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19PYSCSPO1 EXERCICE I : MISSION ROSETTA (10 points) En 2004, la sonde européenne ROSETTA a quitté la Terre pour un voyage long de 10 ans. Sa destination était la comète 67P Churyumov-Gerasimenko, dont elle s’est approchée au cours de l’année 2014. Une fois à proximité de cette dernière, ROSETTA a
19PYSCSPO1 EXERCICE I : MISSION ROSETTA (10 points) En 2004, la sonde européenne ROSETTA a quitté la Terre pour un voyage long de 10 ans. Sa destination était la comète 67P Churyumov-Gerasimenko, dont elle s’est approchée au cours de l’année 2014. Une fois à proximité de cette dernière, ROSETTA a été mise en orbite autour de la comète et a entamé ses observations en juillet 2014. En novembre 2014, la sonde a largué PHILAE, un atterrisseur qui est venu se poser à la surface de la comète. La mission de PHILAE consiste à analyser la comète sous tous ses aspects : composition du sol, propriétés physiques, niveau d’activité… Objectif : mieux comprendre comment notre système solaire s'est formé. Source : CNES (Centre National d’Études Spatiales) Données : - Constante de gravitation universelle G = 6,67 × 10-11 N.m2.kg-2 ; - Masse de la comète 67P : M = 1,0×1013 kg ; C - Masse du système (ROSETTA + PHILAE) : M = 3,0 ×103 kg ; - Masse de l’atterrisseur PHILAE : M = 1,0 ×102 kg ; P - Distance moyenne Terre-Soleil : 1 unité astronomique = 1 ua = 1,50 ×108 km ; - Dans cet exercice, la comète 67P est modélisée par une sphère de rayon R égal à 2,0 km. 1. Comète 67P Churyumov-Gerasimenko : La comète 67P Churyumov-Gerasimenko a été découverte en septembre 1969. Elle tourne sur une orbite elliptique dont le Soleil occupe l’un des foyers. La valeur de la vitesse de la comète est variable sur son orbite elliptique ; elle varie entre 5 et 35 km.s-1 environ dans le référentiel héliocentrique. Comète 67P Churyumov- Gerasimenko : Année de découverte : 1969 Découvreurs : Klimlvanovic Churyumov et Svetlana Ivanovna Gerasimlenko Trajectoire autour du Soleil : • Ellipse • Distance au plus près du Soleil (périhélie) : 1,24 ua • Distance au plus loin du Soleil (aphélie) : 5,68 ua Crédits : NASA/ESA Grand axe de l’ellipse : distance entre le périhélie et l’aphélie Comète 67P vue par la caméra OSIRIS de ROSETTA le 3 août 2014. Page 2 sur 11 19PYSCSPO1 1.1. Représenter la trajectoire de la comète autour du Soleil en précisant les positions du Soleil, de l’aphélie et du périhélie. 1.2. Expliquer, en utilisant une des lois de Kepler, pourquoi la vitesse de la comète n’est pas constante sur sa trajectoire. On complètera le schéma précédent pour expliciter la loi utilisée.