Comment les lois de Newton sont-elles utilisées lors de l’atterrissage de la mission Persévérance sur Mars ?

« Comment les lois de Newton sont-elles utilisées lors de l’atterrissage de la mission Persévérance sur Mars ? Intro : Le 30 juillet 2020, fut lancé l’astromobile Persévérance ayant pour objectif d’atteindre Mars pour l’explorer dans le but de rechercher des sites ayant pu abriter des formes de vie.

Celui-ci s’est posé sur cette même planète le jeudi 18 février 2021.

Cet événement peut donc nous amener à nous questionner sur comment les lois de Newton sont utilisées lors de l’atterrissage sur Mars, en particulier lors de la phase 5 de l’atterrissage, celle-ci permettant de décrire tout mouvement depuis déjà plus de 300 ans.

Nous allons donc commencer par la description de la phase de l’atterrissage.

Puis nous continuerons avec l’utilisation de la première loi de Newton avant de finir avec l’utilisation de la loi de Newton sur la force de gravitation. 1ère partie : Lors de cette mission, la phase 5 de l’atterrissage est la phase durant laquelle une grue commence à descendre l’astromobile.

Tout au long de cette phase, la grue doit rester pratiquement immobile.

Pour cela, la vitesse très faible doit rester parfaitement constante.

Or, l’ensemble grue + astromobile devrait tomber à cause de la force de gravité.

Il y a donc des moteurs fusés qui entrent en action pour stabiliser l’astromobile et permettre la descente à une faible vitesse entre 10km et 20m d’altitude.

Seulement 4 moteurs fusés sont allumés sur les 8 car les 4 moteurs placés sur l’intérieur risqueraient d’endommager l’astromobile. L’atterrissage final se fait donc à une vitesse de 3km/h.

Or pour calculer la force que doit exercer un de ces moteurs durant cette phase, on a besoin de deux lois de Newton : 2ème partie : Durant cette phase 5, pour le système étudié, on doit avoir une vitesse constante, c’est-à-dire Or d’après la première loi de Newton qui est le principe d’inertie, pour un système donné, étudié dans un référentiel galiléen, si l’accélération du système est nulle : cela implique que la somme des forces qui lui sont appliquées est nulle : Les forces appliquées à ce système sont les forces de frottement, le poids P et la poussée F des 4 moteurs fusés mais nous allons négliger les frottements car la vitesse est presque nulle durant cette phase et car sur Mars l’atmosphère est presque inexistante.

On peut donc calculer la force. »