DNB 2025MétropoleCorrigé complet

Mission Alpha de Thomas Pesquet (ISS)

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences8 questions

Notions BO couvertes

T1.1·Espèces/mélanges/solubilité/masse volumique/changements d'état T1.2·Transformations chimiques (combustions, équations bilan, conservation)T1.3·Atomes/molécules/ions/modèles T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié

PDF du sujet officiel

Le 23 avril 2021, le spationaute français Thomas Pesquet a décollé pour sa deuxième mission à bord de l'ISS, la station spatiale internationale. Lors de cette mission, nommée Mission Alpha, il était chargé de mener de nombreuses expériences.

D'après cnes.fr et agences-spatiales.fr

1.Mousses protectrices innovantes

Toute expérience qui s'envole pour l'ISS est empaquetée à l'aide de mousses protectrices. Les expériences Renewable Foam et Edible Foam proposent l'utilisation expérimentale de matériaux de protection réutilisables, biodégradables ou comestibles, pour remplacer les traditionnelles mousses pétrosourcées* inutiles une fois à bord de la station.
* pétrosourcé : issu de la chimie du pétrole

Question 1

2 pts

T1.1

Citer deux avantages des matériaux innovants présentés.

2.Le recyclage de l'eau dans l'ISS

À bord de l'ISS, un système récupère les eaux usées (transpiration, respiration et urines des astronautes) et les purifie. Une partie de l'eau purifiée est électrolysée : le passage d'un courant électrique dans l'eau aboutit à la formation de dihydrogène gazeux et de dioxygène gazeux. Le dioxygène est alors injecté dans la station pour en renouveler l'air.

Question 2a

3 pts

T1.3

Indiquer, en donnant un argument, si le dioxygène est un atome ou une molécule.

Question 2b

3 pts

T1.2

L'équation de la réaction est :

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

Choisir la proposition correcte et justifier :

P1 : 2 kg d'eau forment 2 kg de dihydrogène et 1 kg de dioxygène.
P2 : 2 kg d'eau forment 0,22 kg de dihydrogène et 1,78 kg de dioxygène.
P3 : 2 kg de dihydrogène et 1 kg de dioxygène forment 2 kg d'eau.

3.Les matériaux dans l'ISS

L'aluminium est un matériau utilisé dans la fabrication des parois des différents modules de l'ISS du fait de ses propriétés intéressantes, comme par exemple sa masse volumique.

Tableau des masses volumiques : acier 7,9 g/mL · aluminium 2,7 g/mL · titane 4,5 g/mL — Masses volumiques de quelques matériaux (g·mL⁻¹).

Pour vérifier la valeur de la masse volumique de l'aluminium, on réalise l'expérience schématisée ci-dessous en utilisant un cylindre d'aluminium.

Schéma de l'expérience : cylindre d'aluminium pesé (m = 40,5 g) puis immergé dans une éprouvette d'eau passant de V₁ = 50 mL à V₂ = 65 mL — Mesure de la masse (m = 40,5 g) et du volume par déplacement d'eau (V₁ = 50 mL et V₂ = 65 mL).

Question 3a

3 pts

T1.1

Classer dans l'ordre les cinq étapes de la démarche expérimentale :

A. Plonger délicatement le cylindre dans les 50 mL d'eau.
B. Mesurer la masse m du cylindre à la balance.
C. Mesurer le volume V₂ de l'ensemble cylindre + eau.
D. Calculer le volume du solide en soustrayant V₁ à V₂.
E. Remplir l'éprouvette avec V₁ = 50 mL d'eau.

Question 3b

4 pts

T1.1

En utilisant les mesures (m = 40,5 g ; V₁ = 50 mL ; V₂ = 65 mL), vérifier que la masse volumique ρ du cylindre est bien celle de l'aluminium. Détailler les calculs.

Question 3c

2 pts

T1.1

En comparant les données du tableau, expliquer le choix de l'aluminium pour la fabrication des parois des modules de l'ISS.

4.« 16 levers de Soleil »

Sur Terre, une personne immobile ne peut pas voir plus d'un seul lever de Soleil par jour (soit 24 h). Lors de sa première mission à bord de l'ISS, la mission Proxima, Thomas Pesquet a participé à la réalisation d'un documentaire intitulé : « 16 levers de Soleil ».

L'ISS parcourt environ 42 700 km pour effectuer le tour complet de la Terre à une vitesse constante et égale à 28 000 km/h.

Schéma de la trajectoire de l'ISS autour de la Terre, avec le Soleil à gauche — Trajectoire (quasi circulaire) de l'ISS autour de la Terre, schéma non à l'échelle.

Question 4a

3 pts

T2.1

Choisir deux adjectifs et rédiger une phrase pour caractériser le mouvement de l'ISS autour de la Terre. Justifier l'emploi de ces deux adjectifs.

Rectiligne, Circulaire, Accéléré, Uniforme, Ralenti

Question 4b

5 pts

T2.1

Expliquer, grâce à un raisonnement et des calculs, la signification du titre « 16 levers de Soleil ». Détailler les calculs.

Méthodologie

Chaque corrigé suit une méthodologie de rédaction rigoureuse, avec formule littérale annoncée, étapes de calcul détaillées et phrase de conclusion explicite. Idéal pour s'entraîner à rédiger comme attendu au DNB.