Exercice

La sonde Pionner 10 a dépassé l’orbite de Pluton en 1983, onze années après son lancement. Cette sonde transporte une plaque en or sur laquelle ont été gravés les dessins d’une femme et d’un homme, un atome d’hydrogène et la position de la Terre dans le système solaire.

Doc.La sonde Pionner 10 aujourd’hui

Lors de la fermeture de la salle de contrôle de la sonde Pionner 10 en 1997, la sonde se trouvait à 10 milliards de kilomètres de la Terre et fonçait à 12,5 km/s. Il fallait alors 9 h 05 min aux opérateurs pour lui transmettre un ordre, puis attendre encore 9 h 05 min pour recevoir la confirmation en retour. Le 23 janvier 2003, un dernier signal envoyé par la sonde a été capté sur Terre. Ce signal était très faible. Depuis ce jour, la source d’énergie de Pionner 10 ne lui permet plus d’émettre des signaux vers la Terre même si la sonde continue à se déplacer.

COSMOS/SPL/Nasa/JPL

Données de l’exercice :

1 milliard = 1 × 10⁹ ; 1 million = 1 × 10⁶ ; 1 millionième = 1 × 10^–6 ;

1 a. l. = 9,5 × 10¹⁵ m.

Valeur de la vitesse de la lumière dans le vide : 3,0 × 10⁸ m/s.

Distance moyenne Terre-Soleil : 1,5 × 10⁸ km.

Unité astronomique, u. a. : 1 u. a. = 1,5 × 10⁸ km.

Distance moyenne Soleil-Neptune : 30 u. a.

Limite du système solaire (héliopause) : 120 u. a.

1 Après la lecture de l’énoncé, pour chacune des affirmations suivantes, cocher la (ou les) bonne(s) réponse(s) :

a. La Voie Lactée est :

□ notre galaxie

□ une galaxie extérieure à la nôtre

□ une étoile

b. La sonde Pionner 10 a été lancée en :

□ 2003

□ 1983

□ 1972

c. En 1997, la vitesse de la sonde par rapport à la Terre était de l’ordre de :

□ 3,0 × 10⁸ m/s

□ 12,5 m/s

d. En 1997, lorsque les opérateurs envoyaient un ordre à la sonde, ils recevaient la confirmation de la sonde :

□ 18 h 10 min plus tard

□ 9 h 05 min plus tard

□ 36 h 20 min plus tard

e. En 1997, la distance entre la Terre et la sonde était approximativement de :

□ un millionième d’a. l.

□ un millième d’a. l.

□ mille a. l.

f. Au moment de la fermeture de la salle de contrôle de Pionner 10, la sonde se trouvait approximativement :

□ au voisinage de Pluton

□ au voisinage de Neptune

□ deux fois plus loin de la Terre que Neptune

2 Si on suppose que la vitesse de la sonde est constante depuis 1997, à quelle distance totale de la Terre se trouverait la sonde en 2017 ?

3 On admet que les ondes radio envoyées qui servent à communiquer avec la sonde sont des ondes électromagnétiques, de même nature que la lumière, et qu’elles se propagent à la même vitesse dans le vide. Déterminer à l’aide du document la vitesse de la lumière dans le vide et comparer le résultat obtenu avec la valeur donnée en fin d’énoncé.