface comprenant des résidus organiques. Titan est la cible de la mission Cassini-Huygens, valant 3,3 milliards de dollars, un projet commun avec la NASA et l’ESA qui a exploré la lune en 2004 : vidéovidéo L’eau qui « tombe sur Terre » le 22 Mars 1998, une météorite de pierre d’un kilos 220 est tombée à Monahan au Texas. Trouvé par 7 garçons qui jouaient au foot, la météorite à été donnée à la NASA qui ont fait des tests dessus. Ils ont trouvé des minéraux divers de comme l’halite, allant jusqu’à trois millimètres de diamètre, le plus gros cristal jamais observé de nature extraterrestre. Mais à l’intérieur se trouvait une surprise plus importante encore : de l’eau. Les scientifiques ont confirmé la présence d’eau à l’intérieur de ces cristaux, eux-mêmes estimé d’avoir l’âge du système solaire. L’eau sur mars : Le Mars Polar Lander, une opportunité de perdue. Les scientifiques pensait pouvoir obtenir des informations sur la présence d’eau sur mars grâce à ce module, hélas il s’est perdu dans l’atmosphère martienne en Des photos de la surface montraient la présence de canyons et d’anciens lacs, toutes les indications à la présence probable d’eau sur Mars.

13 14/11/2014TPE - 1ere S213 Les photos de Mars Global Surveyvor sont arrivées sur Terre en juin 2000 et montraient des grands fossés creusés par des cascades. Des experts ont émis l’hypothèse qu’il pouvait y avoir des sources d’eau souterraines : documents et photosdocuments photos Les chercheurs continuent de chercher l’eau sur Mars parce que c’est essentiel pour le futur de l’exploration de Mars et d’autres planètes. Si on trouve de l’eau, on peut produire de l’oxygène, du carburant et de l’eau potable. Des expéditions étaient prévues en 2001, 2003 et 2005.

14 15/11/2014TPE - 1ere S214 Mars : Curiosity, Phoenix, Mars Polar Lander, Mars Global Surveyvor Jupiter / Sature lunes : sondes voyagers (programme Cassini-Huygens) + Galileo (NASA) + JUICE L ISTE DES SONDES

15 15/11/2014TPE - 1ere S215 T ABLEAU DES RECHERCHES – BILAN ET PERSPECTIVES R ECHERCHE EFFECTUÉES :R ECHERCHES À FAIRE : L’Eau : ϾOrigine de l’eau ϾObjectifs de la recherche ϾL’eau sur Mars Sondes : ϾJUICE ϾGalileo ϾProgramme Voyager L’Eau : ϪApprofondir les objectifs ϪL’eau dans le système solaire (lunes et planètes, sélection) Sondes : ϪTrouver d’autre sondes pour agrandir la base de données (choix) ϪTechnique des sondes (fonctionnement) ϪMission futures Autre : ϪContinuer « d’éplucher » la sitographie et trouver des magazines

16 15/11/2014TPE - 1ere S216 T ABLEAU DES SONDES - S ONDES : A GENCE SPATIALE : D ATES M ISSION ET C ARACTÉRISTIQUES :V ISITES :

17 21/11/2014TPE - 1ere S217 Sur Terre : la vie est basée sur la chimie du carbone et les réactions ayant lieu dans l’eau. C ARBONE : toutes les molécules du vivant en ont (protéines, lipides, sucres…) longues chaines qui solides. Excellent compromis car permet des liaisons solides jusqu’à 4 éléments, mais aussi de manière à produire des réactions chimiques. L A MOLÉCULE D ’ EAU : H2O Propriétés  Atome oxygène + 2 hydrogène  Polarité de la molécule :  L’atome d’oxygène central attire les électrons impliqués dans la liaison H + O, (liaison entre deux atomes = apport d’un ou plusieurs électrons qui appartient aux deux)  Liaison O-H, l’oxygène devient négatif, comme un aimant elle possède deux pôles, elle réagit avec de nombreux composés, cela lui donne une capacité à dissoudre des molécules ioniques ou polaires (sel de cuisine)  Liaisons d’hydrogène : union d’un atome d’hydrogène à un autre atome. Les molécules sont liées aux autres par une multitude de liaisons d’hydrogène elle forme des molécules avec de nombreuses molécules présentant un intérêt biologique. Elle intervient dans plein de réactions : synthèses, destructions, dissoudre, transporter des composés. On pense que cette combinaison n’est pas unique, mais c’est la seule que nous connaissons. On pense que l’ammoniac peut faire l’affaire

18 21/11/2014TPE - 1ere S218 Sur Terre : la vie est basée sur la chimie du carbone et les réactions ayant lieu dans l’eau, solvant. C ARBONE : toutes les molécules du vivant en ont (protéines, lipides, sucres…) longues chaines qui solides. Excellent compromis car permet des liaisons solides jusqu’à 4 éléments, mais aussi de manière à produire des réactions chimiques. L A MOLÉCULE D ’ EAU : H2O Propriétés  Atome oxygène + 2 hydrogène  Polarité de la molécule :  L’atome d’oxygène central attire les électrons impliqués dans la liaison H + O, (liaison entre deux atomes = apport d’un ou plusieurs électrons qui appartient aux deux)  Liaison O-H, l’oxygène devient négatif, comme un aimant elle possède deux pôles, elle réagit avec de nombreux composés, cela lui donne une capacité à dissoudre des molécules ioniques ou polaires (sel de cuisine)  Liaisons d’hydrogène : union d’un atome d’hydrogène à un autre atome. Les molécules sont liées aux autres par une multitude de liaisons d’hydrogène elle forme des molécules avec de nombreuses molécules présentant un intérêt biologique. Elle intervient dans plein de réactions : synthèses, destructions, dissoudre, transporter des composés. On pense que cette combinaison n’est pas unique, mais c’est la seule que nous connaissons. On pense que

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