Sujet Physique-Chimie — Terminale — Asie — Bac 2021

EXERCICE 1 commun à tous les candidats (10 points) PARKER SOLAR PROBE Le 12 août 2018, la NASA, l’agence spatiale américaine, a lancé en direction du Soleil une sonde spatiale, PSP (Parker Solar Probe), dont la mission est d’étudier la couronne solaire. La sonde PSP doit relever de nombreux défis, notamment : - atteindre une orbite permettant d’approcher le Soleil de très près ; - protéger les instruments de mesure des rayonnements intenses. figure 1 - Sonde PSP (Parker Solar Probe) Source : blogs.nasa.gov Partie 1 - Les caractéristiques orbitales de la sonde Depuis son lancement le 12 août 2018, la sonde PSP subit des modifications successives de son orbite autour du Soleil du fait de l’assistance gravitationnelle de la planète Vénus. Elle rejoint ainsi progressivement son orbite optimale qui lui permettra de passer au plus près du Soleil début 2025. La sonde effectuera alors quatre passages au périhélie P et pourra enregistrer un maximum de données expérimentales (figure 2 ci- dessous et figure 7 en annexe p. 16/16). figure 2 – Parcours de la sonde PSP Source : blogs.nasa.gov 21-PYCJ1JA1 Page 2/16 Données : - Masse du Soleil 𝑀 = 2,0×1030 kg 𝑆 - Constante gravitationnelle 𝐺 = 6,67×10−11 m3⋅kg−1⋅s−2 1. Sur la figure 7 EN ANNEXE À RENDRE AVEC LA COPIE page 16 / 16, on a représenté l’orbite elliptique que la sonde PSP décrira autour du Soleil en 2025. Les points A et P sont respectivement l’aphélie et le périhélie. Le point S représente le centre du Soleil. 1.1. Représenter sur la figure 7 EN ANNEXE À RENDRE AVEC LA COPIE page 16 / 16 et sans souci d’échelle, la force d’attraction gravitationnelle, notée 𝐹⃗ , modélisant l’action exercée 𝑆→𝑃𝑆𝑃 par le Soleil sur la sonde PSP lorsqu’elle est au point M. 1.2. En utilisant la 2ème loi de Kepler, comparer la valeur 𝑣 de la vitesse de la sonde au point P à la 𝑃 valeur 𝑣 de la vitesse de la sonde au point A. 𝐴 2. La NASA prévoit que la valeur 𝑣 de la vitesse de la sonde au point P sera de 192 km⋅s−1 avec une 𝑃 incertitude-type de l’ordre de 5 km⋅s−1. On souhaite savoir si cette valeur de la vitesse a été déterminée à l’aide du modèle du mouvement circulaire pour la sonde PSP sur son orbite autour du soleil ou si un autre modèle a été utilisé. On se