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Espace & Astronomie

Station spatiale

Un vaisseau spatial permet de voyager dans l’espace mais pas d’y séjourner longtemps. Une station spatiale est un véhicule installé à demeure en orbite autour de la Terre, offrant un volume et les réserves nécessaires à une vie et à un travail confortables.

La première station, Saliout 1, a été satellisée en 1971 par les Russes.
Skylab, la station américaine lancée en 1973, ouvre la voie aux séjours de longue durée dans l’espace : trois mois.
Mir est la première station montée module par module, où travaillent des spationautes de nationalités différentes.
La Station Spatiale Internationale (SSI), actuellement en cours d'assemblage, sera plus grande et sera habitée constamment par des spationautes qui se relaieront tous les six mois. Elle devrait même servir d’escale pour des voyages habités vers la planète Mars. La microgravité qui règne à bord permettra d’effectuer des expériences novatrices en chimie, physique, biologie et médecine, entre autres. Début des opérations...

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Lancé le 4 décembre 1996 par les Américains et arrivé à destination en juillet 1997, Mars Pathfinder est le premier engin à atterrir sur la planète Mars depuis l'épopée glorieuse des sondes Viking des années 70.

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Relativité

La relativité est une théorie du célèbre physicien Einstein (début du XXe siècle). Selon cette théorie, rien ne peut aller plus vite que la lumière ; l'espace et le temps ne sont pas identiques pour tous (ils sont "relatifs") : suivant la vitesse de l'observateur, l'espace rétrécit ou le temps ralentit ! Ce phénomène étonnant a été vérifié expérimentalement.

Dans la relativité, on ne peut pas dissocier l'espace et le temps : l'écoulement du temps et la géométrie de l'espace sont liés ! On parle alors d'"espace-temps", une notion à géométrie variable. Dans le cadre de la relativité générale, la gravitation créée par les masses des astres déforme l’espace-temps, comme une boule de pétanque posée sur un lit moelleux le déformerait.
Les preuves de la relativité sont nombreuses : horloges embarquées dans des satellites, qui retardent à leur retour sur Terre ; explication de la trajectoire anormale de la planète Mercure (incompréhensible par la gravitation newtonienne) ; déviation...

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Gravitation (ou gravité)

Quand on lâche un objet, il tombe vers le sol. Pourquoi ? Parce qu' il est attiré par la Terre : c'est le phénomène de gravité. La gravitation est l’attraction qu’exercent l’un sur l’autre deux corps possédant une masse: par exemple l’attraction entre le Soleil et la Terre.

Sur la Lune, plus petite que la Terre, la force de gravitation est moins importante. C’est pourquoi Amstrong, en 1969, a pu y faire des bonds de géant en sortant de son vaisseau : il était en quelque sorte plus léger sur la Lune que sur la Terre.
C’est Newton qui le premier a décrit la gravitation comme une force attractive. Einstein propose une autre description plus générale de la gravitation directement reliée à la notion d’espace-temps, dans le cadre de sa théorie de la relativité générale.

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Matière Noire

Une toute petite partie de la matière de l’Univers émet ou réfléchit de la lumière : étoiles, planètes, etc... Les 90 % à 99 % restants sont constitués d’une matière non détectable directement, appelée pour cette raison "matière noire". Elle est différente de la matière ordinaire (celle des étoiles et des planètes), et sa nature est encore mystérieuse.

On ne peut pas voir la matière noire, mais on connaît son existence par son action gravitationnelle. Par exemple, en analysant des mirages gravitationnels causés par des amas de galaxies, on a déduit que la masse visible de ces amas ne suffisait pas à expliquer ces mirages : d'où l'hypothèse de l'existence d'une masse complémentaire invisible. Grâce à ces mirages gravitationnels, on commence à cartographier la répartition de la matière noire dans l’Univers.

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Rayonnement fossile (ou rayonnement 3 K)

Le soleil, les étoiles, tous les astres brillants de l’Univers émettent toutes sortes de rayonnements : le rayonnement visible, celui qu’on voit, mais aussi les rayonnements, infrarouge, UV, X…En 1964, deux chercheurs ont repéré un rayonnement invisible provenant de toutes les directions de l'espace, baignant tout l’univers. On l’appelle rayonnement 3K car son énergie correspond au rayonnement thermique d’un objet à la température de 3 kelvins (-270°C).

Selon la théorie du Big Bang, il serait le vestige de la libération de la lumière, 300 000 ans après l'explosion initiale : une sorte de "rayonnement fossile". Dans la théorie du Big Bang, les atomes se seraient formés 300 000 ans après le Big Bang, laissant alors la lumière libre de circuler. Initialement très chaud, ce rayonnement se serait refroidi à cause de l'expansion de l'Univers, pour descendre à la température de 3K (2,7K exactement) aujourd'hui.

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Planète

Globe de matière isolé dans l'espace, non lumineux par lui-même, qui gravite autour d'une étoile dont il réfléchit la lumière. Dans le système solaire, neuf planètes principales gravitent, chacune sur une orbite différente, autour de notre étoile, le Soleil. Ce sont, de la plus proche à la plus éloignée du Soleil : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton.

Les planètes du système solaire se répartissent en deux grandes familles : les planètes telluriques (Mercure, Vénus, la Terre, Mars) qui sont proches du Soleil, relativement petites et qui présentent une croûte solide, et les planètes géantes (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune), plus lointaines et gazeuses. Pluton, la plus éloignée du Soleil, et découverte seulement en 1930, est encore mal connue : elle est beaucoup plus petite que les planètes géantes mais beaucoup moins dense que les planètes telluriques.
Le système solaire comprend également des satellites, qui gravitent autour des planètes...

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Télescope

Un télescope est un instrument d'observation astronomique dont l'objectif est un miroir en creux. C'est ce miroir qui permet de concentrer la lumière en provenance des astres : galaxies, étoiles, comètes, planètes ... Un oculaire peut alors fournir une image agrandie de l’astre observé, comme le fait une loupe.

La qualité de l’image reçue par le télescope dépend essentiellement de la qualité de son objectif. Le dernier objectif "rigide" construit (Observatoire de Mauna Kea (Hawaii) 3,6 m de diamètre) est poli à 0,0001 millimètre près.
On préfère actuellement utiliser des miroirs "souples" (10 à 40 cm d’épaisseur pour 6 à 7 m de diamètre) ou une mosaïque de miroirs (10 m de diamètre) dont on contrôle automatiquement la courbure et les déformations par un système informatique. Dans les appareils modernes, l’œil est remplacé par des compteurs de "grains de lumière" qui permettent d’extraire, par accumulation, un signal très faible d’un ensemble de signaux parasites.

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Astéroïde / Géocroiseur

Petit corps céleste dont la taille varie de quelques dizaines de mètres à plusieurs centaines de kilomètres de diamètre. Certains astéroïdes croisent l’orbite de la Terre, et s’approchent dangereusement de notre planète : ce sont les géocroiseurs.

En mai 1996, un objet de 300 mètres de diamètre est passé à près de 500 000 kilomètres de la Terre, 1,2 fois la distance Terre-Lune. Les dégâts d’une météorite de cette taille auraient été considérables.
Les scientifiques se penchent sur la façon la plus efficace de détecter et de dévier de tels objets. Ils ont adopté, en juin 1999, l’échelle de Torino, allant de 0 à 10, qui quantifie les risques de collision entre la Terre et un astéroïde : 0, aucun risque ; 10, collision quasi-certaine avec dévastation totale de la planète. L’objet le plus menaçant découvert à ce jour n’obtient que 1 sur l’échelle de Torino.

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Effet de marée

Les marées des océans terrestres sont dues à l'attraction gravitationnelle de la Lune, différente d'un côté et de l'autre de la Terre. À l’échelle du système solaire et même des autres galaxies que la nôtre , des effets de marée gigantesques s'exercent aussi.

Il existe des effets de marée entre des galaxies proches, qui étirent des filaments de matière à leur périphérie. Comme les galaxies ne sont pas des corps solides d'une seule pièce, mais qu'elles sont constituées d'étoiles, de gaz et de poussières faiblement liés, les déformations produites par ces forces de marée sont énormes : elles peuvent déformer, voire disloquer les corps sur lesquels elles s’exercent

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