9.E : Mondes cratérisés (exercices)

Pour une exploration plus approfondie

Des articles

La Lune

Bakich, Michael. « Le nouvel assaut de l'Asie sur la Lune. » Astronomie (août 2009) : 50. Les missions japonaise Selene et Chinese Chang'e 1.

Beatty, J. « La NASA claque la lune ». Sky & Telescope (février 2010) : 28. L'impact de la mission LCROSS sur la Lune et les leçons que nous en avons tirées.

Bell, T. « Attention : de la poussière à venir. » Astronomie (mars 2006) : 46. Ce que nous savons de la poussière lunaire et des problèmes qu'elle peut provoquer.

Dorminey, B. « Les secrets de la surface de la Lune ». Astronomie (mars 2011) : 24. Une belle chronologie de l'évolution de la Lune et de la façon dont nous en apprenons davantage sur sa structure interne.

Jayawardhana, R. « Déconstruire la Lune ». Astronomie (septembre 1998) : 40. Une mise à jour de l'hypothèse d'un impact géant pour la formation de la Lune.

Register, B. « Le destin des rochers lunaires ». Astronomie (décembre 1985) : 15. Qu'est-ce qui a été fait des roches que les astronautes ont ramenées de la Lune ?

Schmitt, H. « À la découverte du Taureau et de Littrow : Apollo 17 ». National Geographic (septembre 1973). Témoignage à la première personne donné par le seul scientifique à avoir marché sur la Lune.

Schmitt, H. « De la Lune à Mars ». Scientific American (juillet 2009) : 36. Le seul scientifique à avoir marché sur la Lune réfléchit à la science d'Apollo et à de futures missions sur Mars.

Schultz, P. « Nouveaux indices sur le passé lointain de la Lune ». Astronomie (décembre 2011) : 34. Résumé des résultats et des idées des missions LCROSS et LRO.

Shirao, M. « Les points forts de la haute définition de Kayuga ». Sky & Telescope (février 2010) : 20. Résultats de la mission japonaise sur la Lune, avec des caméras de télévision haute définition.

Wadhwa, M. « Que nous apprennent les roches lunaires ? » Astronomie (juin 2013) : 54. Très belle discussion sur la façon dont les roches nous renseignent sur la composition, l'âge et l'origine de la Lune.

Du bois, Charles. « La face cachée de la lune : presque un nouveau monde. » Sky & Telescope (janvier 2007) : 48. Cet article compare ce que nous savons des deux côtés et pourquoi ils sont différents.

Zimmerman, R. « Combien d'eau y a-t-il sur la Lune ? » Astronomie (janvier 2014) : 50. Résultats obtenus grâce aux instruments du LRO et bonne vue d'ensemble du problème.

Mercure

Beatty, J. « Mercury jette un second coup d'œil. » Sky & Telescope (mars 2009) : 26. Le survol de la mission MESSENGER en octobre 2008.

Beatty, J. « Retrouvailles avec Mercury ». Sky & Telescope (mai 2008) : 24. La rencontre de Messenger avec Mercure en janvier 2008.

« Mercure : découvrez la planète la plus proche du soleil. » Sky & Telescope (mars 2014) : 39. Présentation picturale de quatre pages, y compris la nouvelle carte complète de la planète fournie par la sonde MESSENGER.

Oberg, J. « Les pôles glacés de Mercure torrides ». Astronomie (décembre 2013) : 30. Un bel aperçu des résultats de la mission MESSENGER, y compris la glace dans les cratères polaires.

Sheehan, W., et Dobbins, T. « Fascinés par Mercure ». Sky & Telescope (juin 2000) : 109. Historique des observations de Mercure et contribution des astronomes amateurs.

Talcott, R. « Les surprises du survol historique de Mercury de MESSENGER ». Astronomie (mars 2009) : 28.

Talcott, R. « Mercure révèle sa face cachée ». Astronomie (mai 2008) : 26. Résultats et image du survol de la mission MESSENGER en janvier 2008.

Sites Web

La Lune

Journal Apollo Lunar Surface : http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/alsj/. Informations, interviews, cartes, photos, clips vidéo et audio, et bien plus encore sur chacune des missions de débarquement Apollo.

Institut lunaire et planétaire : http://www.lpi.usra.edu/lunar/missions/. Pages Web sur la science et l'exploration lunaires.

Page de la mission Lunar Reconnaissance Orbiter : http://lro.gsfc.nasa.gov/.

Guide des missions et informations sur la Lune de la NASA : nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary... /moonpage.html.

Origine de la Lune : www.psi.edu/projects/moon/moon.html. Par William Hartmann, qui, avec un collègue, a suggéré pour la première fois l'hypothèse d'un impact géant pour la formation de la Lune, en 1975.

Guides d'observation et articles du magazine Sky & Telescope sur la Lune : http://www.skyandtelescope.com/obser...to-watch/moon/.

Vers la Lune : http://www.pbs.org/wgbh/nova/tothemoon/. Programme PBS sur les atterrissages d'Apollo.

Nous choisissons la lune : http://wechoosethemoon.org/. Une reconstitution de la mission Apollo 11.

Mercure

Mercury Unveiled par G. Jeffrey Taylor (résumant la mission Mariner 10) : www.psrd.hawaii.edu/Jan97/MercuryUnveiled.html.

Site Web de la mission MESSENGER : http://messenger.jhuapl.edu/

Page sur le mercure du centre de données planétaires de la NASA : nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary... rcurypage.html.

Vues de la page Mercure du système solaire : http://solarviews.com/eng/mercury.htm.

Activités de groupe collaboratives

1. Nous avons indiqué qu'aucun pays sur Terre n'a actuellement la capacité d'envoyer un être humain sur la Lune, même si les États-Unis ont déjà envoyé 12 astronautes pour y atterrir. Qu'en pense votre groupe ? Faut-il poursuivre l'exploration de l'espace avec des êtres humains ? Faut-il aménager des habitats sur la Lune ? Faut-il aller sur Mars ? L'humanité a-t-elle un « destin dans l'espace » ? Quelle que soit votre réponse à ces questions, dressez une liste des arguments et des faits à l'appui de votre position.
2. Lorsqu'ils entendent parler de l'hypothèse d'un impact géant pour expliquer l'origine de la Lune, de nombreux étudiants sont intrigués et se demandent pourquoi nous ne pouvons pas citer d'autres preuves à l'appui de cette hypothèse. Dans votre groupe, dressez une liste des raisons pour lesquelles nous ne trouvons aucune trace sur Terre du grand impact qui a formé la Lune ?
3. Nous avons discuté du fait que la glace (mélangée au sol) trouvée sur la Lune a très probablement été introduite par des comètes. Demandez à votre groupe de faire une liste de toutes les raisons pour lesquelles la Lune n'aurait plus de glace depuis ses débuts.
4. Votre groupe peut-il dresser une liste de toutes les choses qui seraient différentes si la Terre n'avait pas de Lune ? Ne vous limitez pas à l'astronomie et à la géologie. Pensez à nos calendriers et à nos promenades romantiques au clair de lune, par exemple. (Vous pourriez passer en revue la Terre, la Lune et le Ciel.)
5. Si, un jour, l'humanité décide d'établir une colonie sur la Lune, où devrait-on la placer ? Dressez une liste des avantages et des inconvénients de la localisation d'un tel habitat humain de l'autre côté, de l'autre côté ou aux pôles. Quel site serait le meilleur pour faire de la lumière visible et de la radioastronomie à partir d'observatoires sur la Lune ?
6. Un membre de la classe (mais heureusement pas membre de votre groupe) suggère qu'il a toujours rêvé de construire une maison de vacances sur la planète Mercure. Votre groupe peut-il dresser une liste de toutes les raisons pour lesquelles une telle maison serait difficile à construire et à entretenir ?
7. Comme vous l'avez lu dans ce chapitre, les cratères de la Lune portent (principalement) le nom de scientifiques. (Voir la liste officielle à l'adresse suivante : PlanetaryNames.wr.usgs.gov/se... ter,% 20cratères). Les cratères de Mercure, quant à eux, portent le nom d'écrivains, d'artistes, de compositeurs et d'autres acteurs des sciences humaines. Consultez la liste officielle à l'adresse suivante : PlanetaryNames.wr.usgs.gov/SearchResults ? Target=Mercury&FeatureType=Crater, % 20cratères). Les personnes vivantes ne sont pas éligibles. Est-ce que chaque membre de votre groupe peut penser à un scientifique ou à une personne artistique qu'il respecte particulièrement ? Vérifiez maintenant s'ils sont listés. Y a-t-il des scientifiques ou des artistes qui devraient porter leur nom sur la Lune ou sur Mercure et qui n'en ont pas ?
8. Imaginez qu'un parent éloigné, entendant que vous suivez un cours d'astronomie, vous appelle pour vous dire que la NASA a simulé l'atterrissage sur la Lune. Son argument le plus significatif est que toutes les photos de la Lune montrent un ciel noir, mais aucune d'entre elles ne montre d'étoiles. Cela prouve que les photos ont été prises sur fond noir dans un studio et non sur la Lune. Sur la base de votre lecture dans ce chapitre, quels arguments votre groupe peut-il avancer pour réfuter cette idée ?

Questions de révision

1. Quelle est la composition de la Lune et comment se compare-t-elle à la composition de la Terre ? De Mercury ?
2. Pourquoi la Lune n'a-t-elle pas d'atmosphère ?
3. Quelles sont les principales caractéristiques de la Lune observables à l'œil nu ?
4. De l'eau gelée existe sur la surface lunaire, principalement à quel endroit ? Pourquoi ?
5. Décrivez les principaux événements de l'histoire géologique de la Lune.
6. De quoi sont composées les maria ? Ce matériau se trouve-t-il ailleurs dans le système solaire ?
7. Par quel processus se sont formées les montagnes de la Lune ?
8. En l'absence d'érosion des roches par le vent ou par l'eau, quel est le mécanisme de création du « sol » lunaire ?
9. Quelles différences Grove K. Gilbert a-t-il relevées entre les cratères volcaniques de la Terre et les cratères lunaires ?
10. Expliquez comment les impacts à haute vitesse forment des cratères circulaires Comment cette explication explique-t-elle les différentes caractéristiques des cratères d'impact ?
11. Expliquez les preuves d'une période de bombardements intensifs sur la Lune il y a environ 4 milliards d'années.
12. En quoi notre exploration de la Lune diffère-t-elle de celle de Mercure (et des autres planètes) ?
13. Résumez les quatre principales hypothèses concernant l'origine de la Lune.
14. Quelles sont les difficultés liées à l'hypothèse de capture de l'origine de la Lune ?
15. Quelle est la principale conséquence de l'excentricité de l'orbite de Mercure ?
16. Décrivez la structure interne de base de Mercure.
17. Comment a été déterminée la vitesse de rotation de Mercure ?
18. Quelle est la relation entre la période de rotation de Mercure et la période orbitale ?
19. Les caractéristiques de Mercure sont nommées en l'honneur de personnes célèbres dans quels domaines d'activité ?
20. Qu'est-ce que nos idées actuelles sur les origines de la Lune et de Mercure ont en commun ? En quoi diffèrent-ils ?

Questions de réflexion

1. L'un des principaux objectifs scientifiques du programme Apollo était le retour du matériel lunaire. Pourquoi était-ce si important ? Que peut-on apprendre des échantillons ? Ont-ils encore de la valeur aujourd'hui ?
2. L'astronaute d'Apollo David Scott a lâché un marteau et une plume ensemble sur la Lune, et tous deux ont atteint le sol en même temps. Quels sont les deux avantages distincts de cette expérience sur la Lune par rapport au même type d'expérience réalisée par Galilée sur Terre ?
3. Galilée pensait que la maria lunaire était peut-être une mer d'eau. Si vous n'aviez pas de meilleur télescope que celui qu'il possédait, pourriez-vous démontrer qu'ils ne sont pas composés d'eau ?
4. Pourquoi les géologues ont-ils mis tant de temps à reconnaître que les cratères lunaires avaient une origine d'impact plutôt que volcanique ?
5. En quoi un cratère créé par l'impact d'une comète avec la Lune peut-il être différent d'un cratère créé par l'impact d'un astéroïde ?
6. Pourquoi les montagnes lunaires sont-elles légèrement arrondies au lieu de présenter des sommets pointus et pointus (comme elles étaient presque toujours représentées dans des illustrations et des films de science-fiction avant les premiers atterrissages lunaires) ?
7. Les hauts plateaux lunaires ont environ dix fois plus de cratères dans une zone donnée que le maria. Cela signifie-t-il que les hauts plateaux sont 10 fois plus vieux ? Expliquez votre raisonnement.
8. À la fin de la section sur la surface lunaire, vos auteurs affirment que la nuit et le jour lunaires durent chacun environ deux semaines terrestres. Après avoir examiné les informations contenues dans Terre, Lune et Ciel et ce chapitre sur les mouvements de la Lune, pouvez-vous expliquer pourquoi ? (Il est utile de dessiner un diagramme pour vous-même.)
9. Donnez plusieurs raisons pour lesquelles Mercure serait un endroit particulièrement désagréable pour construire un observatoire astronomique.
10. Si, dans un avenir lointain, nous établissons une base sur Mercure, il sera difficile de suivre le temps. Discutez de la façon de définir une année sur Mercure et des deux manières de définir un jour. Pouvez-vous trouver des moyens par lesquels les humains élevés sur Terre pourraient gérer les cycles temporels de Mercure ?
11. La Lune contient trop peu de fer, Mercure trop. Comment ces deux anomalies peuvent-elles être le résultat d'impacts géants ? Expliquez comment le même processus peut donner des résultats apparemment contradictoires.

Se débrouiller par vous-même

1. Dans le futur, les astronomes découvriront une lune solide autour d'une planète orbitant autour de l'une des étoiles les plus proches. Cette lune a un diamètre de 1948 km et une masse de 1,6 × 10 ²² kg. Quelle est sa densité ?
2. La Lune était autrefois plus proche de la Terre qu'elle ne l'est aujourd'hui. Quand elle était à la moitié de sa distance actuelle, combien de temps a duré sa période de révolution ? (Voir Orbites et gravité pour la formule à utiliser.)
3. Les astronomes pensent que le dépôt de lave dans les bassins à jument géantes ne s'est pas produit en un seul flux, mais lors de nombreuses éruptions différentes qui se sont étalées sur un certain temps. En effet, dans chaque jument, on trouve une variété d'âges rocheux, s'étendant généralement sur environ 100 millions d'années. Les coulées de lave individuelles observées à Hadley Rille par les astronautes d'Apollo 15 avaient une épaisseur d'environ 4 m. Estimez l'intervalle de temps moyen entre le début des coulées de lave successives si la profondeur totale de la lave dans la jument est de 2 km.
4. La Lune a besoin d'environ 1 mois (0,08 an) pour orbiter autour de la Terre. Sa distance par rapport à nous est d'environ 400 000 km (0,0027 AU). Utilisez la troisième loi de Kepler, telle que modifiée par Newton, pour calculer la masse de la Terre par rapport au Soleil.