______________________________________ Thème 1 : De nouveaux espaces de conquête ______________________________________________
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______________________________________ Thème 1 : De nouveaux espaces de conquête ______________________________________________
Introduction : Océans & espace, quelles spécificités ?
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
Il faut tendre vers l'impossible : les grands exploits à travers l'histoire ont été la conquête de ce qui semblait impossible.Charlie Chaplin
Chapitre introductif : Océan et espace : quelles spécificités ?
Axe 1/Chapitre 1 : Conquêtes, affirmations de puissance et rivalités
Axe 2/Chapitre 2 : Enjeux diplomatiques et coopérations
Objet conclusif/Chapitre 3 : La Chine : à la conquête de l'espace, des mers et des océans
______________________________________ Introduction : Océans & espace, quelles spécificités ? Thème 1 : De nouveaux espaces de conquête ______________________________________________
De nouveaux espaces de conquête
Dans quelle mesure peut-on considérer océans et espace comme les ultimes frontières ?
L’ISS, la station spatiale internationale en orbite (earth-google.fr)
Sous-marin scientifique en plongée dans la Fosse des Mariannes (futura-science.com)
______________________________________ Introduction : Océans & espace, quelles spécificités ? Thème 1 : De nouveaux espaces de conquête ______________________________________________
De nouveaux espaces de conquête
Dans quelle mesure peut-on considérer océans et espace comme les ultimes frontières ?
I. Océans & Espaces, des milieux singuliers et inhospitaliers
II. Océans & Espace, des limites toujours repoussées
III. Océans & Espaces, des enjeux de puissance: entre coopération et rivalités
L’ISS, la station spatiale internationale en orbite (earth-google.fr)
Sous-marin scientifique en plongée dans la Fosse des Mariannes (futura-science.com)
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
I. Océans & Espace, des milieux singuliers et inhospitaliers
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
L’espace, un univers impitoyable L’espace est cette étendue in(-dé)finie et de densité extrêmement faible qui entoure la Terre et nous sépare des astres et sépare les astres entre eux, exerçant donc des contraintes très fortes sur les composants et objets spatiaux (satellites, sondes…) que l’Homme y envoie. Les divers objets, tels que les satellites qui sont lancés dans l’espace, subissent les contraintes de cet environnement très hostile à leur présence. En effet, après la phase très difficile du lancement (contraintes mécaniques – accélération, vibrations, chocs – et acoustiques très fortes), ces objets spatiaux sont exposés durant toute leur durée de vie aux influences discrètes mais agressives du milieu orbital, au vide spatial, aux forts contrastes de température, à des flux de particules et à des rayonnements nocifs (…). Tout objet lancé vers l’espace subit ainsi une série d’épreuves. Tout objet spatial – satellite, sonde, navette ou capsule – est donc comme un projectile lancé à une vitesse vertigineuse sur une orbite. Sa trajectoire est fonction des conditions de son lancement (l’intensité et la direction de la vitesse). Lorsque l’objet spatial est libéré, il est soumis à la seule gravité terrestre, l’obligeant à décrire une courbe plane et régulière : son orbite. Il est alors dit satellisé : il gravite autour de la Terre. En orbite ou en transit au voisinage d’un corps massif (tel une planète), l’objet spatial est confronté aux conditions de microgravité locale.
Celles-ci sont créées par l’équilibre des forces centrifuges et d’attraction par lequel l’objet tient, et d’autre part, par l’absence d’accélération et de force appliquée dans ce milieu. En orbite, un satellite est dans un espace vide de toutes choses, c’est-à-dire dans un milieu sans matière et de densité extrêmement faible. Ce vide entraîne trois types de contraintes à prendre en compte. Un dégazage des matériaux en début de vie qui libèrent alors des molécules ayant pu être absorbées lors de leur fabrication ou lors de leur exposition sur Terre. Une contamination des surfaces de ces matériaux causée par la re-déposition des molécules précédemment dégazées. Enfin, des contraintes thermiques dues à l’absence d’échanges de chaleur par convection : il n’y a pas de milieu extérieur comme l’air pour évacuer la chaleur qui ne peut s’enfuir que par rayonnement. Les objets spatiaux sont aussi exposés au rayonnement électromagnétique du Soleil qui se fait dans le spectre visible, les ultraviolets et les rayons X. Si le rayonnement électromagnétique du Soleil apporte de l’énergie au satellite (les cellules solaires génèrent l’énergie à bord), il entraîne nombre de contraintes à ne pas négliger. Par exemple, il chauffe les parties éclairées des objets spatiaux qu’il touche (d’où la nécessité d’un contrôle thermique). Mais il peut dégrader les revêtements de surface (les isolants thermiques, les peintures). Il peut également modifier les propriétés des appareils optiques embarqués qui peuvent subir une modification de la bande spectrale ou des obscurcissements – à l’image du noircissement d’une bouteille en plastique laissée au soleil. Les rayons cosmiques constituent une autre menace. Il s’agit de particules provenant du cosmos, des protons et des ions accélérés sur des années-lumière. Bien que les flux soient peu intenses, l’énergie des particules est telle qu’elles traversent les blindages et peuvent, comme les particules des ceintures de radiation et les particules d’éruption solaire, venir perturber le fonctionnement des électronique de vol. Les rayons cosmiques sont nocifs pour les êtres vivants, mais le champ magnétique terrestre en arrête beaucoup et la traversée de l’atmosphère les désintègre en particules moins énergétiques : une centaine d’entre elles nous traverse chaque seconde. Enfin, l’environnement spatial est sillonné par des objets divers d’origine naturelle ou artificielle. Les petits objets sont nombreux et difficilement détectables. Aux vitesses orbitales (quelques km/s), et a fortiori aux vitesses interplanétaires (quelque 10 km/s), même un objet très petit possède une énergie cinétique très grande, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques en cas d’impact : les météorites et micrométéorites circulent dans le Système solaire et peuvent croiser l’orbite de la Terre. Les débris spatiaux sont de plus en plus nombreux dans l’environnement terrestre avec le développement des activités humaines : épaves de vieux satellites, étages de lanceurs, résidus d’explosion de réservoirs d’ergol, éclats de peintures corrodées. Les orbites les plus utilisées sont les plus exposées à cette contrainte. www.reseau-canope.fr/docsciences
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
Il peut également modifier les propriétés des appareils optiques embarqués qui peuvent subir une modification de la bande spectrale ou des obscurcissements – à l’image du noircissement d’une bouteille en plastique laissée au soleil. Les rayons cosmiques constituent une autre menace. Il s’agit de particules provenant du cosmos, des protons et des ions accélérés sur des années-lumière. Bien que les flux soient peu intenses, l’énergie des particules est telle qu’elles traversent les blindages et peuvent, comme les particules des ceintures de radiation et les particules d’éruption solaire, venir perturber le fonctionnement des électronique de vol. Les rayons cosmiques sont nocifs pour les êtres vivants, mais le champ magnétique terrestre en arrête beaucoup et la traversée de l’atmosphère les désintègre en particules moins énergétiques : une centaine d’entre elles nous traverse chaque seconde. Enfin, l’environnement spatial est sillonné par des objets divers d’origine naturelle ou artificielle. Les petits objets sont nombreux et difficilement détectables. Aux vitesses orbitales (quelques km/s), et a fortiori aux vitesses interplanétaires (quelque 10 km/s), même un objet très petit possède une énergie cinétique très grande, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques en cas d’impact : les météorites et micrométéorites circulent dans le Système solaire et peuvent croiser l’orbite de la Terre. Les débris spatiaux sont de plus en plus nombreux dans l’environnement terrestre avec le développement des activités humaines : épaves de vieux satellites, étages de lanceurs, résidus d’explosion de réservoirs d’ergol, éclats de peintures corrodées. Les orbites les plus utilisées sont les plus exposées à cette contrainte. www.reseau-canope.fr/docsciences
Celles-ci sont créées par l’équilibre des forces centrifuges et d’attraction par lequel l’objet tient, et d’autre part, par l’absence d’accélération et de force appliquée dans ce milieu. En orbite, un satellite est dans un espace vide de toutes choses, c’est-à-dire dans un milieu sans matière et de densité extrêmement faible. Ce vide entraîne trois types de contraintes à prendre en compte. Un dégazage des matériaux en début de vie qui libèrent alors des molécules ayant pu être absorbées lors de leur fabrication ou lors de leur exposition sur Terre. Une contamination des surfaces de ces matériaux causée par la re-déposition des molécules précédemment dégazées. Enfin, des contraintes thermiques dues à l’absence d’échanges de chaleur par convection : il n’y a pas de milieu extérieur comme l’air pour évacuer la chaleur qui ne peut s’enfuir que par rayonnement. Les objets spatiaux sont aussi exposés au rayonnement électromagnétique du Soleil qui se fait dans le spectre visible, les ultraviolets et les rayons X. Si le rayonnement électromagnétique du Soleil apporte de l’énergie au satellite (les cellules solaires génèrent l’énergie à bord), il entraîne nombre de contraintes à ne pas négliger. Par exemple, il chauffe les parties éclairées des objets spatiaux qu’il touche (d’où la nécessité d’un contrôle thermique). Mais il peut dégrader les revêtements de surface (les isolants thermiques, les peintures).
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
L’espace, un univers impitoyable L’espace est cette étendue in(-dé)finie et de densité extrêmement faible qui entoure la Terre et nous sépare des astres et sépare les astres entre eux, exerçant donc des contraintes très fortes sur les composants et objets spatiaux (satellites, sondes…) que l’Homme y envoie. Les divers objets, tels que les satellites qui sont lancés dans l’espace, subissent les contraintes de cet environnement très hostile à leur présence. En effet, après la phase très difficile du lancement (contraintes mécaniques – accélération, vibrations, chocs – et acoustiques très fortes), ces objets spatiaux sont exposés durant toute leur durée de vie aux influences discrètes mais agressives du milieu orbital, au vide spatial, aux forts contrastes de température, à des flux de particules et à des rayonnements nocifs (…). Tout objet lancé vers l’espace subit ainsi une série d’épreuves. Tout objet spatial – satellite, sonde, navette ou capsule – est donc comme un projectile lancé à une vitesse vertigineuse sur une orbite. Sa trajectoire est fonction des conditions de son lancement (l’intensité et la direction de la vitesse). Lorsque l’objet spatial est libéré, il est soumis à la seule gravité terrestre, l’obligeant à décrire une courbe plane et régulière : son orbite. Il est alors dit satellisé : il gravite autour de la Terre. En orbite ou en transit au voisinage d’un corps massif (tel une planète), l’objet spatial est confronté aux conditions de microgravité locale. Celles-ci sont créées par l’équilibre des forces centrifuges et d’attraction par lequel l’objet tient, et d’autre part, par l’absence d’accélération et de force appliquée dans ce milieu. En orbite, un satellite est dans un espace vide de toutes choses, c’est-à-dire dans un milieu sans matière et de densité extrêmement faible. Ce vide entraîne trois types de contraintes à prendre en compte. Un dégazage des matériaux en début de vie qui libèrent alors des molécules ayant pu être absorbées lors de leur fabrication ou lors de leur exposition sur Terre. Une contamination des surfaces de ces matériaux causée par la re-déposition des molécules précédemment dégazées. Enfin, des contraintes thermiques dues à l’absence d’échanges de chaleur par convection : il n’y a pas de milieu extérieur comme l’air pour évacuer la chaleur qui ne peut s’enfuir que par rayonnement. Les objets spatiaux sont aussi exposés au rayonnement électromagnétique du Soleil qui se fait dans le spectre visible, les ultraviolets et les rayons X. Si le rayonnement électromagnétique du Soleil apporte de l’énergie au satellite (les cellules solaires génèrent l’énergie à bord), il entraîne nombre de contraintes à ne pas négliger. Par exemple, il chauffe les parties éclairées des objets spatiaux qu’il touche (d’où la nécessité d’un contrôle thermique). Mais il peut dégrader les revêtements de surface (les isolants thermiques, les peintures). Il peut également modifier les propriétés des appareils optiques embarqués qui peuvent subir une modification de la bande spectrale ou des obscurcissements – à l’image du noircissement d’une bouteille en plastique laissée au soleil. Les rayons cosmiques constituent une autre menace. Il s’agit de particules provenant du cosmos, des protons et des ions accélérés sur des années-lumière. Bien que les flux soient peu intenses, l’énergie des particules est telle qu’elles traversent les blindages et peuvent, comme les particules des ceintures de radiation et les particules d’éruption solaire, venir perturber le fonctionnement des électronique de vol. Les rayons cosmiques sont nocifs pour les êtres vivants, mais le champ magnétique terrestre en arrête beaucoup et la traversée de l’atmosphère les désintègre en particules moins énergétiques : une centaine d’entre elles nous traverse chaque seconde. Enfin, l’environnement spatial est sillonné par des objets divers d’origine naturelle ou artificielle. Les petits objets sont nombreux et difficilement détectables. Aux vitesses orbitales (quelques km/s), et a fortiori aux vitesses interplanétaires (quelque 10 km/s), même un objet très petit possède une énergie cinétique très grande, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques en cas d’impact : les météorites et micrométéorites circulent dans le Système solaire et peuvent croiser l’orbite de la Terre. Les débris spatiaux sont de plus en plus nombreux dans l’environnement terrestre avec le développement des activités humaines : épaves de vieux satellites, étages de lanceurs, résidus d’explosion de réservoirs d’ergol, éclats de peintures corrodées. Les orbites les plus utilisées sont les plus exposées à cette contrainte. www.reseau-canope.fr/docsciences
Pourquoi les abysses nous fascinent tant ? Connaissez-vous la fosse des Mariannes ou le dragon des abysses ? Les fonds marins ont toujours fasciné les hommes. Inaccessibles, oniriques, ce sont des objets de fantasmes, mais aussi un terrain de jeu extraordinaire pour les scientifiques. Elle s’appelle la fosse des Mariannes. C’est la fosse océanique la plus profonde actuellement connue, qui descend jusqu’à -10 900 mètres. Comment le sait-on ? Grâce aux radars et autres sonars qui utilisent les propriétés de la propagation du son dans l’eau. Mais n’espérez pas voir beaucoup de photos de ces profondeurs : on sait très peu de choses sur ce qui dépasse les 6 000 mètres sous la surface. Il en existe peut-être d’autres, plus profondes mais totalement invisibles. Le Trieste est le nom du sous-marin ayant atteint -10 916 m en janvier 1960, sous le pilotage du suisse Jacques Piccard (fils d’Auguste, le créateur du célèbre bathyscaphe) et de Don Walsh (officier de l’US Navy). Aucun engin n’est descendu plus profond. Les deux hommes ont raconté avoir croisé dans la lumière de leurs phares quelques créatures sous-marines, comme des sortes de crevettes ou un poisson ressemblant à une sole. Aucune image d’animal vivant à ces profondeurs ne nous est parvenue. Le « plancher abyssal » ou plaine abyssale est la partie plate des fonds océaniques située autour de -5 000, -6 000 mètres. Elle reste mal connue. Davantage d’hommes sont allés dans l’espace qu’au plus profond des océans ! On a longtemps pensé que toute vie y était impossible : absence totale de lumière pour réaliser la photosynthèse, pressions extrêmes, températures proches de zéro… Or on pense qu’il existe plus d’espèces sous les eaux que sur terre, grâce notamment aux organismes « chimiotrophes » qui tirent leur énergie non du soleil, mais des composés chimiques (comme le soufre) qui remontent du fond du plancher. La zone hadale (du dieu grec Hadès, maître des Enfers) correspond aux profondeurs supérieures à 6 000 mètres, c’est-à-dire aux fosses les plus profondes de la planète. Pas de printemps, pas d’été, pas d’aube, pas de crépuscule. Dans les abysses, il faut aimer la routine et la vie pépère. La température baisse très rapidement entre 100 et 200 mètres, où elle atteint 10 °C. Puis la chute est progressive jusqu’à 5 °C à -1 000 m. En dessous de 3 000 à 4 000 m, l’eau est isotherme : quelle que soit la profondeur, la température est pratiquement stable pendant de longues périodes. Il n’y a pas de variations saisonnières. Aucun autre habitat sur la terre ne possède une température aussi constante. Mais que se passe-t-il plus bas, tout au fond, à plusieurs milliers de mètres ? Une théorie non partagée par tous les scientifiques stipule que l’ancêtre de tous les organismes vivants, la « mère de toutes les cellules » aurait été formée dans ces profondeurs extrêmes. La structure du code génétique des micro-organismes qui ne supportent que les très hautes pressions (plusieurs centaines de fois plus importantes que notre atmosphère) et les milieux hyperthermiques (l’eau ne pouvant pas bouillir, elle peut atteindre 400 °C dans les sources chaudes) est très étudiée et crédibilise l’idée de formes de vie sur d’autres planètes. De nombreux organismes marins vivent dans la zone hadale (-6 000 m) : des polychètes (vers), bivalves (mollusques), gastéropodes, holothuries (concombres de mer)… Contrairement à l’imagerie populaire, ce n’est pas le royaume des « monstres marins ». Quant aux poissons lanternes, dont le « dragon des abysses », ils sont assez décevants. Leurs yeux ne leur servent pratiquement à rien, leurs dents non plus (à part filtrer le plancton qu’ils arrivent à dénicher) et sont plus proches des baudroies ou des crapauds de mer que des dragons. On en trouve entre 200 m et 3 km de profondeur, pas au delà. Tant pis pour Jules Verne, dont l’imagination, quoique fort documentée, a un peu trop stimulé nos peurs ancestrales des profondeurs marines. Cédric Rousseau, Ouest France, 2 mars 2016
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
Un intérêt pour l’espace plus grand que celui des abysses ? On dit généralement que l'espace est « la dernière frontière » de l'exploration humaine, ce qui sous-entendrait que nous connaissons tellement bien notre planète que les prochaines grandes découvertes se feront nécessairement à l'échelle galactique. Pourtant, c'est faux : même si l'espace nous captive et fait vagabonder notre imagination, nos bons vieux océans, là, sur Terre, constituent l'un des endroits que nous connaissons le plus mal. Seuls 5% des fonds marins ont été cartographiés de manière topographique. Ainsi, 65% de la surface de la planète (sans compter les terres immergées) nous est relativement inconnue. Pourtant, depuis l'aube de l'exploration spatiale, la NASA a soigneusement cartographié Mercure, la planète naine Cérès, la quasi-totalité de Vénus, et même la planète rouge située à quelque 225 millions de kilomètres de nous. Sans oublier les images satellites incroyablement détaillées de la Lune et de ses cratères. À présent, un groupe international d'experts des fonds marins de la GEBCO (Carte générale bathymétrique des océans), une organisation océanographique fondée en 1903, explique qu'il est grand temps d'investir dans l'exploration des océans, sur le modèle de l'exploration spatiale. Cette semaine, lors du Forum pour l'avenir de la cartographie marine, une conférence où scientifiques, océanographes, représentants gouvernementaux et ONG se sont réunis afin de discuter des problèmes liés aux milieux marins, la GEBCO a déclaré qu'elle comptait organiser une mission marine de même ampleur qu'une mission de la NASA afin de cartographier l'ensemble des fonds marins, mètre par mètre. « Depuis 1991, nous en avons appris davantage sur la topographie de Mars que sur notre propre planète, surface terrestre et fonds marins compris. En outre, les océans ont un impact beaucoup plus direct sur notre vie quotidienne que la planète Mars, » déclare le Vice-amiral Shin Tani, président du comité directeur de la GEBCO, dans un communiqué de presse. « Tout est une question d'engagement, » déclare Larry Mayer, directeur du Centre pour l'étude des océans et l'ingénierie côtière à l'Université du New Hampshire, à la BBC. « Nous pourrions cartographier l'ensemble des fonds marins pour 3 milliards de dollars, c'est-à-dire pour l'équivalent d'une seule mission martienne. » Sarah Emerson, Pourquoi connaissons-nous mieux l’espace que les océans ?, www.vice.com, 20 juin 2016
2. Abysses & espace extra-atmosphérique ont des points communs:
1. Les abysses (du grec abyssos = sans fond) sont les zones de grande profondeur des océans.
Ce sont des milieux très hostiles pour toute forme de vie qui restent largement méconnus, voire inexplorés.
Elles sont composées des plaines abyssales (se situant entre 3000 et 5000 mètres de profondeur), de dorsales (chaînes de montagnes sous-marines) et de fosses (dont la plus importante est celle des Mariannes, à 10900 m de profondeur).
L’espace extra-atmosphérique est la région de l’univers situé au-delà de la partie de l’atmosphère terrestre, là où la densité ne permet plus la sustentation des aéronefs.
Si les océans sont connus et parcourus dans leur forme horizontale, la connaissance de leur dimension verticale reste très incomplètes.
La limite inférieure de l'espace extra-atmosphérique ne peut être associée à une altitude précise ; on admet généralement qu'elle se situe aux environs de 50 km.
Un intérêt pour l’espace plus grand que celui des abysses ? On dit généralement que l'espace est « la dernière frontière » de l'exploration humaine, ce qui sous-entendrait que nous connaissons tellement bien notre planète que les prochaines grandes découvertes se feront nécessairement à l'échelle galactique. Pourtant, c'est faux : même si l'espace nous captive et fait vagabonder notre imagination, nos bons vieux océans, là, sur Terre, constituent l'un des endroits que nous connaissons le plus mal. Seuls 5% des fonds marins ont été cartographiés de manière topographique. Ainsi, 65% de la surface de la planète (sans compter les terres immergées) nous est relativement inconnue. Pourtant, depuis l'aube de l'exploration spatiale, la NASA a soigneusement cartographié Mercure, la planète naine Cérès, la quasi-totalité de Vénus, et même la planète rouge située à quelque 225 millions de kilomètres de nous. Sans oublier les images satellites incroyablement détaillées de la Lune et de ses cratères. À présent, un groupe international d'experts des fonds marins de la GEBCO (Carte générale bathymétrique des océans), une organisation océanographique fondée en 1903, explique qu'il est grand temps d'investir dans l'exploration des océans, sur le modèle de l'exploration spatiale. Cette semaine, lors du Forum pour l'avenir de la cartographie marine, une conférence où scientifiques, océanographes, représentants gouvernementaux et ONG se sont réunis afin de discuter des problèmes liés aux milieux marins, la GEBCO a déclaré qu'elle comptait organiser une mission marine de même ampleur qu'une mission de la NASA afin de cartographier l'ensemble des fonds marins, mètre par mètre. « Depuis 1991, nous en avons appris davantage sur la topographie de Mars que sur notre propre planète, surface terrestre et fonds marins compris. En outre, les océans ont un impact beaucoup plus direct sur notre vie quotidienne que la planète Mars, » déclare le Vice-amiral Shin Tani, président du comité directeur de la GEBCO, dans un communiqué de presse. « Tout est une question d'engagement, » déclare Larry Mayer, directeur du Centre pour l'étude des océans et l'ingénierie côtière à l'Université du New Hampshire, à la BBC. « Nous pourrions cartographier l'ensemble des fonds marins pour 3 milliards de dollars, c'est-à-dire pour l'équivalent d'une seule mission martienne. » Sarah Emerson, Pourquoi connaissons-nous mieux l’espace que les océans ?, www.vice.com, 20 juin 2016
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Dans quelle mesure peut-on considérer océans et espace comme les ultimes frontières ?
I. Océans & Espaces, des milieux singuliers et inhospitaliers
II. Océans & Espaces, des limites toujours repoussées
III. Océans & Espaces, des enjeux de puissance: entre coopération et rivalités
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
III. Océans & Espaces, des enjeux de puissance: entre coopération et rivalités
______________________________________ Introduction : Océans & espace, quelles spécificités ? Thème 5 : De nouveaux espaces de conquête ______________________________________________
De nouveaux espaces de conquête
= Triple processus d’exploration, de contrôle et d’appropriation à des fins de prestige et de puissance.
Dans quelle mesure peut-on considérer océans et espace comme les ultimes frontières ?
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Introduction : Océans & espace, quelles spécificités ?
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Il faut tendre vers l'impossible : les grands exploits à travers l'histoire ont été la conquête de ce qui semblait impossible.Charlie Chaplin
Chapitre introductif : Océan et espace : quelles spécificités ?
Axe 1/Chapitre 1 : Conquêtes, affirmations de puissance et rivalités
Axe 2/Chapitre 2 : Enjeux diplomatiques et coopérations
Objet conclusif/Chapitre 3 : La Chine : à la conquête de l'espace, des mers et des océans
______________________________________ Introduction : Océans & espace, quelles spécificités ? Thème 1 : De nouveaux espaces de conquête ______________________________________________
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I. Océans & Espaces, des milieux singuliers et inhospitaliers
II. Océans & Espace, des limites toujours repoussées
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L’espace, un univers impitoyable L’espace est cette étendue in(-dé)finie et de densité extrêmement faible qui entoure la Terre et nous sépare des astres et sépare les astres entre eux, exerçant donc des contraintes très fortes sur les composants et objets spatiaux (satellites, sondes…) que l’Homme y envoie. Les divers objets, tels que les satellites qui sont lancés dans l’espace, subissent les contraintes de cet environnement très hostile à leur présence. En effet, après la phase très difficile du lancement (contraintes mécaniques – accélération, vibrations, chocs – et acoustiques très fortes), ces objets spatiaux sont exposés durant toute leur durée de vie aux influences discrètes mais agressives du milieu orbital, au vide spatial, aux forts contrastes de température, à des flux de particules et à des rayonnements nocifs (…). Tout objet lancé vers l’espace subit ainsi une série d’épreuves. Tout objet spatial – satellite, sonde, navette ou capsule – est donc comme un projectile lancé à une vitesse vertigineuse sur une orbite. Sa trajectoire est fonction des conditions de son lancement (l’intensité et la direction de la vitesse). Lorsque l’objet spatial est libéré, il est soumis à la seule gravité terrestre, l’obligeant à décrire une courbe plane et régulière : son orbite. Il est alors dit satellisé : il gravite autour de la Terre. En orbite ou en transit au voisinage d’un corps massif (tel une planète), l’objet spatial est confronté aux conditions de microgravité locale.
Celles-ci sont créées par l’équilibre des forces centrifuges et d’attraction par lequel l’objet tient, et d’autre part, par l’absence d’accélération et de force appliquée dans ce milieu. En orbite, un satellite est dans un espace vide de toutes choses, c’est-à-dire dans un milieu sans matière et de densité extrêmement faible. Ce vide entraîne trois types de contraintes à prendre en compte. Un dégazage des matériaux en début de vie qui libèrent alors des molécules ayant pu être absorbées lors de leur fabrication ou lors de leur exposition sur Terre. Une contamination des surfaces de ces matériaux causée par la re-déposition des molécules précédemment dégazées. Enfin, des contraintes thermiques dues à l’absence d’échanges de chaleur par convection : il n’y a pas de milieu extérieur comme l’air pour évacuer la chaleur qui ne peut s’enfuir que par rayonnement. Les objets spatiaux sont aussi exposés au rayonnement électromagnétique du Soleil qui se fait dans le spectre visible, les ultraviolets et les rayons X. Si le rayonnement électromagnétique du Soleil apporte de l’énergie au satellite (les cellules solaires génèrent l’énergie à bord), il entraîne nombre de contraintes à ne pas négliger. Par exemple, il chauffe les parties éclairées des objets spatiaux qu’il touche (d’où la nécessité d’un contrôle thermique). Mais il peut dégrader les revêtements de surface (les isolants thermiques, les peintures). Il peut également modifier les propriétés des appareils optiques embarqués qui peuvent subir une modification de la bande spectrale ou des obscurcissements – à l’image du noircissement d’une bouteille en plastique laissée au soleil. Les rayons cosmiques constituent une autre menace. Il s’agit de particules provenant du cosmos, des protons et des ions accélérés sur des années-lumière. Bien que les flux soient peu intenses, l’énergie des particules est telle qu’elles traversent les blindages et peuvent, comme les particules des ceintures de radiation et les particules d’éruption solaire, venir perturber le fonctionnement des électronique de vol. Les rayons cosmiques sont nocifs pour les êtres vivants, mais le champ magnétique terrestre en arrête beaucoup et la traversée de l’atmosphère les désintègre en particules moins énergétiques : une centaine d’entre elles nous traverse chaque seconde. Enfin, l’environnement spatial est sillonné par des objets divers d’origine naturelle ou artificielle. Les petits objets sont nombreux et difficilement détectables. Aux vitesses orbitales (quelques km/s), et a fortiori aux vitesses interplanétaires (quelque 10 km/s), même un objet très petit possède une énergie cinétique très grande, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques en cas d’impact : les météorites et micrométéorites circulent dans le Système solaire et peuvent croiser l’orbite de la Terre. Les débris spatiaux sont de plus en plus nombreux dans l’environnement terrestre avec le développement des activités humaines : épaves de vieux satellites, étages de lanceurs, résidus d’explosion de réservoirs d’ergol, éclats de peintures corrodées. Les orbites les plus utilisées sont les plus exposées à cette contrainte. www.reseau-canope.fr/docsciences
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
Il peut également modifier les propriétés des appareils optiques embarqués qui peuvent subir une modification de la bande spectrale ou des obscurcissements – à l’image du noircissement d’une bouteille en plastique laissée au soleil. Les rayons cosmiques constituent une autre menace. Il s’agit de particules provenant du cosmos, des protons et des ions accélérés sur des années-lumière. Bien que les flux soient peu intenses, l’énergie des particules est telle qu’elles traversent les blindages et peuvent, comme les particules des ceintures de radiation et les particules d’éruption solaire, venir perturber le fonctionnement des électronique de vol. Les rayons cosmiques sont nocifs pour les êtres vivants, mais le champ magnétique terrestre en arrête beaucoup et la traversée de l’atmosphère les désintègre en particules moins énergétiques : une centaine d’entre elles nous traverse chaque seconde. Enfin, l’environnement spatial est sillonné par des objets divers d’origine naturelle ou artificielle. Les petits objets sont nombreux et difficilement détectables. Aux vitesses orbitales (quelques km/s), et a fortiori aux vitesses interplanétaires (quelque 10 km/s), même un objet très petit possède une énergie cinétique très grande, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques en cas d’impact : les météorites et micrométéorites circulent dans le Système solaire et peuvent croiser l’orbite de la Terre. Les débris spatiaux sont de plus en plus nombreux dans l’environnement terrestre avec le développement des activités humaines : épaves de vieux satellites, étages de lanceurs, résidus d’explosion de réservoirs d’ergol, éclats de peintures corrodées. Les orbites les plus utilisées sont les plus exposées à cette contrainte. www.reseau-canope.fr/docsciences
Celles-ci sont créées par l’équilibre des forces centrifuges et d’attraction par lequel l’objet tient, et d’autre part, par l’absence d’accélération et de force appliquée dans ce milieu. En orbite, un satellite est dans un espace vide de toutes choses, c’est-à-dire dans un milieu sans matière et de densité extrêmement faible. Ce vide entraîne trois types de contraintes à prendre en compte. Un dégazage des matériaux en début de vie qui libèrent alors des molécules ayant pu être absorbées lors de leur fabrication ou lors de leur exposition sur Terre. Une contamination des surfaces de ces matériaux causée par la re-déposition des molécules précédemment dégazées. Enfin, des contraintes thermiques dues à l’absence d’échanges de chaleur par convection : il n’y a pas de milieu extérieur comme l’air pour évacuer la chaleur qui ne peut s’enfuir que par rayonnement. Les objets spatiaux sont aussi exposés au rayonnement électromagnétique du Soleil qui se fait dans le spectre visible, les ultraviolets et les rayons X. Si le rayonnement électromagnétique du Soleil apporte de l’énergie au satellite (les cellules solaires génèrent l’énergie à bord), il entraîne nombre de contraintes à ne pas négliger. Par exemple, il chauffe les parties éclairées des objets spatiaux qu’il touche (d’où la nécessité d’un contrôle thermique). Mais il peut dégrader les revêtements de surface (les isolants thermiques, les peintures).
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
L’espace, un univers impitoyable L’espace est cette étendue in(-dé)finie et de densité extrêmement faible qui entoure la Terre et nous sépare des astres et sépare les astres entre eux, exerçant donc des contraintes très fortes sur les composants et objets spatiaux (satellites, sondes…) que l’Homme y envoie. Les divers objets, tels que les satellites qui sont lancés dans l’espace, subissent les contraintes de cet environnement très hostile à leur présence. En effet, après la phase très difficile du lancement (contraintes mécaniques – accélération, vibrations, chocs – et acoustiques très fortes), ces objets spatiaux sont exposés durant toute leur durée de vie aux influences discrètes mais agressives du milieu orbital, au vide spatial, aux forts contrastes de température, à des flux de particules et à des rayonnements nocifs (…). Tout objet lancé vers l’espace subit ainsi une série d’épreuves. Tout objet spatial – satellite, sonde, navette ou capsule – est donc comme un projectile lancé à une vitesse vertigineuse sur une orbite. Sa trajectoire est fonction des conditions de son lancement (l’intensité et la direction de la vitesse). Lorsque l’objet spatial est libéré, il est soumis à la seule gravité terrestre, l’obligeant à décrire une courbe plane et régulière : son orbite. Il est alors dit satellisé : il gravite autour de la Terre. En orbite ou en transit au voisinage d’un corps massif (tel une planète), l’objet spatial est confronté aux conditions de microgravité locale. Celles-ci sont créées par l’équilibre des forces centrifuges et d’attraction par lequel l’objet tient, et d’autre part, par l’absence d’accélération et de force appliquée dans ce milieu. En orbite, un satellite est dans un espace vide de toutes choses, c’est-à-dire dans un milieu sans matière et de densité extrêmement faible. Ce vide entraîne trois types de contraintes à prendre en compte. Un dégazage des matériaux en début de vie qui libèrent alors des molécules ayant pu être absorbées lors de leur fabrication ou lors de leur exposition sur Terre. Une contamination des surfaces de ces matériaux causée par la re-déposition des molécules précédemment dégazées. Enfin, des contraintes thermiques dues à l’absence d’échanges de chaleur par convection : il n’y a pas de milieu extérieur comme l’air pour évacuer la chaleur qui ne peut s’enfuir que par rayonnement. Les objets spatiaux sont aussi exposés au rayonnement électromagnétique du Soleil qui se fait dans le spectre visible, les ultraviolets et les rayons X. Si le rayonnement électromagnétique du Soleil apporte de l’énergie au satellite (les cellules solaires génèrent l’énergie à bord), il entraîne nombre de contraintes à ne pas négliger. Par exemple, il chauffe les parties éclairées des objets spatiaux qu’il touche (d’où la nécessité d’un contrôle thermique). Mais il peut dégrader les revêtements de surface (les isolants thermiques, les peintures). Il peut également modifier les propriétés des appareils optiques embarqués qui peuvent subir une modification de la bande spectrale ou des obscurcissements – à l’image du noircissement d’une bouteille en plastique laissée au soleil. Les rayons cosmiques constituent une autre menace. Il s’agit de particules provenant du cosmos, des protons et des ions accélérés sur des années-lumière. Bien que les flux soient peu intenses, l’énergie des particules est telle qu’elles traversent les blindages et peuvent, comme les particules des ceintures de radiation et les particules d’éruption solaire, venir perturber le fonctionnement des électronique de vol. Les rayons cosmiques sont nocifs pour les êtres vivants, mais le champ magnétique terrestre en arrête beaucoup et la traversée de l’atmosphère les désintègre en particules moins énergétiques : une centaine d’entre elles nous traverse chaque seconde. Enfin, l’environnement spatial est sillonné par des objets divers d’origine naturelle ou artificielle. Les petits objets sont nombreux et difficilement détectables. Aux vitesses orbitales (quelques km/s), et a fortiori aux vitesses interplanétaires (quelque 10 km/s), même un objet très petit possède une énergie cinétique très grande, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques en cas d’impact : les météorites et micrométéorites circulent dans le Système solaire et peuvent croiser l’orbite de la Terre. Les débris spatiaux sont de plus en plus nombreux dans l’environnement terrestre avec le développement des activités humaines : épaves de vieux satellites, étages de lanceurs, résidus d’explosion de réservoirs d’ergol, éclats de peintures corrodées. Les orbites les plus utilisées sont les plus exposées à cette contrainte. www.reseau-canope.fr/docsciences
Pourquoi les abysses nous fascinent tant ? Connaissez-vous la fosse des Mariannes ou le dragon des abysses ? Les fonds marins ont toujours fasciné les hommes. Inaccessibles, oniriques, ce sont des objets de fantasmes, mais aussi un terrain de jeu extraordinaire pour les scientifiques. Elle s’appelle la fosse des Mariannes. C’est la fosse océanique la plus profonde actuellement connue, qui descend jusqu’à -10 900 mètres. Comment le sait-on ? Grâce aux radars et autres sonars qui utilisent les propriétés de la propagation du son dans l’eau. Mais n’espérez pas voir beaucoup de photos de ces profondeurs : on sait très peu de choses sur ce qui dépasse les 6 000 mètres sous la surface. Il en existe peut-être d’autres, plus profondes mais totalement invisibles. Le Trieste est le nom du sous-marin ayant atteint -10 916 m en janvier 1960, sous le pilotage du suisse Jacques Piccard (fils d’Auguste, le créateur du célèbre bathyscaphe) et de Don Walsh (officier de l’US Navy). Aucun engin n’est descendu plus profond. Les deux hommes ont raconté avoir croisé dans la lumière de leurs phares quelques créatures sous-marines, comme des sortes de crevettes ou un poisson ressemblant à une sole. Aucune image d’animal vivant à ces profondeurs ne nous est parvenue. Le « plancher abyssal » ou plaine abyssale est la partie plate des fonds océaniques située autour de -5 000, -6 000 mètres. Elle reste mal connue. Davantage d’hommes sont allés dans l’espace qu’au plus profond des océans ! On a longtemps pensé que toute vie y était impossible : absence totale de lumière pour réaliser la photosynthèse, pressions extrêmes, températures proches de zéro… Or on pense qu’il existe plus d’espèces sous les eaux que sur terre, grâce notamment aux organismes « chimiotrophes » qui tirent leur énergie non du soleil, mais des composés chimiques (comme le soufre) qui remontent du fond du plancher. La zone hadale (du dieu grec Hadès, maître des Enfers) correspond aux profondeurs supérieures à 6 000 mètres, c’est-à-dire aux fosses les plus profondes de la planète. Pas de printemps, pas d’été, pas d’aube, pas de crépuscule. Dans les abysses, il faut aimer la routine et la vie pépère. La température baisse très rapidement entre 100 et 200 mètres, où elle atteint 10 °C. Puis la chute est progressive jusqu’à 5 °C à -1 000 m. En dessous de 3 000 à 4 000 m, l’eau est isotherme : quelle que soit la profondeur, la température est pratiquement stable pendant de longues périodes. Il n’y a pas de variations saisonnières. Aucun autre habitat sur la terre ne possède une température aussi constante. Mais que se passe-t-il plus bas, tout au fond, à plusieurs milliers de mètres ? Une théorie non partagée par tous les scientifiques stipule que l’ancêtre de tous les organismes vivants, la « mère de toutes les cellules » aurait été formée dans ces profondeurs extrêmes. La structure du code génétique des micro-organismes qui ne supportent que les très hautes pressions (plusieurs centaines de fois plus importantes que notre atmosphère) et les milieux hyperthermiques (l’eau ne pouvant pas bouillir, elle peut atteindre 400 °C dans les sources chaudes) est très étudiée et crédibilise l’idée de formes de vie sur d’autres planètes. De nombreux organismes marins vivent dans la zone hadale (-6 000 m) : des polychètes (vers), bivalves (mollusques), gastéropodes, holothuries (concombres de mer)… Contrairement à l’imagerie populaire, ce n’est pas le royaume des « monstres marins ». Quant aux poissons lanternes, dont le « dragon des abysses », ils sont assez décevants. Leurs yeux ne leur servent pratiquement à rien, leurs dents non plus (à part filtrer le plancton qu’ils arrivent à dénicher) et sont plus proches des baudroies ou des crapauds de mer que des dragons. On en trouve entre 200 m et 3 km de profondeur, pas au delà. Tant pis pour Jules Verne, dont l’imagination, quoique fort documentée, a un peu trop stimulé nos peurs ancestrales des profondeurs marines. Cédric Rousseau, Ouest France, 2 mars 2016
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
Un intérêt pour l’espace plus grand que celui des abysses ? On dit généralement que l'espace est « la dernière frontière » de l'exploration humaine, ce qui sous-entendrait que nous connaissons tellement bien notre planète que les prochaines grandes découvertes se feront nécessairement à l'échelle galactique. Pourtant, c'est faux : même si l'espace nous captive et fait vagabonder notre imagination, nos bons vieux océans, là, sur Terre, constituent l'un des endroits que nous connaissons le plus mal. Seuls 5% des fonds marins ont été cartographiés de manière topographique. Ainsi, 65% de la surface de la planète (sans compter les terres immergées) nous est relativement inconnue. Pourtant, depuis l'aube de l'exploration spatiale, la NASA a soigneusement cartographié Mercure, la planète naine Cérès, la quasi-totalité de Vénus, et même la planète rouge située à quelque 225 millions de kilomètres de nous. Sans oublier les images satellites incroyablement détaillées de la Lune et de ses cratères. À présent, un groupe international d'experts des fonds marins de la GEBCO (Carte générale bathymétrique des océans), une organisation océanographique fondée en 1903, explique qu'il est grand temps d'investir dans l'exploration des océans, sur le modèle de l'exploration spatiale. Cette semaine, lors du Forum pour l'avenir de la cartographie marine, une conférence où scientifiques, océanographes, représentants gouvernementaux et ONG se sont réunis afin de discuter des problèmes liés aux milieux marins, la GEBCO a déclaré qu'elle comptait organiser une mission marine de même ampleur qu'une mission de la NASA afin de cartographier l'ensemble des fonds marins, mètre par mètre. « Depuis 1991, nous en avons appris davantage sur la topographie de Mars que sur notre propre planète, surface terrestre et fonds marins compris. En outre, les océans ont un impact beaucoup plus direct sur notre vie quotidienne que la planète Mars, » déclare le Vice-amiral Shin Tani, président du comité directeur de la GEBCO, dans un communiqué de presse. « Tout est une question d'engagement, » déclare Larry Mayer, directeur du Centre pour l'étude des océans et l'ingénierie côtière à l'Université du New Hampshire, à la BBC. « Nous pourrions cartographier l'ensemble des fonds marins pour 3 milliards de dollars, c'est-à-dire pour l'équivalent d'une seule mission martienne. » Sarah Emerson, Pourquoi connaissons-nous mieux l’espace que les océans ?, www.vice.com, 20 juin 2016
2. Abysses & espace extra-atmosphérique ont des points communs:
1. Les abysses (du grec abyssos = sans fond) sont les zones de grande profondeur des océans.
Ce sont des milieux très hostiles pour toute forme de vie qui restent largement méconnus, voire inexplorés.
Elles sont composées des plaines abyssales (se situant entre 3000 et 5000 mètres de profondeur), de dorsales (chaînes de montagnes sous-marines) et de fosses (dont la plus importante est celle des Mariannes, à 10900 m de profondeur).
L’espace extra-atmosphérique est la région de l’univers situé au-delà de la partie de l’atmosphère terrestre, là où la densité ne permet plus la sustentation des aéronefs.
Si les océans sont connus et parcourus dans leur forme horizontale, la connaissance de leur dimension verticale reste très incomplètes.
La limite inférieure de l'espace extra-atmosphérique ne peut être associée à une altitude précise ; on admet généralement qu'elle se situe aux environs de 50 km.
Un intérêt pour l’espace plus grand que celui des abysses ? On dit généralement que l'espace est « la dernière frontière » de l'exploration humaine, ce qui sous-entendrait que nous connaissons tellement bien notre planète que les prochaines grandes découvertes se feront nécessairement à l'échelle galactique. Pourtant, c'est faux : même si l'espace nous captive et fait vagabonder notre imagination, nos bons vieux océans, là, sur Terre, constituent l'un des endroits que nous connaissons le plus mal. Seuls 5% des fonds marins ont été cartographiés de manière topographique. Ainsi, 65% de la surface de la planète (sans compter les terres immergées) nous est relativement inconnue. Pourtant, depuis l'aube de l'exploration spatiale, la NASA a soigneusement cartographié Mercure, la planète naine Cérès, la quasi-totalité de Vénus, et même la planète rouge située à quelque 225 millions de kilomètres de nous. Sans oublier les images satellites incroyablement détaillées de la Lune et de ses cratères. À présent, un groupe international d'experts des fonds marins de la GEBCO (Carte générale bathymétrique des océans), une organisation océanographique fondée en 1903, explique qu'il est grand temps d'investir dans l'exploration des océans, sur le modèle de l'exploration spatiale. Cette semaine, lors du Forum pour l'avenir de la cartographie marine, une conférence où scientifiques, océanographes, représentants gouvernementaux et ONG se sont réunis afin de discuter des problèmes liés aux milieux marins, la GEBCO a déclaré qu'elle comptait organiser une mission marine de même ampleur qu'une mission de la NASA afin de cartographier l'ensemble des fonds marins, mètre par mètre. « Depuis 1991, nous en avons appris davantage sur la topographie de Mars que sur notre propre planète, surface terrestre et fonds marins compris. En outre, les océans ont un impact beaucoup plus direct sur notre vie quotidienne que la planète Mars, » déclare le Vice-amiral Shin Tani, président du comité directeur de la GEBCO, dans un communiqué de presse. « Tout est une question d'engagement, » déclare Larry Mayer, directeur du Centre pour l'étude des océans et l'ingénierie côtière à l'Université du New Hampshire, à la BBC. « Nous pourrions cartographier l'ensemble des fonds marins pour 3 milliards de dollars, c'est-à-dire pour l'équivalent d'une seule mission martienne. » Sarah Emerson, Pourquoi connaissons-nous mieux l’espace que les océans ?, www.vice.com, 20 juin 2016
______________________________________ Introduction : Océans & espace, quelles spécificités ? Thème 1 : De nouveaux espaces de conquête ______________________________________________
Dans quelle mesure peut-on considérer océans et espace comme les ultimes frontières ?
I. Océans & Espaces, des milieux singuliers et inhospitaliers
II. Océans & Espaces, des limites toujours repoussées
III. Océans & Espaces, des enjeux de puissance: entre coopération et rivalités
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
III. Océans & Espaces, des enjeux de puissance: entre coopération et rivalités
______________________________________ Introduction : Océans & espace, quelles spécificités ? Thème 5 : De nouveaux espaces de conquête ______________________________________________
De nouveaux espaces de conquête
= Triple processus d’exploration, de contrôle et d’appropriation à des fins de prestige et de puissance.
Dans quelle mesure peut-on considérer océans et espace comme les ultimes frontières ?
I. Océans & Espaces, des milieux singuliers et inhospitaliers
II. Océans & Espaces, des limites toujours repoussées
III. Océans & Espaces, des enjeux de puissance: entre coopération et rivalités
L’ISS, la station spatiale internationale en orbite (earth-google.fr)
Sous-marin scientifique en plongée dans la Fosse des Mariannes (futura-science.com)
Nicolas Monod, Lycée Ribeaupierre, Ribeauvillé
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