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COMENIUS : COMMENT VIVRE DANS l'ESPACE.

COMENIUS : COMMENT VIVRE DANS l'ESPACE.
Centre intérêt N°3 programme technologgie cinquième
FCASSORE

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Ci3 a7 svt besoin vie dans espace Ci3 a7 svt besoin vie dans espace Document Transcript

  • VIVRE DANS LESPACE TU DOIS COMPLETER CETTE FICHE EN SUIVANT LA PRESENTATION DE LEUR TRAVAIL PAR TES CAMARADES.1. Quels sont les besoins des êtres vivants ? Quels sont les besoins des astronautes dans lespace ?2. Quest-ce-que les astronautes emportent dans lespace pour respirer ?3. Combien deau doit boire un astronaute chaque jour ?4. Comment font les astronautes pour disposer de suffisamment deau pendant leur mission?5. A partir de la liste des aliments, cites en 3 qui respectent toutes les contraintes.6. Comment les astronautes font ils pour produire de la nourriture dans lespace ?7. Explique comment font les astronautes pour se laver.8. Quest-ce-qui fournit lénergie dans la station ? Pourquoi ?9. Quelles sont les modifications que subit le corps humain dans lespace ? Donne trois façons de faire de lexercice enapesanteur. Pourquoi-est-ce important ?10. Quest-ce qui permet aux astronautes de renouveler lair de la station? Quels sont les besoins dun astronaute ?11. Complète le schéma en indiquant en rouge le circuit de retraitement de leau, en bleu celui des déchets et en vertcelui de lair.
  • La NASA et lagence spatiale russe ontpassé plus de quarante ans à résoudre lesproblèmes de vie dans lespace. Pouvez-vous concevoir un habitat humain aussi bonque la nouvelle Station spatialeInternationale ?Au début une station spatiale, cest juste une boite en aluminium. Il faut la rendre habitable. Lastation spatiale doit permettre de vivre et travailler pendant plusieurs mois.
  • I. besoin vital :respirer !Lespace est vide - il ny a simplement aucun gaz là-bas donc pas dair! Vous pouvez seulementretenir votre souffle pendant quelques minutes, même pas le temps dêtre en orbite . Unastronaute consomme environ 15 litres dair par minute. Quel volume est consommé chaque jourpar trois astronautes ? _______________________________________Quapporteriez-vous dans lespace pour respirer ?Ecris le nom de ces 3 gaz présents dans latmosphère de la Terre sous leur image: ________ _________ ________Le dioxygène et le diazote sont les deux gaz principaux de lair que nous respirons. Un mélange dediazote et de dioxygène est moins dangereux que du dioxygène pur, car le dioxygène estfacilement inflammable.Doù provient le CO2 : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____________________________________________________________________________________________________La station doit être complètement indépendante de la Terre – Il ny a pas de navette régulière pourapporter des provisions avec des fruits frais ou lair frais. Un seul vol par an est possible. Lair dansles réservoirs de stockage ne durera pas longtemps. La NASA utilise depuis le début des volsspatiaux des épurateurs pour enlever le dioxyde de carbone de lair. Ces dispositifs filtrent laircomme votre four ou le filtre du climatiseur dune voiture. Mais des épurateurs à CO2 ne créent pasde dioxygène. Ils enlèvent juste le dioxyde de carbone. Pour des missions à long terme, lesastronautes ont besoin de dioxygène frais pour survivre.Lors de la respiration, tous les êtres vivants absorbent du dioxygène et rejettent du dioxyde decarbone. Les plantes vertes, elles, en plus de respirer, sont capables en présence de lumièredutiliser le dioxyde de carbone et de produire du dioxygène quelles rejetent.Cest pourquoi les grandes forêts comme la forêt tropicale humide dAmazone sont appelées "lesPoumons de la Planète." Les plantes peuvent donc être les poumons de la station spatiale. 1 m2 de plante renouvelle 800 litres dair par jour. Quelle surface de plantation est nécessaire pourrenouveler lair de la station spatiale pour trois astronautes ? _______________________________________
  • II. Besoin vital : BoireChacun a besoin deau potable pour survivre plus dun jour ou deux. Mais leau est très lourde - etcela coûte 10,000 $ pour envoyer une charge utile de 500g dans lespace. Les guides de survierecommandent de boire 5 litres deau chaque jour lorsque lon travaille ou que lon marche enplein air. Deux litres sont plus que ce que vous buvez probablement pendant la journée, maislapesanteur déshydrate les astronautes car elle augmente le fonctionnement des reins et donclélimination de leau dans les urines.Combien deau doit boire un astronaute chaque jour ? (Entoure la bonne réponse) 25 cL, 50cL, 1 L , 2L, 5LQuelle quantité deau est consommée par trois astronautes en un an ? _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ __On ne peut pas emporter toute leau dont les astronautes ont besoin pour vivre dans lespacependant un mois ou plus. Comment fournir plus deau ?Les comètes sont des amas deau gelée, mais il faut dabord les attraper. Peu passent près de laTerre, donc il faudrait voyager loin pour capturer une comète. Pendant de nombreuses années, laNASA a produit de leau en combinant lhydrogène et loxygène dans une pile à combustible,utilisant un processus appelé lélectrolyse. Les piles à combustible produisent non seulement deleau potable, mais elles produisent aussi de lélectricité. Le recyclage de lurine en eau douce peutsembler dégoûtant, mais cest une grande source deau. Cest parfaitement sain et certainespersonnes disent que cela a meilleur goût que leau du robinet! On peut aussi recycler dautreseaux usées (douches, lavage de main, préparation alimentaire, la transpiration).A ton avis quelle est la meilleure solution pour produire de leau dans la station ? _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ __Comment peut-on sy prendre ? _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ __
  • III. Besoin vital : MangerPersonne ne veut souffrir de la faim dans lespace! Mais de quelle quantité de nourriture a-t-onbesoin chaque jour ?Quelle quantité dénergie moyenne est nécessaire pour un homme adulte sur Terre? _____________________________ ______Un astronaute adulte a besoin denviron 12 540 kilojoules chaque jour. Cest plus que nécessairesur la Terre, mais les astronautes travaillent dur dans lespace ! Quel est le meilleur menu ? Lesbesoins des astronautes pour un repas sont les suivants :4180 kilojoules / 50 grammes de protéine / 120 grammes de glucides / 30 grammes de lipidesSélectionnez dans le tableau ci-dessous les aliments les plus adaptés (coloriez les cases). Noubliezpas que les astronautes vivent en apesanteur ! Proteines Glucides Lipides kJ (g) (g) (g) Poulet grillé 1254 34 0 15 Beignets de poulet 1338 13 30 17 Pommes de terre vapeur 627 3 31 0 Sandwich 1672 16 50 16 Cocktail de fruits 293 0 19 0 Melon 205 1 11 1 Barre energétique 1045 10 45 6 Barre de chocolat 627 2 23 8 Gateaux secs 1672 1 11 4 Soda 627 0 0 0 Lait 334 8 11 1 TOTALIl nest pas possible demporter assez de provisions dans lespace. Les astronautes cultivent doncdes plantes dans la station dans des jardins hydroponiques. Quest-ce-quune culturehydroponique ? _____________________________ ______Les cultures hydroponiques grandissent plus rapidement, ont besoin de moins despace, produisentplus de nourriture, utilisent moins de substances nutritives, purifient leau, utilisent le dioxyde decarbone et produisent du dioxygène. Sachant qu 1m2 de culture hydroponique produit 627 000 kJ,quelle surface est nécessaire pour trois astronautes ?Ce que lon mange est presque aussi important que la quantité que lon doit manger. A ton avisquelles sont les plantes que lon doit planter dans un jardin hydroponique dans lespace? _____________________________ ______
  • IV. Besoin vital : Gérer les déchetsBien sûr, le fonctionnement du corps entraine la fabrication de déchets quil faut éliminer (CO 2 maisaussi aliments non digérés = excréments et déchets éliminés par les urines fabriquées par lesreins) Les WC que lon trouve sur Terre ne fonctionnent pas, puisquil y a besoin de la gravité de laTerre.Alors comment iriez-vous aux toilettes dans lespace (entoure la bonne réponse)?Que deviennent les déchets du fonctionnement du corps sur Terre ? _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _Les astronautes portent vraiment des vêtements absorbants jetables ou des couches pendant lessorties dans lespace. Mais à lintérieur de la station spatiale, ils seraient trop volumineux etinconfortables. Les toilettes de la station spatiale fonctionnent comme un aspirateur : il fautsassoir sur le siège daisance, faire glisser deux barres capitonnées sur vos cuisses pour vousmaintenir sur le siège. Le vide aspire les déchets dans un sac en plastique. On met le papiertoilette dans le sac et on le scelle. La machine compresse le sac et le stocke ensuite jusquà cequune navette puisse le ramener sur terre. Lespace nest pas une décharge ! Il faut stocker lesdéchets jusquà ce quune navette puisse les remporter sur terre. Lespace peut transformer un sacde déchets en une menace dangereuse, un caillou gelée qui pourrait endommager un autrevaisseau spatial. Les scientifiques étudient toujours comment faire cuire les déchets pour produiredes gaz combustibles utilisables pour la propulsion.
  • V. Besoin vital : Produire de lénergie pour faire fonctionner la stationLes toilettes ont besoin délectricité pour fonctionner comme beaucoup dautres choses sur lastation spatiale : les systèmes de refroidissement, les filtres à air etc .Donnent trois exemples dappareils vitaux qui ont besoin dénergie électrique pour fonctionner _____________________________ ______Les systèmes de la station ont besoin dune puissance denviron un kilowatt pour chaqueastronaute.Lénergie solaire est une grande source dénergie : cest gratuit, efficace et disponible à linfini ! .Les piles nucléaires sont légères, compactes et fonctionnent sur une longue période de temps.elles sont utilisées sur beaucoup de sondes robot comme Voyager et Cassini. Mais quelquespersonnes sinquiètent dun risque daccident qui enverraient les radiations dans latmosphère de laTerre. Les batteries sont essentielles à bord de la station spatiale. Les batteries sont trèsvolumineuses et lourdes et les besoins dénergie les vident vite. Les batteries sont parfaites pourstocker lénergie. Les piles à combustible ont longtemps été des sources dénergie importantes desvaisseaux spatiaux (missions des Gémeaux dans les années 1960). Mais comme pour les moyeursà essence, il faut apporter le carburant (lhydrogène et de loxygène).A ton avis quest-ce qui fournira lénergie de la station ? (entoure la bonne station) • Batteries : Un kilogramme de batteries produit 0,05 kilowatts • Piles à combustible : Un kilogramme de piles à combustible produit 0,70 kilowatts • Nucléaire : Un kilogramme de piles à combustible produit 0,03 kilowatts • Énergie solaire : Un kilogramme de cellules solaires produit 0,10 kilowatts • Energie fossile : Un kilogramme dessence produit 0,06 kilowattsDe combien en a t-on besoin pour fournir toute lénergie de la station ? _____________________________ ______ _____________________________ ______
  • VI. Les autres besoinsLapesanteur rend certaines choses plus difficiles à faire que sur Terre (comme aller à la salle debains), mais en facilite dautres comme le déplacement ou le levage dobjets lourds. Trop de tempspassé dans lespace modifie le rythme cardiaque, la répartition du sang dans le corps (il monteplus facilement au cerveau doù un gonflement du visage), augmente lélimination de lurine etaffaiblit les os et les muscles car lapesanteur diminue le travail des muscles des jambes. Lescosmonautes utilisent alors régulièrement un caisson qui favorise le retour du sang dans lesmembres inférieurs et doivent sexercer régulièrement.A ton avis quels sont les exercices et appareils les plus adaptés à la vie dans lespace ? _____________________________ ______Quelles précautions doit-on prendre ? _____________________________ ______La NASA exige des astronautes sur la station spatiale quils sexercent pendant deux heureschaque jour. Tant dexercices peut donner chaud et mettre en sueur, il faut donc se laver ensuite.Mais en apesanteur, leau forme des gouttelettes qui dansent autour de la salle de bains et mêmeentrent dans votre nez. Comment rester propre dans lespace ?A ton avis quelle est la meilleure solution pour se laver dans lespace ? (entoure la bonne réponse)Faire une toilette à léponge / Prendre une douche ultrasonique / se doucher avec masque pouréviter davoir de leau dans les yeux et le nezEn regardant limage explique la marche à suivre pour se laver dans lespace : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _