Grand Oral Physique Chimie besoin d'aide

[rushyard]

Bonjour, je dois finir et présenter mon oral de physique-chimie et aussi celui de mathématiques (je créerais surement une autre page pour celui-ci). Mon sujet est : Sommes-nous en mesure de dévier un astéroïde menaçant la Terre ?

J'ai pour l'instant recueilli quelques informations sur différentes vidéos youtube et articles wikipedia et le sujet reste plutôt compliqué à aborder et j'aimerais donc pouvoir essayer proposer quelque chose à la TedX qui ne soit pas trop dans les détails et avec un modèle plutôt simple et ludique de comment on pourrait sauver la vie sur Terre. J'ai notamment commencé à regarder comment marchaient les missions comme Dart. Pourriez-vous alors proposer des axes et une façon de présenter la chose.

Je préférerais donc pousser l'axe physique-chimie dans la seconde partie (par exemple avec la feuille que je donnerais et où j'y présenterais les formules).

Voici l'ébauche d'un plan possible que j'ai commencé à écrire et aujourd'hui j'ai surtout pris en note les pages wikipedia pour en apprendre plus notamment lien https://en.wikipedia.org/wiki/Asteroid_impact_avoidance

Depuis que les humains se sont rendus compte que l’extinction des dinosaures a été causée par la tombée d’un gros astéroïde de 10 km (plutôt 14 km) de diamètre a 20km/s angle de 20 à 30 degrés (206 Tt de TNT 4 millions de fois la puissance de la Tsar Bomba bombe la plus puissante jamais detonner sur Terre et 14 milliards de fois la bombe d’Hiroshima), la peur de la tombée d’un astéroïde qui mettrait en péril le sort de l'humanité se fait de plus en plus ample. Nous avons notamment dans notre pensée commune de nombreuses œuvres culturelles qui y font référence.

Par exemple, il y a le film sorti il y a 3 ans qui s’appelle “Don’t look up” dans laquelle DiCaprio fait figure principale et où la Terre est menacée mais les gouvernements ne veulent pas mettre en place de politique qui pourrait dévier ou supprimer cet astéroïde.

Ou encore Armageddon dans lequel Bruce Willis veut faire péter un astéroïde un insérant des charges nucléaires dedans

Mais en réalité, cela fait plusieurs décennies que les chercheurs veulent faire face à cette problématique et ont donc développé plusieurs technologies pour

Ce qui m’a intéressé (études ou intérêt personnel ou chapitre de l'année)

Nous pouvons alors essayer de trouver une réponse à la question, si actuellement nous serions menacés par la tombée d’un gros astéroïde, jusqu'à quelle taille pourrions nous dévier et comment pourrions nous le faire (avec quelle technologie).

Développement :

Pour cela, nous allons nous aider des données fournies par

Conclusion :

Graces a la reporteriation des asteroides faite, nous pourrions devier quasiment n’importe quel astéroïde si nous y prenons très à l’avance
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[rushyard]

Introduction :

Depuis que les humains se sont rendus compte que l’extinction des dinosaures a été causée par la tombée d’un gros astéroïde de 10 km (plutôt 14 km) de diamètre a 20km/s angle de 20 à 30 degrés (206 Tt de TNT 4 millions de fois la puissance de la Tsar Bomba bombe la plus puissante jamais détonné sur Terre et 14 milliards de fois la bombe d’Hiroshima), la peur de la tombée d’un astéroïde qui mettrait en péril le sort de l'humanité se fait de plus en plus ample. Nous avons notamment dans notre pensée commune de nombreuses œuvres culturelles qui y font référence.
Par exemple, il y a le film sorti il y a 3 ans qui s’appelle “Don’t look up” dans laquelle DiCaprio fait figure principale et où la Terre est menacée mais les gouvernements ne veulent pas mettre en place de politique qui pourrait dévier ou supprimer cet astéroïde.
Ou encore Armageddon dans lequel Bruce Willis exploser un astéroïde en insérant des charges nucléaires dedans
Ce qui m’a intéressé dans ce sujet est surtout ma passion pour les sciences (physique) et surtout pour le domaine de l'astronomie qui m'intéresse depuis que j'ai 3 ans (émissions télé où j'étais obnubilé par l'immensité d'un espace inaccessible et pourtant si proche)
Sommes-nous en mesure de dévier un astéroïde menaçant la Terre ?

Développement :

I. Pourquoi vouloir dévier un astéroïde
qu'est-ce qu'un astéroïde (géocroiseur) et les différences par rapport à une comète
Comète : qq centaines de mètres et plusieurs dizaines de km, se sépare en deux queues : jaune de poussière et bleutée faite de gaz. Composée de roches glacées et de différents matériaux, la comète fond en s’avançant vers le Soleil, laissant traîner derrière elle 30 à 80m de km

Astéroïde : résidus de planètes mais se situent la plupart entre Mars et Jupiter dans la ceinture principale (1M identifiées + 1km de diamètre). Différence = composition, ast = corps morts sans glace. 3 types de familles : - carbonés (+ nombreux), silicates et métalliques. Certaines peuvent être déviées de leur trajectoire et peuvent croiser l’orbite de planètes comme la Terre : ce sont les géocroiseurs. 27 500 chaque année

Astéroïdes géocroiseurs : petit corps du système solaire en orbite autour du Soleil et qui a son approche la plus proche du Soleil (périhélie) à environ 1,3 UA
Pas dangereux si moins de 140m de diamètres

Météorites / météores : météorites = fragments d’astéroïdes = + petit. Particularité = atterrir sur Terre en traversant l’atmosphère
Météores = traverser l’atmosphère mais ne sont pas parvenus à la traverser car se sont désintégrés : consumés ou vaporisés
230 corps de + de 10g tombent chaque jour sur Terre
pourquoi est-ce si dangereux : plusieurs exemples comme Tcheliabinsk ou encore Shoemaker-Levy 9 sur Jupiter


II. Quelles sont les méthodes mises en place
l'explosion d'un astéroïde
le tracteur gravitationnel
l'impacteur = celui retenu : plusieurs projets en vue comme NEO (Near Earth Object)
États-Unis ont mis dans leur constitution une loi en 2005 qui stipulait qu'ils devaient "sauver" l'humanité en essayant de cartographier 90% des astéroïdes géocroiseurs dans les 15 années à venir

III. un schéma / exemple simplifié d'un astéroïde qui menaçerait la Terre et dévié grâce à l'impacteur
Idées :
schéma géocentrique avec une masse M s'avançant à une vitesse v et à une distance D, on devrait alors avec la deuxième loi de Newton pouvoir calculer le vecteur accélération pour pouvoir dévier l'astéroïde. Nous pourrons aussi négliger Fa (masse trop petite peut être) et calculer l'angle alpha que l'on a besoin de dévier
ou schéma héliocentrique mais forces plus compliquées et schéma =/= simplifié


Conclusion :
D'après le schéma et les calculs que l'on aura réalisé nous pourrons déterminer si l'on peut effectivement dévier cet astéroïde et nous pourrons généraliser en faisant un modèle (pour l'instant plutôt simple de la situation avec plusieurs tailles et plusieurs distances de l'astéroïde en question).


Graces a la reporteriation des asteroides faite, nous pourrions devier quasiment n’importe quel astéroïde si nous y prenons très à l’avance

[Paraboloide_Hyperbolique]

Bonjour,

Cela m'a l'air pas mal. Concernant le point II (méthodes mises en place) vous pouvez ajouter qu'elles se heurtent toutes à une inconnue importante: la composition de l'astéroïde. Selon les cas, un astéroïde peut être d'un bloc (porosité faible) ou composé d'agrégats "lâches" uniquement retenus par leurs propres gravités (porosité élevée). En fonction des porosités, ces méthodes fonctionnent plus ou moins bien.

La difficulté étant qu'il est difficile de déterminer à distance quelle est la porosité, et même, en la connaissant, on comprend/contrôle encore mal ces méthodes de déviation. Par exemple, la déviation de Dimorphos par la mission Dart a été bien supérieure à ce qui avait été calculé.

[rushyard]

Voici un deuxième jet :

Introduction :

Depuis que les humains se sont rendus compte que l’extinction des dinosaures a été causée par la tombée d’un gros astéroïde de 10 km (plutôt 14 km) de diamètre a 20km/s angle de 20 à 30 degrés (206 Tt de TNT 4 millions de fois la puissance de la Tsar Bomba bombe la plus puissante jamais détonné sur Terre et 14 milliards de fois la bombe d’Hiroshima), la peur de la tombée d’un astéroïde qui mettrait en péril le sort de l'humanité se fait de plus en plus ample. Nous avons notamment dans notre pensée commune de nombreuses œuvres culturelles qui y font référence.
Par exemple, il y a le film sorti il y a 3 ans qui s’appelle “Don’t look up” dans laquelle DiCaprio fait figure principale et où la Terre est menacée mais les gouvernements ne veulent pas mettre en place de politique qui pourrait dévier ou supprimer cet astéroïde.
Ou encore Armageddon dans lequel Bruce Willis exploser un astéroïde en insérant des charges nucléaires dedans
Ce qui m’a intéressé dans ce sujet est surtout ma passion pour les sciences (physique) et surtout pour le domaine de l'astronomie qui m'intéresse depuis que j'ai 3 ans (émissions télé où j'étais obnubilé par l'immensité d'un espace inaccessible et pourtant si proche)
Sommes-nous en mesure de dévier un astéroïde menaçant la Terre ?

Développement :

I. Pourquoi vouloir dévier un astéroïde
qu'est-ce qu'un astéroïde (géocroiseur) et les différences par rapport à une comète
Comète : qq centaines de mètres et plusieurs dizaines de km, se sépare en deux queues : jaune de poussière et bleutée faite de gaz. Composée de roches glacées et de différents matériaux, la comète fond en s’avançant vers le Soleil, laissant traîner derrière elle 30 à 80m de km

Astéroïde : résidus de planètes mais se situent la plupart entre Mars et Jupiter dans la ceinture principale (1M identifiées + 1km de diamètre). Différence = composition, ast = corps morts sans glace. 3 types de familles : - carbonés (+ nombreux), silicates et métalliques. Certaines peuvent être déviées de leur trajectoire et peuvent croiser l’orbite de planètes comme la Terre : ce sont les géocroiseurs. 27 500 chaque année

Astéroïdes géocroiseurs : petit corps du système solaire en orbite autour du Soleil et qui a son approche la plus proche du Soleil (périhélie) à environ 1,3 UA
Pas dangereux si moins de 140m de diamètres

Météorites / météores : météorites = fragments d’astéroïdes = + petit. Particularité = atterrir sur Terre en traversant l’atmosphère
Météores = traverser l’atmosphère mais ne sont pas parvenus à la traverser car se sont désintégrés : consumés ou vaporisés
230 corps de + de 10g tombent chaque jour sur Terre
pourquoi est-ce si dangereux : plusieurs exemples comme Tcheliabinsk ou encore Shoemaker-Levy 9 sur Jupiter


II. Quelles sont les méthodes mises en place
l'explosion d'un astéroïde

Consisterait à balancer des bombes atomiques voir d'autre type de bombe. Mais en faisant ainsi, nous oublions que ce qui fait que la bombe atomique est autant dévastatrice sur Terre c'est qu'il y a un milieu matériel pour propager cette onde de choc. Dans l'espace il n'y a pas d'air ainsi la bombe atomique ferait un trou seulement dans l'intérieur où à l'endroit où l'on veut la jeter.
Nous n'avons pas non plus la technologie pour pouvoir creuser un trou dans l'espace sur n'importe quelle surface.
Le forage le plus profond que l'on arrive à faire est de 10cm sur Mars (rover Persévérance) avec un budget faramineux de l'ordre de 2,5 milliards de dollars.

Nous pouvons alors écarter cette hypothèse…

le tracteur gravitationnel

Méthode consistant à ramener une sonde qui aurait un poids non négligeable à côté d'un d'une astéroïde pour que cette sonde et cet astéroïde exercent leurs forces respectives. En s'y prenant plutôt à l'avance, nous pourrions même avec un angle très faible pouvoir dévier un astéroïde de sa trajectoire.

Exemple : 2 billes au primaire
Imaginons que pour gagner à la récré nous devions toucher l'autre bille. En changeant l'angle qui attaque l'autre bille de quelques dixièmes de centimètres sur 5-6m nous aurions une distance plutôt élevée et cela suffirait pour que l'on ne touche pas l'autre bille.

C'est une méthode que l'on a toujours pas testé mais qui pourrait être plutôt efficace. Mais il faut que l'astéroïde en question ne soit pas trop grand et qu'il ne soit pas trop proche de la Terre car sinon l'angle que l'on voudrait changer serait trop grand et la force exercée par la sonde serait trop petite.

l'impacteur = celui retenu : plusieurs projets en vue comme NEO (Near Earth Object)
l'impact cinétique : en termes simples, il s'agit d'envoyer une sonde spatiale pour percuter un astéroïde à grande vitesse afin de modifier sa trajectoire. C'est comme jouer au billard à l'échelle cosmique.
États-Unis ont mis dans leur constitution une loi en 2005 qui stipulait qu'ils devaient "sauver" l'humanité en essayant de cartographier 90% des astéroïdes géocroiseurs dans les 15 années à venir
L'exemple marquant un changement dans l'Histoire de l'humanité : projet DART

La NASA a choisi l'astéroïde Dimorphos, qui fait partie d'un système binaire avec l'astéroïde Didymos.
Le 26 septembre 2022, la sonde DART a percuté Dimorphos à une vitesse de 6,6 km/s. Cet impact a provoqué un changement dans la période orbitale de Dimorphos. Avant l'impact, Dimorphos tournait autour de Didymos en 11 heures et 55 minutes. Après l'impact, cette période a été réduite de 33 minutes.
Mais comment mesurons-nous l'efficacité d'un tel impact ? C'est ici que le facteur β entre en jeu. β représente le rapport entre le moment transféré à l'astéroïde et le moment initial de la sonde. Pour Dimorphos, β a été calculé entre 2,2 et 4,9, ce qui signifie que le moment transféré était bien plus grand que le moment de la sonde seule, en grande partie grâce aux éjectas - les débris projetés lors de l'impact.
Pourquoi est-ce important ? Parce que plus β est élevé, plus un impact cinétique est efficace pour dévier un astéroïde. Un β supérieur à 2 signifie que nous pouvons potentiellement dévier un astéroïde plus grand ou avec moins de temps de préavis.
En conclusion, la mission DART a démontré que nous pouvons, avec succès, utiliser l'impact cinétique pour dévier un astéroïde. Cela ouvre la voie à de futures missions de défense planétaire pour protéger notre Terre contre les menaces cosmiques.

Il ne faut pas oublier que l'on se heurte à une inconnue importante : la composition de l'astéroïde.
Un astéroïde peut être un bloc (porosité faible) ou un composé d'agrégats "lâches" retenus par leurs propres gravités (porosité élevée). Les méthodes présentées fonctionnent alors plus ou moins bien selon ce facteur.
Nous arrivons donc de façon compliquée à identifier la porosité et même en la connaissant nous arrivons mal à anticiper ces méthodes de déviation.
Par exemple pour la mission Dart, la déviation de Dimorphos a été bien supérieure à celle qui à été calculée

III. un schéma / exemple simplifié d'un astéroïde qui menaçerait la Terre et dévié grâce à l'impacteur
Idées :
schéma géocentrique avec une masse M s'avançant à une vitesse v et à une distance D, on devrait alors avec la deuxième loi de Newton pouvoir calculer le vecteur accélération pour pouvoir dévier l'astéroïde. Nous pourrons aussi négliger Fa (masse trop petite peut être) et calculer l'angle alpha que l'on a besoin de dévier





ou schéma héliocentrique mais forces plus compliquées et schéma compliqué

Conclusion :
D'après le schéma et les calculs que l'on aura réalisé nous pourrons déterminer si l'on peut effectivement dévier cet astéroïde et nous pourrons généraliser en faisant un modèle (pour l'instant plutôt simple de la situation avec plusieurs tailles et plusieurs distances de l'astéroïde en question).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Paraboloide_Hyperbolique]

Ok, pour moi c'est une bonne base. En passant, ne pas oublier de citer les sources d'où proviennent les informations.