La vie en un satellite

Et les avantages de l’hydrogène

Eduardo Iriarte Bardalez

TREBALL DE RECERCA

Dirigée par: Andrés Oliver

[Cite your source here.]

2on de Batxillerat 3

IES Montserrat

5 de Novembre de 2014

1

INDEX

1. Introduction…………………………………………………………………………………..3

1.1. Motivation, objectifs, méthodologie, limitations et remerciements…………..……3

2. Documentation et marque théorique……………………………………………………...6

2.1. Jupiter……………………………………………………………………………………6

2.1.1. Io…………………………………………………………………………………..6

2.1.2. Europe…..………………………………………………………………………..8

2.1.3. Ganymède…………...…………………………………………………………11

2.2. Saturne…………………………………………………………………………………14

2.2.1. Titan……………………………………………………………………………..14

2.2.2. Encelade……………………………..…………………………………………16

2.3. Neptune….…………………………………………………………………………….18

2.3.1. Triton………………………..…………………………………………………..18

2.4. Conclusion : le satellite plus approprié pour s'installer……………………………19

3. Phase expérimentale……………………………………………………………………...21

3.1. Electrolyse avec le fin de créer un environnement capable d’accueillir la vie….21

3.2. Matériaux nécessaires, le développement, résultat et conclusion de

l’expérience……………………………………………………………………………22

2

3.3. L’hydrogène et ses avantages……………………………………………………....30

3.4. La mission : Caractéristiques générales, problèmes pour la construction,

matérielle et personnelle……………………………………………………………..31

4. Conclusion………………......……………………………………………………………..39

5. Bibliographie……………………………………………………………………………..…40

6. Glossaire……………………………………………………………………………………42

3

INTRODUCTION

Motivation: L'astronomie m'a fasciné depuis très petit et toujours il m'a plu d'observer

différents astres et de savoir des informations sur ceux-ci, encore aujourd'hui je peux

me distraire en regardant fixement les mers et les cratères de la Lune.

Je me suis aperçu de ce que presque toute attention vers le système solaire va vers les

planètes et que les satellites sont mis à un papier secondaire, tel que j'ai décidé

d'élaborer ce travail autour des satellites et le papier qu'ils jouent à notre système

puisque ce sujet me maintiendra amusé et avec appétit de faire le travail.

Mon autre motivation est ironiquement le pessimisme qui me donne voir comme les

humains nous traitons à notre planète, je crois personnellement qu'en vue du

comportement humain vers notre environnement je doute que la Terre nous dure un

siècle ou deux de plus, par cela je vois un impératif commencer la recherche d'un lieu

où nous pouvons vivre quand les recours de la Terre se termineront et la planète ne

peut pas continuer de nous accueillir.

De plus je crois que un voyage avec l'objectif de vivre (ou au moins le tenter) dans

l'espace extérieur supposerait un changement drastique dans toute la société et dans

notre vision de l'espace; qui se convertirait alors en lieu plus accessible.

Objectif: Étudier la formation et les caractéristiques de satellites éminents au champ de

la vie extraterrestre dans le système solaire et évaluer les possibilités de créer une

atmosphère accueillante pour la vie dans un d'eux avec l'objectif d’étendre les frontières

de la vie pour les êtres humains. Durant le travail a surgi un autre objectif que bien que

distinct, il puisse aussi être important pour la science moderne, c’est démontrer l'utilité

et l'efficacité de l'hydrogène comme de combustible abondant et durable.

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Méthodologie: Je commencerai le travail par compiler une information à propos des

satellites qui semblent éminents pour cette recherche. Après une électrolyse sera

réalisée pour vérifier si on peut créer une atmosphère riche en oxygène et hydrogène,

vitales pour cette mission.

Finalement, nous analyserons les résultats et conclurons s'il est possible de créer une

atmosphère qui peut héberger de la vie dehors la Terre et on étudiera d'une manière

hypothétique le concept d'une base spatiale. J'essaierai aussi de mettre à profit

l'hydrogène de l'électrolyse comme de source d'énergie non seulement pour une

colonie spatiale, mais aussi sur notre planète en l’actualité.

Limitations: Les limitations du travail réalisé sont l’époque et mes connaissances.

Cet époque (commencement du siècle XXI), sa science en concret, bien qu’elle a

expérimentée des énormes progrès scientifiques, elle est pas au niveau d’envoyer une

expédition a un autre lieu du système solaire, la première preuve est que on a jamais

mis un pied plus loin que la Lune.

Par l’autre main, mes connaissances sur la physique et la chimie sont pas assez

suffisantes pour exprimer toutes les possibilités de ma recherche, en limitant ses

résultats, un personne bien formée académiquement surement aura plus a exprimer sur

cet intéressant thème que moi.

5

Remerciements: Je veux remercier en premier lieu Andrés Oliver, mon tuteur, par

toute l'aide et appui fourni pour la réalisation de ce travail et surtout par la phase

expérimentale, puisqu'il a suggéré l'idée de l'électrolyse et aussi pour moi parle du

programme Nasa's Eyes, qui peut sembler très utile pour la présentation.

Je veux finalement remercier mon père, Walter Iriarte, l'aide et les idées qu'il m'a

fournies que bien plutôt simples, assez de choses m'aient clarifié. Un pardessus il

existe à remercier qu'il a su dire en peu de mots que choses de ce travail je pouvais

améliorer.

6

DOCUMENTATION ET MARQUE THEORIQUE

Jupiter

Io

Distance depuis Jupiter : 321.600 km

Période orbital/révolution par rapport à Jupiter: 1,77 jours terrestres

Diamètre: 3.643 km

Masse: 8,91e22 kg

Découverte par Galileo en 1610.

Inclination: 0º

Période de rotation: 1,77 jours terrestres (synchronique

avec le période orbital)

Température de la surface: 110 K

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Composition chimique: Soufre et chondrites

Io est un satellite extrêmement actif grâce à sa proximité à Jupiter et sa surface se

trouve en continués changements à cause de sa intense activité volcanique; son

atmosphère est conformée par sulfures et est légèrement majeur que celle de nôtre

lune.

Io a été découvert par Galileo Galilei le lundi 8 janvier 1610 et, avec les autres lunes de

Jupiter qu’il avait aussi découvert, c’était la première lune d’une autre planète jamais

connue. Ces découvertes portaient éventuellement à la conclusion définitive que les

planètes orbitaient autour du soleil et pas de la Terre.

C’est le corps céleste le plus actif volcaniquement du système solaire et le

premier où il s’est vu une éruption volcanique grâce à la sonde spatiale Galileo, ces

éruptions peuvent arriver aux 300 km d’altitude et accélérer jusqu’à la moitié de la

vitesse d’échappement nécessaire. Les observations de Galileo suggèrent qu’Io a un

noyau composé de fer et pourtant, un champ magnétique propre. Ses volcans

expulsent probablement du soufre liquide et des silicates fondus riches en sodium et,

comme on pouvait espérer, la débile atmosphère de ce satellite est formée par dioxyde

de soufre.

Le conjoint de forces gravitatoires crée par Jupiter, Europe et Ganymède affecte

drastiquement l’orbite d’Io, qui est une ellipse irrégulière; cette somme de forces, aussi

comme notre lune, crée des marées sur la surface qu'ils déforment son écorce avec

dénivellements de jusqu'à 100 m de hauteur, comme conséquence, l'écorce d'Io

change si rapide qu'il est inutile de la cartographier, le pas simple d'un jour ferait

n'importe quelle sa carte inutilisable.

8

En passant son orbite par le fort champ magnétique de Jupiter, Io est un énorme

générateur électrique capable de créer 400.000 volts et 3.000.000 ampères, ce courant

prend le chemin pour les parties avec moins de résistance du champ magnétique de

Jupiter en créant des aurores dans son atmosphère supérieure. Ce sont les ions ceux

qui "gonflent" la magnétosphère de Jupiter jusqu'au presque double de l'attendu.

Europe

Distance depuis Jupiter : 670.900 km

Période orbital/révolution par rapport à Jupiter : 3,55

jours terrestres

Diamètre : 3122 km

Masse : 4.80e22 kg

Découverte par Galileo en 1610

Inclination : 0,5 º

Période de rotation : 3,546 jours (synchrone avec la période orbitale)

Température de la surface : <125 K

Composition chimique : Chondrites

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Europe est une boule de roche couverte de glace découverte par Galileo Galilei en

1610, ainsi que les autres trois lunes Galiléennes. Son nom provient de la mythologie

grecque, dans laquelle l'Europe était une noble phénicienne séduite par Zeus et plus

tard nommée reine de l'île de la Crète.

Elle s'étudiait pendant 400 ans mais sa nature n'a pas été connue bien jusqu'à 1996

après être examiné par la sonde spatiale Galileo; la sonde a étudié pendant huit ans le

système de lunes de Jupiter et a réalisé 11 vols d'approche en Europe, pour éviter

qu’Europe et la sonde entrent en collision et son supposée mer souterraine se

contaminait, Galileo s’est dévié vers Jupiter en 2003 et s’est désintégrée dans son

atmosphère.

Sa surface est complètement den glace et l'influence gravitatoire de Jupiter

chauffe le noyau de la planète, cela donne assez de raisons pour que les astronomes

croient que sous la couche de glace dense de 10 à 30 kms de grosseur il y a une

énorme mer d'une eau salée d'une grosseur d'environ 100 kilomètres qui contiendrait le

presque double de le liquide que tous les océans joints de la Terre, en plus des

cheminées hydrothermales similaires à celles de la Terre. Cette activité géologique

pourrait expliquer aussi pourquoi les cratères sont si peu abondants en Europe (il y a

seulement connus 3 cratères d'un diamètre supérieur à 5 kms) puisque elle est le corps

le plus plat du système solaire, avec lieux non plus d'hautes d'une paire de centaines

de mètres, appropriés pour atterrir sans des problèmes. Ce satellite a une atmosphère

fine d'oxygène.

Europe orbite autour de Jupiter dans seulement 3 jours et demi sur une orbite

presque circulaire (excentricité 0,009). De même que les autres satellites galiléennes et

également notre lune, a un couplage de marée, c'est-à-dire que seul montre une face à

Jupiter. La distance de l'Europe à Jupiter varie déjà qui varie également son orbite.

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Ce satellite est légèrement plus petit que notre (3100 km de diamètre environ) et

le 6ème satellite plus grand du système solaire et bien qu’il est beaucoup moins dense

que ses compagnons galiléennes, ce demeure plus que tous les satellites plus petits

qu'elle combinés; ce qui conduit à déduire qu'elle a une structure similaire à les

planètes rocheux.

Une des caractéristiques les plus surprenantes de l'Europe sont ses appelée

lineae (lignes en latin), des approximations menées par la sonde Galileo ont montré que

l'écorce séparée par ces fissures se déplaçait de manière relative à un comportement

similaire à celui des fissures sous-marines de notre planète, les plus importantes de ces

lignes arrivent à mesurer 20 km de long, avec environ distinctifs bords plus sombres

entourant une zone centrale de matériel plus clair. On pense que la cause de ces

fissures visibles à la surface est à l'apparition des éruptions d'eau; de cette manière,

l'Europe révolutionné la notion de volcanisme à démontrer que la lave n'est le seul

fluide lié au même. Le satellite possède un petit champ magnétique varie à cause de

l'influence du de Jupiter.

Europe et Io sont assez similaires dans la composition des planètes terrestres:

principalement composés de roches de silicates. À la différence d’Io, toutefois, Europe

a son mince couche de glace. Données récentes de Galileo indiquent que l'Europe a

une structure interne en couches avec un petit noyau métallique.

Peut-être le plus grand problème d’Europe pour la présence humaine c'est leur

rayonnement, laquelle provient de Jupiter et l'on sait qu'il est létal lors de l'exposition à

elle pendant quelques heures. À la surface du satellite le niveau de rayonnement

équivaut à 5400 mSv (mili Sieverts) par jour, les suffisantes pour causer la mort après

un seul jour d'exposition.

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Ganymède

Distance depuis Jupiter: 1 070 000 km

Période orbital/révolution par rapport à Jupiter: 7,155 jours

Diamètre: 5276 km

Masse: 1,49e23 kg

Découvert par Galileo en 1610

Inclinaison: 0,2°

Période de rotation: 7,143 jours (synchrone avec la période orbital)

Température de surface: 128 K

Composition chimique: Noyau rocheux et manteau de

matériel léger

Ganymède est le plus grand satellite du

système solaire, plus grande que Mercure et Pluton,

possèdent aussi une couche de glace de 100 à 200

km d'épaisseur sous laquelle peut avoir une couche

d'eau liquide mais à la différence de l'Europe, sa

superficie a été constamment attaqué par astéroïdes

12

comme tout autre satellite, il ressemble à notre propre lune. Il a un léger champ

magnétique.

De même que Io, Europe et Calisto, Ganymède fut découvert par Galileo en

janvier 1610 lorsque le jour 7 croyait voir trois étoiles avec Jupiter qui étaient en fait les

4 satellites: Ganymède, Calisto et à la lumière combinée de l'Europe e Io. Après des

observations plus consacrées à chaque corps en particulier il pouvait parvenir le jour 15

à la conclusion que les 4 corps orbitaient de manière régulière autour de Jupiter.

Ganymède est la seule des lunes galiléenne qui a un nom masculin, mais c'était aussi

un amant de Zeus.

Ganymède orbite autour de Jupiter à environ 1 070 400 km et le faire dans une

semaine et 3 heures; à l'instar des autres satellites galiléennes, Ganymède à attelage

de marée. Ganymède, Europe et Io présentent un phénomène connu comme

résonances orbitaux, ce qui veut dire que le temps que chaque satellite tarde à faire

une orbite est proportionnelle au temps que mettent les deux autres satellites, dans le

schéma suivant se montrent clairement ces résonances, appelées communément

résonances de Laplace:

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La densité moyenne de Ganymède (1,936 g/cm3) amène à penser que sa

composition pourrait être de matériel rocheux et de l'eau à parts égales, de l'eau serait

glace dans la plupart, Ganymède a également un océan souterrain. La structure interne

de Ganymède semble être assez différenciée, laquelle consisterait en un noyau de fer

et un manteau de silicates, les grosseurs de chaque couche inconnus actuellement et

dépendraient de la composition des silicates et de la quantité de sulfure dans le noyau.

Les suspicions sur l'océan de Ganymède sont apparus dans la NASA à la

décennie des 70, les chercheurs ont formulé l'hypothèse que cet océan se trouverait

entre deux couches de glace, des observations ultérieures de la sonde Galileo ont

confirmé cette théorie. Une analyse publié au 2014 suggère, à partir de la

thermodynamique l'eau et les effets du sel, suggère que Ganymède puisse avoir

plusieurs océans séparés par diverses couches de glace jusqu'au manteau du satellite,

c'est un point en faveur de l'apparition de la vie puisque le contact l'eau avec la roche

est un facteur important pour le développement de la vie.

Le noyau de Ganymède est sûrement liquide, ce qui expliquerait le champ

magnétique que Galileo a détecté dans ses observations autour du satellite. Ce

domaine serait le résultat de la haute conductivité électrique créée par la convection du

noyau liquide, le rayon de laquelle on estime qu'il est de 500 km. La température du

noyau peut avoisiner entre les 1500-1700 K et avoir une pression 10 GPa (giga

Pascals).

La surface de présent présente deux types de terrain: les régions les plus anciennes

avec des cratères de couleur plus sombré et les plus récentes (mais également très

anciennes) et claires, qui présentent une grande variété de accidents géographiques,

comme nombreuses et crêtes montagneuses pas très grands.

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Saturne

Titan

Distance depuis Saturne: 1 221 830 km

Période orbital/révolution par rapport à Saturne: 15,945 jours

Diamètre: 5150 km

Masse: 1,345e23 kg

Découvert par Huygens en 1655

Inclinaison: 0,3er Période de rotation: 15,87 jours (synchrone avec la période orbital)

Température de surface: 94 K

Composition chimique de l'atmosphère: CH4 (méthane), N2 (azote), C2H6 (éthane)

pression à la surface (bars): 1,5

Composition chimique : Silicates, glace

Titan est probablement le satellite plus fascinant en

raison de sa ressemblance avec la terre initiale, il

compte avec une dense atmosphère d'azote et le

méthane et possède ce dernier élément sous forme

liquide grâce à ses faibles températures. Son

atmosphère, en outre de méthane, possède une

dense couche d'hydrocarbures, et les rares pluies

15

fréquentes remplissent les voies formant rivières soudainement qui ouvrent profonds

canaux dans les collines et aboutissant vers vastes plaines sablonneuses.

En juin 2014 la NASA a annoncé qu'il était hautement probable que l’atmosphère de

Titan était composée de matériels provenant du nuage d’Oort liés à des comètes et non

avec des matériaux provenant d'un jeune Saturne comme on croyait autrefois. Les

scientifiques ont plusieurs raisons de croire qu’il y a de la géologie active dans ce

satellite à partir de la célèbre sonde Cassini, qui en 2013 détecté changements sur la

côte du deuxième lac du satellite, Ligeia Mare, lorsqu'une petite "île" est apparue des

profondeurs et plongeait à nouveau au bout de peu de temps. Cela pourrait démontrer

que les fluides de Titan sont continuellement en mouvement; certains scientifiques

estiment qu’il pourrait s'agir d'un changement de station mais aussi visent la possibilité

d'une illusion optique causée par vagues ou émissions de gaz causées par le vent de

Titan. Le module Huygens, envoyé par la sonde Cassini, a montré voies de rivières et

masses de méthane liquide à la fois pluie de gouttes de méthane le double de grands

que sur la Terre.

Titan a été découvert le 25 mars 1655 par l’astronome néerlandais Christiaan Huygens,

inspiré par les lunes que Galileo avait découvertes en 1610.

Titan peut avoir une activité géologique et un volcanisme importance avec éruptions de

mélanges semi fondées d'eau et d'ammoniac similaires à la lave. Les vents de Titan

faisant glisser considérables mélanges de molécules organiques. Sa surface est

principalement viscose et son atmosphère a une masse d'environ 10 fois la de la Terre.

Il a été démontré à l'Université du Colorado que l'atmosphère de Titan crée composés

organiques lorsqu'il est stimulé par la lumière du soleil.

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Encelade

Distance depuis Saturne: 238.020 km

Période orbital/révolution par rapport à Saturne: 1,37 jours

Diamètre: 500 km

Masse: 8,4e19 kg

Découvert par 1789 par Herschel

Inclinaison: 0º

Période de rotation: 1,4 jours (synchrone avec la période orbital)

Température de surface: 75 k

Composition chimique: Silicates, glace

C'est l'homologue de Europe en Saturne déjà qui

possède des caractéristiques similaires à cette,

soulignant une couche de glace sous la que peut avoir

eau. Encelade est assez actif volcanique et sur la

partie sud de sa surface apparaissent continuellement

geysers composés du carbone et azote de centaines

de mètres, qui peuvent parvenir à expulser 200 kg de

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cristaux de chlorure de sodium et glace; ont été identifiés plus d'une centaine de ces

geysers, qui lissent la surface et plupart de l'anneau E du Saturne.

Encelade fut découvert par Fredrick William Herschel le 28 août 1789 lorsque utilisait le

télescope plus long du monde, seulement 1,2 m, il l'avait déjà observé 2 ans avant mais

son petit télescope de 16 cm ne pouvait pas reconnaître par leur ampleur apparente

(+11,7) et sa proximité vers le brillant Saturne.

À partir des données fournies par la sonde Cassini, une possible mer souterrain a été

découvert dans ce petit satellite, la possible mer se trouverait entre 30 ou 40 kilomètres

sous la surface de Encelade et aurait une profondeur de 7 à 10 kilomètres, équivalent à

la profondeur des océans de la Terre. Cassini a fait évident en démontrent que

Encelade à un océan avec une source d'énergie, de nutriments et molécules

organiques, que ce satellite est un potentiel candidat d'accueillir de la vie extraterrestre

ou de l’accueillir.

Encelade est le corps que plus de lumière reflète du système solaire, un chose que la

sonde voyager a révélé ainsi que quelques cratères grands sur son surface,

caractéristique qui fait supposer qu’il y a de la géologie active chez le satellite, en fait,

les irrégularités de la surface s’assainissent grâce aux geysers, Encelade a un diamètre

de 500 kilomètres. La gravité de Saturne produit des crevasses bleus dans le sud de

Encelade appelés Rayures du Tigre, une des caractéristiques les plus beaux de ce

satellite.

18

Neptune

Triton

Distance depuis Neptune: 354 760 km

Période orbitale: 5,877 jours

Diamètre: 2700 km

Masse: 2,14e22 kg

Découvert par: Lassell en 1846

Inclinaison: 165,865º

Période de rotation: 5,8 jours (synchrone avec la période orbital) Température de la

surface: 38 K

Composition chimique de l'atmosphère: N2, CH4

Triton est le satellite plus grand de Neptune, est aussi froid que même sa ténue

atmosphère d'azote, laquelle a une pression qui représente 1/70000 de la pression de

la terre au niveau de la mer, est congelée dans ses hivers. Il est également un autre

exemple de volcanisme sans lave, car elle

présente geysers d'azote gazeux atteignant

plusieurs kilomètres d'altitude, ce qui montre

que leur superficie soit relativement jeune.

Triton rote en sens contraire Neptune, une

caractéristique, conjuguée au fait que son orbite

a une inclinaison de 23° par rapport à l'équateur

Neptune rend probable que ce satellite soit en

19

réalité un corps capturé de la ceinture de Kuiper car aucune lune conventionnel

présente ces anomalies.

Triton est composé de 15-35 % de glace, a une densité est de 2,061 g/cm3 et sa

structure est divisé en une surface composée essentiellement d'azote solide et de la

glace, une nappe de glace et un noyau de Roche et métal qui occupe deux tiers de la

masse totale de Triton.

Triton a été découvert le 10 octobre 1846 par le astronome anglais William Lassell

conseillé par le également astronome John Herschel seulement 17 jours après la

découverte de Neptune, Lassell a affirmé avoir vu également anneaux environ Neptune

dont bien ont confirmé plus tard, sont trop sombres pour que les Lassell aurait vu.

Les astronomes ont découvert que la gravité de Neptune attire lentement mais

régulièrement à Triton, en ce qui dans un futur lointain le satellite se rapprochera tant à

Neptune que collapsera en morceaux, en créant un grand système d'anneaux environ

le géant bleu qui n'aura rien à envier de celui de Saturne, qui à ce moment déjà aura

perdu la grande majorité de ses anneaux.

Conclusion : le satellite plus approprié pour s'installer

Avoir étudié attentivement chacun de ces satellites m'a permis apprendre leurs

caractéristiques et enrichir ma connaissance de l'espace, après de voir les avantages et

inconvénients de chacun j’ai fini par me débâtir entre Ganymède, l'Europe et Encelade.

Le premier qui j’écarté c’est Ganymède parce que sa couche de glace est beaucoup

20

plus épaisse que la de l'Europe et le fait d'être plus éloigné de Jupiter ce fait plus

vulnérable à des astéroïdes et autres corps célestes.

Finalement, je me décante par choisir Europe devant Encelade pour deux raisons: la

taille et la distance; Europe offre plus d'eau à être plus grand et le voyage est plus

courte qu'un jusqu’à Encelade, ce qui se traduit par un voyage moins difficile et un

mineur dépense de combustible.

Pourtant, Europe a un fort rayonnement de niveaux mortels pour les personnes, ce

problème sera réglé plus loin.

21

PHASE EXPERIMENTALE

Electrolyse avec le fin de créer un environnement capable d’accueillir

la vie

Définition

L'électrolyse est une procédure l'objectif de laquelle est décomposer l'eau (H2O)

en oxygène (O2) et d'hydrogène (H2) gazeux par un courant électrique passant à travers

l'eau, le courant entraînera un afflux d'électrons qui donnera lieu à deux réactions

chimiques.

Pour obtenir oxygène et d'hydrogène il est recommandable de l’eau pure, d'un

autre mode un des gaz résultant pourrait ne pas être l'un d'eux, comme l'eau pure

conduit l'électricité 1 million de fois moins que l'eau de mer lui est souvent ajouter un

électrolyte (comme le sulfate de magnésium dans notre cas) pour accroître l'efficacité

de l'électrolyse.

Objectif

L'objectif de cette expérience est de démontrer que nous pouvons obtenir

oxygène et d'hydrogène à partir d'eau distillée, et ainsi envisager la possibilité d'une

colonie spatiale située dans un satellite avec de l'eau, avec un système d'électrolyse de

grandes dimensions pourrait soutenir la vie avec l'oxygène et saisir l'hydrogène comme

source d'énergie. Un système similaire qui voyait dans le film Total Recall (1990) mais

avec une équipe minuscule de personnes hautement qualifiées.

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Après l'expérience et si ce fonctionne diseñaré un prototype d'une colonie

spatiale à l'échelle similaire au plan.

Matériaux nécessaires, le développement, résultat et conclusion de

l'expérience

Matériaux

Tube en "u": Bien de concept simple, ce récipient arrange un problème qui se passait

au moment de l'expérience dans un bécher, il évite aux gaz formés de se combiner une

autre fois en se formant chacun d'un côté différent du tube.

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Support, noix et pinces : défendent le montage pour observer et l'étudier mieux.

Le montage résultant ressemble à ceci :

24

Eau distillée : pour obtenir oxygène à partir de l'électrolyse a besoin d'eau distillée, car

les sels présents dans d'autres types d'eau pourraient créer un gaz différente du

oxygène. L'hydrogène, au contraire, apparaît avec tout type d'eau.

Sulfate de magnésium (Mg SO4·7H2O): Bien que l'eau distillée garantit la libération

d'oxygène, est très faible conductivité à être également désionisée. Le sel sulfate de

magnésium augmente la conductivité ajoutant les ions nécessaires.

25

Phénolphtaléine : Cette substance est ajoutée à la fin d'expérience, lorsque les gaz sont

déjà en libérant. C'est un indicateur du pH de l'eau qui devient rosé si l'on ajoute à une

solution de base et incolore si l'on ajoute à une solution acide.

2 Électrodes de graphite: le graphite est le matériau utilisé plus fréquemment à

l'électrolyse en raison de leurs caractéristiques comme semi-conducteur.

26

Un montage électrique composé de deux piles 9V (l’électrolyse ne peut être effectué

qu’en courant directe) et deux câbles, reliant de façon à des électrodes feraient la

cathode et l'anode.

Le montage final ressemble à ceci :

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Développement de l’expérience

En premier lieu, on mélange l'eau et le sulfate de magnésium et on le verse dans

le tube, on met tout de suite chaque électrode dans un côté du tube; dans notre cas, le

câble rouge va connecté au pôle positif (anode) et le câble noir au pôle négatif

(cathode). Quelques instants plus tard on verra l'apparition de bulles gazeuses, cela

tient à ce que: Quand on connecte cathode à la dissolution il se produit une réaction de

réduction qui résultera en hydrogène et ions -OH.

2H2O+2eH2+2-OH

28

Quand on connecte l’anode à la dissolution il se produit l’oxydation de l’eau :

2H2OO2+4H++4e

29

Dans ce point, on verse une goutte de phénolphtaléine de chaque côté du tube

pour vérifier que surviennent les réactions indésirables: si la cathode intervient la

réduction, les ions –OH baisseront le pH de la solution et la phénolphtaléine on

reviendra rosée. Si à l'anode intervient l'oxydation, les protons H+ augmenteront le pH

de la solution et la phénolphtaléine on reviendra incolore. Tel que ainsi:

Résultat et conclusion

L'apparition de bulles gazeuses dans les électrodes positif et négatif ainsi que la

couleur l'indicateur dans chaque électrode, nous preuve que le cathode se forme

hydrogène et à l'anode se forme oxygène, c'est la preuve nécessaire pour prouver

qu'un voyage en Europe dans le but de soutenir la vie est possible.

30

L’hydrogène et ses avantages

L'autre avantage de cette hypothétique électrolyse de grandes dimensions est

qu'en dehors de utiliser l'oxygène pour soutenir la vie, l'hydrogène on peut saisir lui

donnant utilisation comme combustible pour produire de l'électricité qu'en outre de

soutenir les besoins de la colonie, il alimenterait les électrodes en faisant de l'électricité

perdue dans l'électrolyse recyclé.

Cela est possible à la suite des découvertes scientifiques qui prouvent l'utilité du

hydrogène comme combustible, il convient de rappeler que c'est un porteur, non

générateur, de l'énergie; ce qui veut dire que possède énergie chimique que comme la

plupart des combustibles fossiles actuel, on peut libérer avec un processus de

combustion.

L'avantage de l'hydrogène est qu'alors que la combustion de combustibles

fossiles dégage un gaz nuisibles tels que le CO et le CO2, l'hydrogène libère vapeur

d'eau qui peut être condensée pour obtenir de l'eau liquide ce qui ferait de ce système

d'électrolyse un système hautement efficace avec une perte minimale d'énergie et de

carburant dans son processus.

Le système d'obtention d'oxygène et de l'énergie de la colonie serait le suivant :

1. L'électrolyse crée O2 et H2, qui sont stockés dans des conteneurs.

2. Alors que l’O2 étaye les besoins de la population, l'H2 s'adresse à des moteurs à

combustion où commence un processus de production d'électricité dans lequel

l'énergie cinétique crée à partir de la combustion actionne générateurs

d'électricité.

3. La vapeur d'eau excédentaire est refroidie obtenant eau liquide, qui sera

exploitée pour renflouer la population.

31

On peut conclure que les seules pertes appréciables seraient quantités minimales

d'électricité employées majoritairement dans l'activation des bougies que pourrions

avoir la combustion et quantités également minimales d'hydrogène.

La mission : Caractéristiques générales, problèmes pour la

construction, matériel et personnel

Caractéristiques générales

Une mission spatiale de procéder à une équipe d'astronautes de vivre pour un

temps à un corps céleste sera sans doute un jalon dans l'histoire de l'humanité et ouvre

la porte vers une ère nouvelle qu'avec le passage des décennies permettra aux êtres

humains à étendre leurs frontières et dans un avenir encore plus lointain leur deviendra

une race consacrée à coloniser l'espace.

Mais actuellement, c'est une chose qu’encore appartient à la science-fiction; la

mission spatiale que j'ai soulevée ne pourrait être possible dans deux ou trois

décennies à mon avis, à l'époque c’est probable que la science ait découvert

combustibles plus efficaces (comment l'hydrogène, pour évoquer ce travail) et des

matériaux qui remplissent certaines conditions nécessaires à la survie dans l'espace

(par exemple, la résistance au rayonnement), cela peut être aussi vrai comment

incertain ainsi que j'ai essayé planifier la mission avec les ressources plus réalistes

possibles.

Cette exploit devrait être financée par de nombreux pays et prise comme un

projet à l'échelle mondiale, en outre, enquêteraient nouvelles formes d'obtenir énergie

et de la science des matériaux donnerait un grand bond. L'équipe d'astronautes serait

composé de gens très hautement qualifiées -très au-dessus d'autres astronautes et

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spécialistes- dans tous les aspects, tant formation universitaire comme préparation

physique.

À ces qualités il faut ajouter une dernière exigence à des astronautes:

préparation psychologique et sang-froid. Ce voyage serait le premier de ce type, nul ne

jusqu'à présent est parvenue au-delà de la lune et un voyage de Jupiter avec la

technologie actuelle serait un voyage extrêmement long dans lequel les astronautes

seraient isolés dans un espace petit pendant des années. Prenant comme référence les

propulseurs du dernier modèle de fusée construit par la NASA, le SLS (Space Lauch

System), qui compte environ propulseurs que lui confèrent une vitesse moyenne de

3,79 km/s et sachant que la distance de la Terre en Europe en est de 628 300 000 km

de calculer le temps de voyage : [3,79=628300000/tt=165778364.12 s=1918,73 jours]

5,26 années.

Dans cette longue période de temps, les membres de l’équipe seront obligés à

coopérer et à vivre dans un petit espace, et sans une préparation plus que nécessaire,

indispensable, son état mental on peut le voir affecté par l'isolement et le

claustrophobique environnement jusqu'au point de subir paranoïa et dans le pire des

cas, à s'attaquer à ses collègues. Un grand exemple est le long métrage Pandorum,

dans ce film, une équipe (de plus grand nombre) d'astronautes est confrontée à la

mission de voyager à l'autre planète, mais à mesure que s'écoule le voyage certains

d'entre eux sont touchés psychologiquement, ce qui le pire des cas les pousse même le

cannibalisme. Il a également été de prévoir la possibilité que ce voyage hors un voyage

sans retour. Dans ce cas, la même approche de la mission pourrait être compromise en

raison de la polémique que pourrait soulever l'abattage des astronautes au nom de la

science.

En tout cas, cette mission serait l'une des plus complexes de l'histoire de

l'humanité et lorsqu'il s'effectue, rien dans la terre ne reviendra à être de la même

manière.

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Problèmes pour la construction de la base

Bien que les résultats de l'expérience font théoriquement possible la création d'une

colonie en Europe, il facteurs problématiques qui peuvent empêcher la création de cette

colonie:

1. Les éruptions d'eau en Europe: il est constaté qu’Europe est géologiquement

active et une éruption dans la colonie la nuirait avec sévérité en outre de causer

des pertes importantes d'oxygène. Ce problème a été peut résoudre de façon

relativement simple, trouvant un lieu libre de ces éruptions, car ces sont

concentrées dans certains lieux des satellites (par exemple, les lineae de

l'Europe est le lieu où se produisent les éruptions d'eau) et de replacer dans ce

calme lieu la colonie.

2. La gravité d’Europe est très faible, beaucoup plus que dans notre lune;

exactement de 1,314 m/s2 en Europe et (7, 47 fois inférieure à la terre). Il est

constaté que la apesanteur affecte les astronautes affaiblit ses muscles à ne pas

avoir à supporter l'effort. La seule solution que l'on peut imaginer à l'heure

actuelle serait pressuriser le domaine mais je ne vois possible pressuriser la

colonie jusqu'à la gravité de la Terre car dépenserait trop d'énergie. Je conclus

que la solution finale serait pressuriser la colonie ce qui permette l'énergie (je

crois qu'un quart de la gravité terrestre, 2,45 m/s2 serait suffisante) et, comme

dans la station spatiale internationale (SSI), mettre en place une forte discipline

d'entraînement physique aux habitants de la colonie pour que ces n'affaiblisse

trop en cas de ayant de revenir à la terre.

3. Le rayonnement est l'aspect que plus d'obstacles pose. Le niveau de

rayonnement en Europe est d'environ 5400 mSv, un niveau qui tuerait à une

personne si elle était un seul jour exposée à elle selon l’echélle de Sievert.

Sachant qu'une bombe atomique cause un niveau d'absorption de rayonnement

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de 80 Gray (une mort instantanée), qui est l'équivalent de 80000 mSv, un

matériau antinucléaire comme celui qui forme un bunker est trop excessif.

La solution que je vois plus réalisable l'ai grâce au projet juin de la NASA,

un satellite à destination de Jupiter lancé par une fusée Atlas V-551 dans le

complexe de lancement 41, le Cap Canaveral, aux 12h25 du midi du 5 août

2011; avec l'objectif d'étudier son origine et son évolution. Ses instruments les

plus sensibles sont dans une chambre faite avec en titane. Au vu de ces aspects

je suis obligé de faire que la base soit protégée par une couche de titane en cas

de cette se situe en Europe, cela veut dire qu'on ne recevra soleil, mais on peut

installer panneaux solaires pour activer un système d'éclairage. Néanmoins, les

astronautes subiraient un isolement complet de ce qui les entoure, d'une manière

qui devra être installé un télescope pour faire observation et d'un système de

caméras pour surveiller toute anomalie. Il a également été placé un dôme

extérieur d'un matériau de haute résistance transparente (il plastiques renforcées

de fibre de carbone, le bore ou carbure de silicium, peuvent remplir cette

fonction) afin de permettre aux astronautes donner promenades par un temps

limité.

Mais je pense sincèrement que pour lorsque le voyage, on aura déjà

découvert un matériau qu’en outre d’être transparent, offrirá grande résistance

au létal rayonnement et aux dangers de l'espace.

Matériel

L'équipe constituerait fondamentalement d'un élément de propulsion (fusée), un

élément accueillir les astronautes (satellite couplé) et un espace extenso où devrait être

la coupole, le système de création de l'air et les appareils et équipements de recherche,

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probablement ce dernier (les deux coupoles et les appareils) doivent être envoyés dans

un autre fusée raison de l'espace qui parviendraient à occuper.

Cette liste plus détaillée précise les éléments nécessaires:

Une fusée, de préférence de combustible solide, pour économiser de l'espace. Il

est probable que deux voyages, car le matériel occupe beaucoup d'espace.

Deux coupoles: une de titane, peut être menée dans 4 pièces se fermant

hermétiquement une fois placée. Les dimensions que je considère optimales

sont un rayon de 10 mètres, ce qui se traduit par un périmètre de 31,416 m,

d'une région de 157,08 m2 et un volume de 2094,4 m2; et l'autre en un matériau

plastique de haute résistance (fibres de carbone, le bore ou silicium) afin de

permettre à un astronaute effectuent promenades spatiaux, cette dernière est 12

mètres de rayon par ce que ses dimensions sont: périmètre=37,7 m; région=

452,4 m2; volume=3619,11 m3.

Un télescope sans fil placée à l'extérieur de la coupole. Il permettra d'observer le

système solaire dans une perspective différente en outre d'offrir l'occasion

d'observer nouveaux sites plus clairement qu'un télescope terrestre.

Panneaux solaires, la quantité optimale est à mon avis de 20 panneaux

rectangulaires de dimensions de 2*2 m, serviront à alimenter le système

d'alimentation du dôme/coupole, qu'il serait opaque.

Deux conteneurs métalliques, un pour l'oxygène et l'autre pour l'hydrogène, se

situeront hors de la coupole.

Un système électrique qui comprend un générateur et câbles, feront partie du

système d'électrolyse.

Un moteur à combustion de grande taille, ce sera alimenté à l'hydrogène afin

d'actionner un autre générateur, ce système est la d'obtention d'électricité par

hydrogène.

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Des installations pour les astronautes, qui comprennent: une petite structure

pour dormir, une pour les expériences physiques, une pour les expériences

biologiques et chimiques et une zone d'entraînement pour pas souffrir des pertes

importantes de masse musculaire.

Appareils communes de missions spatiales, comme spectromètres (de plasma,

lumière infrarouge, ions et de particules, etc.), compteurs de poudre cosmique,

magnétomètres (mesurent le champ magnétique), instruments de mappages et

photographie, radars, etc.

Personnel

Les personnes qui sont envoyées à cette mission auront des qualifications et un

entraînement par-dessus tout le reste de spécialistes. Dans une mission spatiale,

chaque spécialiste est affecté à un poste; de plus a moins autorité les postes sont:

Commandant/e: Le commandant/e de la mission, est l’intégrante le plus

important de l'équipe. C'est le capitaine du navire et prend critiques décisions en

temps réel au bénéfice de l'équipe et en coordination avec le contrôle de la

mission. Il doit avoir de la formation en carrières comme l’aéronautique, la

physique, ou les mathématiques et de l’expérience, unes 1000 heures de vol.

Pilot/e : Le pilote est la main droite du commandant, ce qui concerne le contrôle

et la gestion de l'engin. Un pilote doit avoir la même instruction aéronautique en

physique, mathématiques et surtout dans l'industrie aérospatiale comme le

commandant, mais, dans un degré relativement plus faible que le. Toutefois, le

pilote, ne prend aucune décision concernant la mission en soi et seul se limite à

des opérations et manœuvres cruciales.

Spécialistes de mission: Les spécialistes mènent des travaux techniques à la

mission. Leurs champs d'action ce sont des expériences médicales, biologiques,

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les questions techniques, installation de composants, marche à pied extra

véhiculaires (EVA), l'entretien des aéronefs, entre autres et diverses fonctions de

procédures de sécurité, opérations et manœuvres, de programmation de l'activité

de l'équipage, et jusqu'mesures personnelles comme la consommés repas et la

toilette. En d'autres termes, ils doivent avoir connaissance non seulement en

sciences comme la mathématique, physique, chimie, biologie ou aéronautique,

mais en outre, elles doivent aussi savoir des opérations de à bord,

réglementations et protocoles et, surtout, de la technologie des instrumentales et

des éléments qui constituent la charge de la mission. En raison de la complexité

de ses fonctions, pas tous les spécialistes de la mission ne sont égaux.

Les spécialistes nécessaires représenteront branches élémentaires de la science,

dans cette liste précise:

Un/e physique: Son travail consistera à expérimenter comme les

phénomènes de physique (gravité, pression, rayonnement) changent dans un

environnement non terrestre. Il sera également chargé de superviser les

constructions et son intégrité, ainsi qu'il est recommandé de tenir notions

d'architecture.

Un/e chimique: Cette personne travaillera avec les conclusions des

expériences du physique/a, à partir des résultats des expériences de ce, le

chimique/à étudiera comment touchant les êtres vivants les changements

survenus dans un environnement non terrestre. Il a également d'avoir une

formation en médecine, ainsi serait le personnel de santé de la mission.

Un/e ingénieur mécanique: Il sera vitale pour les opérations d’installation des

structure et encore plus important donné qu’il sera la personne en charge du

système d’électrolyse et obtention d’énergie à partir de l’hydrogène. Il est

recommandé de combiner sa formation avec de l’expérience comme pilote

pour qu’il soit candidat à cet poste.

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Un/e ingénieur informatique : Il/elle sera en charge de surveiller toutes les

opérations électroniques, comme les systèmes énergétiques et le télescope

et cameras. donc c’est une pièce indispensable dans la mission.

Un dernier spécialiste qui peut être de n’importe quelle des antérieurs

spécialités, il/elle serait un auxiliaire dans la mission.

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Conclusion

Ce travail a été pour moi une source d'inspiration et d’apprentissage et m'a appris lors

de leur réalisation beaucoup de choses sur notre système et de ses satellites. Il m'a

donné l'occasion d'enquêter sur un projet qui signifierait qu'un grand changement dans

les êtres humains comme c'est un voyage a un satellite et le défi de vivre dans l'espace

extérieur; en utilisant des techniques, méthodes et matériels novateurs qui seraient

utiles pas seulement dehors, mais dans la Terre et en un futur que je vois certainement

proche.

Au long de ce travail, je me suis demandé une question : Est-il possible de vivre dehors

la Terre ? Ben, après tout ce chemin ; je suis certain que oui, mais pas en ce moment.

On ne peut pas aborder cette mission aujourd’hui simplement parce que la science n’a

pas les moyens, elle n’a pas avancée autant que ça. En plus, une mission de ces

caractéristiques demanderait une coopération de toutes les nations qui n’existe pas

aujourd’hui, le monde es trop compétitif aussi et cela ne porte que des problèmes.

Les êtres humains sont capables de survivre dehors la Terre. Ses os et ses muscles ne

se dommage sérieusement a l’espace, en fait, c’est le rayonnement le plus grande

problème.

Pour terminer, je prouvé qu’Europe était le satellite le plus abéquée pur accueillir la vie,

elle est assez grande et a surement plus que le double d’eau que tous les océans de la

Terre combinées, elle est plate et a de vues qu’on peut rêver sur, une fois que son

majeur problème, le rayonnement, soit réglée, Europe sûrement deviendra un futur lieu

d’intérêt pour établir les bases de l’humanité coloniale.

Ce travail n’est qu’un montant d’idées et hypothèses qui ne peuvent pas être

constatées à ce moment. Mais j’espère qu’un jour humanité et la science peuvent

essayer de se lancer vers l’infini.

40

Bibliographie des données recueillies

Documentaires:

Série “How the Universe works” de Discovery Channel; Lunas. Produit en 2010

Série “El universo, el comienzo de la historia” de Canal de Historia; Saturno, el señor de

los anillos. Produit en 2007

Serie “El universo, el comienzo de la historia” de Canal de Historia; Júpiter, el planeta

gigante. Produit en 2007

Livres y magasines

Susaeta; Atlas del cielo

National Geographic España; Décembre 2006

National Geographic España; Juillet 2014

Salvat; Sol, lunas y planetas; Erhard Keppler; 1995

Web

http://en.wikipedia.org/wiki/Europa_(moon)

http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Jup_Europa

http://nineplanets.org/europa.html

http://www.solarviews.com/eng/europa.htm

http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Jup_Ganymede

http://nineplanets.org/ganymede.html

http://www.solarviews.com/eng/ganymede.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Triton_(moon)

41

http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Nep_Triton

http://nineplanets.org/triton.html

http://www.solarviews.com/eng/triton.htm

http://www.inifta.unlp.edu.ar/extension/Hidrogeno.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetosphere_of_Jupiter

http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetosphere_of_Saturn

http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_neutrones

http://www.nasa.gov/mission_pages/juno/main/index.html#.VEU9VYF_uSo

http://www.nasa.gov/mission_pages/juno/multimedia/pia13260.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Dosis_absorbida#Unidades_antiguas

http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Launch_System#Design_and_development

http://www.nasa.gov/exploration/systems/sls/#.VE6e5PnF9UU

http://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1sticos_reforzados_con_fibras#Fibra_de_carbono

Presse écrite

La Vanguardia; vendredi 4 abril 2014; pages 22 y 23

La Vanguardia; mardi 24 juin 2014, page 23

42

Glossaire

Chondrite: Météorites rocheux qui contiennent des compostes vitales pour l’étude de la

vie.

Fusée à combustible solide: Fusée où les éléments carburant (combustible) et

comburent (matériel inflammable, oxygéné) sont déjà combinés. Pour ceux qui le des

connaissent ; l’absence de l’air à l’espace extérieur oblige a que le carburant soit

accompagnée d’un matériel inflammable, le comburent, pour faire possible la

combustion.

Gray (Gy) : Unité de mesure de dose absorbée de rayonnement.

Oxydation (chimie) : Procès dans lequel un élément chimique (atome, molécule ou

ion) perd des électrons.

Réduction (Chimie) : Procès dans lequel un élément chimique (atome, molécule ou

ion) gagne des électrons.

Rad : Ancienne unité de mesure de dose absorbée de rayonnement. Elle a été

substituée par le Gray. 1 rad= 0,01 Gy

Rem : Ancienne unité de mesure de dose équivalente et de dose effective. Elle a été

substituée par le Sievert (Sv). 1 rem= 0,01 Sv

Sievert (Sv) : Unité de mesure de dose équivalente et de dose effective. Elle a une

échelle qui mesure les effets sur l’homme selon la quantité de Sv absorbées dans un

même jour :

43

Quantité de radiation accumulée en

Sv

Effets en une personne en un jour

0-0,25 Sv Nul effet

0,25-1 Sv Quelques personnes souffrent de la

nausée et perte d’appétit, elles

peuvent souffrir des dommages en

la moelle osée, les ganglions

lymphatiques ou la rate.

1-3 Sv Nausée de sévérité variable, perte

d’appétit, infection (le rayonnement

réduit le numéro de globules blancs,

donc l’organisme es plus vulnérable a

les infections), perte de moelle osée

de majeur sévérité, ainsi que des

dommages aux ganglions

lymphatiques et dans le rate avec une

récupération seulement probable.

3-6 Sv Nausée sévère, perte

d’appétit, hémorragies,

infection, diarrhée,

desquamation, stérilité, et la mort si

on le traite pas.

6-10 Sv Même symptômes, plus le détériore

du système nerveux central. Mort

probable.

Plus de 10 Sv Paralyse et mort assurés.

44

Vélocité d’échappement : Vélocité nécessaire pour sortir d’un corps céleste.

Directement liée à sa gravité et exprimée avec la formule

où dans cette formule développée G est la

constante gravitationnelle universelle ; M est la masse du corps et r est communément

le rayon du corps, dans la formule simplifiée g est la gravité et r le rayon. Exemple : La

vélocité d’échappement de la Terre est ve=√9,81*6371000=7905.66 m/s 7,9 km/s

ou 28440 km/h

Formules de la circonférence et de la semi sphère

Périmètre : P=π*r

Région : A= (π*r2)/2

Volume : V=2/3*π*r3