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EXERCICE 1 - EXPLORATION DU CIEL PROFOND PAR LE TÉLESCOPE JAMES WEBB (11 POINTS) Le télescope spatial James Webb (noté JWST) est un télescope développé par la NASA avec la participation de l'Agence Spatiale Européenne et de l'Agence Spatiale Canadienne. Ce télescope JWST se trouve en permanence à une distance
EXERCICE 1 - EXPLORATION DU CIEL PROFOND PAR LE TÉLESCOPE JAMES WEBB (11 POINTS) Le télescope spatial James Webb (noté JWST) est un télescope développé par la NASA avec la participation de l'Agence Spatiale Européenne et de l'Agence Spatiale Canadienne. Ce télescope JWST se trouve en permanence à une distance de 1,5 millions de kilomètres du centre de la Terre au point de Lagrange noté L2. Pour le système Terre-Soleil, il existe 5 positions appelées points de Lagrange notés de L1 à L5 (voir figure 1). Sous l’effet de l’action du Soleil et de la Terre, un satellite placé sur l’un de ces points a un mouvement de rotation autour du Soleil de même période que celle de la Terre. Les positions relatives du satellite, du Soleil et de la Terre restent alors inchangées au cours du temps. Cette position assure au télescope JWST de demeurer pendant toute l’année dans l’ombre portée de la Terre et donc à l’abri du rayonnement thermique du Soleil. Figure 1. Les points de Lagrange. Les objectifs de cet exercice sont de déterminer la période de révolution du télescope JWST et d’analyser une méthode de détermination de la distance à laquelle se trouve une galaxie. Données : distance Terre – Soleil : D = 149,6106 km ; T-S distance Terre – JWST : D = 1,511106 km ; T-J masse de JWST : m = 6,17103 kg ; J masse de la Terre : M = 5,971024 kg ; T masse du Soleil : M = 1,991030 kg ; S constante de gravitation universelle : G = 6,67×10–11 N·m2·kg–2. Mouvement orbital du télescope JWST. Q1. Indiquer les raisons pour lesquelles il n’aurait pas été judicieux de placer le télescope JWST au point de Lagrange L1 (voir figure 1). 25-PYCJ2PO1 Page 2/11 Q2. Représenter, sans souci d’échelle, l’alignement du Soleil, de la Terre et du télescope JWST situé en L2. Ces trois corps seront représentés par des points notés S, T et J. Faire apparaître sur la figure la distance Terre – Soleil notée D et la distance T-S Terre – JWST notée D . Calculer la distance D du Soleil au télescope JWST. T-J S-J Q3. Exprimer la force d’attraction gravitationnelle, notée F , qu’exerce la Terre sur le T-J télescope JWST en fonction de G, m , M et D puis la calculer. J T T-J La force