Exploration du système solaire

Système solaire

• Planètes
  • Corps sphérique
  • En orbite autour du Soleil
  • Qui a éliminé les autres corps de son entourage
• Astéroïde
  • Petit corps (pas nécessairement sphérique)
  • En orbite autour du Soleil
• Satellites
  • Corps en orbite autour d’une planète ou d’un astéroïde

Système solaire

• Ceinture d’astéroïdes
  • Entre Mars et Jupiter
  • Grand nombre d’astéroïdes
• Ceinture de Kuiper
  • Au-delà de Pluton (jusqu’à 120 UA)
  • Grand nombre d’astéroïde
• Nuage de Oort
  • Petits astéroïdes

Distribution de la masse

Température des planètes

Deux types de planètes

Planètes telluriques

• Similaires à la Terre
• Densité : environ 5 g/cm³
• Mercure, Vénus, Terre, Mars

Planètes joviennes

• Similaires à Jupiter
• Densité : environ 1,4 g/cm³
• Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune

Soleil

Soleil

• Naine jaune de type G2
• 100 fois plus gros que la Terre
• 333 000 plus massif que la Terre

Soleil

• Température du coeur : 15,7 millions °C
• Fusion d’hydrogène

Éjections de masse coronale

Missions d’exploration

Les planètes telluriques

Mercure

Mercure

Mercure

• Planète la plus rapprochée du Soleil
• Vitesse orbitale moyenne la plus élevée : 48km/s
• Survolée par Mariner 10 et 1974 et 1975
• Messenger en orbite

Messenger

Vénus

Vénus

Vénus

• Astre le plus brillant dans le ciel après le Soleil et la Lune
• Nuages empêchent de voir sa surface
• Constitution interne très semblable à la Terre

Vénus

• Atmosphère
  • 96% CO₂
  • 3.5% azote
• Nuages d’acide sulfurique
• Effet de serre

Venera-13

Vénus

• Semble avoir une activité tectonique
• Rotation rétrograde très lente

Terre

NASA/NSSDC

Lever de Terre tel que vu par les astronautes d’Apollo 8

NASA/NSSDC

Mosaïque prise par NEAR en 1998

Constitution interne de la Terre

Constitution interne de la Terre

• Matériaux accessibles : densité d’environ 3
• Terre : densité moyenne de 5.5

• Les matériaux situés au centre de la Terre doivent être plus denses

Constitution interne de la Terre

• Centre de la Terre composé de fer et nickel
• Densité : 7.87 pour le fer, 8.91 pour le nickel
• Parmi les métaux les plus abondants dans l’Univers

Âge de la Terre

4,6 Ga

Même âge que le reste du système solaire

Magnétisme terrestre

• Champ magnétique qui protège du vent solaire
• Cause du champ magnétique : courant dans le noyau liquide (peut-être…)

Magnétisme terrestre

NASA/GSFC/SOHO/ESA

Magnétisme terrestre

• Particules chargées capturées par le champ magnétique
  • Forment les ceintures de Van Allen
• Ceinture inférieure : protons et ions
• Ceinture supérieure : électrons

Aurores polaires

Aurores polaires

Aurores polaires

Atmosphère terrestre

• Mince couche autour du globe
• 75% de la masse à moins de 10 km d’altitude

Atmosphère terrestre

La Lune

• Mers formées il y a 3,3 à 3,8 Ga
  • Il y avait une activité volcanique
• Hautes terres formées entre 4,2 et 4,4 Ga
• Pas de noyaux de fer
  • Pas de champ magnétique
• Pas d’atmosphère

Naissance de la Lune

Hypothèse la plus plausible

• Collision entre Terre et objet de la taille de Mars
• Noyau de l’objet s’est intégré à celui de la Terre
• Restes de l’objet ont formé la Lune

Rotation de la Lune

• Période de rotation correspond à la période de révolution
• C’est un exemple de résonance gravitationnelle

Mars

Mars

Mars

Missions d’exploration de Mars

Mars Global Surveyor

Cartographie (1997)

Spirit

Preuve qu’il y a eu de l’eau sur Mars (2004)

Spirit

• Coincé dans le sable depuis 2009
• Fin de la mission en 2011

Opportunity

Preuve qu’il y a eu de l’eau sur Mars (2004)

NASA/JPL-Caltech/Cornell Univ./Arizona State Univ.

Curiosity

Curiosity

À la recherche de molécules organiques (2012)

MAVEN

Pourquoi Mars a perdu son atmosphère (2014)

Mars

• Atmosphère ténue (0,01 bar)
  • Composée principalement de CO₂ (95%)
• Glace sèche (CO₂) et eau glacée
• Couleur orangée : rouille (oxyde de fer)

Mars

• Composition semblable à la Terre
• Croûte
  • Hautes terres criblées de cratères
  • Plaines volcaniques plus récentes
• Manteau
• Noyau métallique

Mars

• Pas d’activité tectonique
• Pas de chaînes de montagne
• Points chauds crachent toujours leur lave au même endroit
• Volcans gigantesques

Mont Olympus

• Plus haut volcan du système solaire
• Hauteur de 23 km (3 fois l’Éverest)
• Large de 600 km

Mont Olympus

Satellites de Mars

Phobos (27 km)

Satellites de Mars

Deimos (15 km)

Les planètes joviennes

Jupiter

Jupiter

Jupiter

• 70% de toute la masse des planètes
• 1400 fois plus volumineuse que la Terre
• 318 fois plus massive que la Terre
• À peine plus dense que l’eau
• Champ magnétique 17 000 fois plus grand que celui de la Terre
• Aplatissement de 6%

Jupiter

• Composition de la planète
  • Hydrogène (78%)
  • Hélium (20%)
  • Ammoniac
  • Hydrosulfide d’ammonium
  • Eau

Jupiter

• Rotation différentielle
  • Période de rotation équatoriale plus courte que la période de rotation des pôles
  • Période de rotation de la surface plus courte que la période de rotation interne

Grande tache rouge

Grande tache rouge

• Grosse tempête
• Dure depuis au moins 350 ans

Composition interne de Jupiter

Io

Satellites de Jupiter

• Io
• Ganymède
• Europe
• Callisto
• 75 autres petits satellites

Saturne

Saturne

Saturne

Saturne

Saturne

• Composée d’hydrogène et d’hélium
• Champ magnétique 500 fois plus grand que celui de la Terre
• Axe de rotation incliné (saisons)
• Aplatissement de 10%

Anneaux de Saturne

• Composés principalement de glace
• 1 km d’épaisseur

Uranus

Uranus

Uranus

Uranus

• Planète couchée
• Atmosphère contient du méthane qui absorbe le rouge
• Possède des anneaux
• 27 satellites

Neptune

Neptune

Neptune

• Composition interne très semblable à Uranus
• Inclinaison de l’axe de rotation de 30°
• Phénomènes atmosphériques probablement dus à la production d’énergie par contraction gravitationnelle

Pluton