EXERCICE III Des images venues de Mars (5 points
Bac S Asie 2014.
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Bac S 2014 Asie CALCULATRICE INTERDITE Correction © HYPERLINK "http://labolycee.org" http://labolycee.org
EXERCICE III Des images venues de Mars (5 points)
1.
JUSTIFICATIONS (non demandées ici) :
1) Le réseau DSN est le réseau terrestre dantennes de réception. Un signal directement envoyé par Curiosity vers la Terre devra parcourir la distance Terre-Mars (entre 1000×105 km et 4000×105 km ) à la vitesse de la lumière :EMBED Equation.3 donc EMBED Equation.3
Prenons d = 3000×105 km pour faire un calcul (calculatrice interdite)
EMBED Equation.3 (c étant exprimée en km.s-1, on garde d en km)
2) La fréquence des UHF est 400 MHz tandis que la fréquence des SHF est 8,4 GHz.
Or la longueur donde EMBED Equation.3et la fréquence EMBED Equation.3 dune OEM sont liées par la relation : EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 et EMBED Equation.3 sont inversement proportionnelles : EMBED Equation.3 donc EMBED Equation.3
3) 250 Mbit sont transmis à chaque passage du satellite MRO (doc.1).
Or une image correspond à environ 2 millions de pixels codés en 12 bits (doc.2).
Le nombre dimages transmis est donc : EMBED Equation.3
4) Une image RAW est codée en 12 bits tandis quune image RVB est codée en 3×8 bits soit 24 bits. (doc.3)
5) Il suffit de faire le raisonnement pour une seule couleur car les valeurs proposées sont très différentes les unes des autres. Voici 3 propositions de réponse :
Il sagit dun pixel bleu (B) donc on attribue à la couleur bleue le nombre EMBED Equation.3 arrondi à 1. (il y a très peu de bleu)
Cela est suffisant pour répondre car les autres valeurs proposées sont 133 et 251.
Pour le vert, Il faut faire la moyenne des pixels voisins (2243 ; 2242 ; 2233 ; 2237) soit des valeurs très proches dont les valeurs RVB sont déjà données pour 2 dentre elles (139 et 140) donc la valeur de 140 est cohérente (les autres valeurs proposées étant 255 ou 12)
Pour le rouge, Il faut faire la moyenne des pixels voisins (3282 ; 3153 ; 3025 ; 3198) soit une moyenne denviron 3100 soit une valeur RVB légèrement supérieure à 189 (correspondant à 3025 en RAW) : 198 convient (les autres valeurs proposées étant 21 ou 50)
2. Les cases du tableau numérique (doc. 3 RVB) montrent une faible valeur pour le bleu et des niveaux élevés pour le rouge et le vert (avec une valeur légèrement supérieure pour le rouge). La synthèse additive montre quun mélange de rouge et de vert donne du jaune qui sera ici orangé du fait de la dominance du rouge.
3. Le rapport EMBED Equation.3 lors de la conversion RAW vers RVB provient du fait que le format RAW est codé en 12 bits soit 212 = 4096 valeurs possibles et que le format RVB est codé en 3×8 bits soit 28 = 256 valeurs possibles pour chaque couleur.
4.
5. Le débit binaire étant la quantité de données numériques par unité de temps : EMBED Equation.3
Curiosity transmet, à MRO, 250 Mbit en environ 500 secondes donc : EMBED Equation.3
6. Les données recueillies par le Rover peuvent être transmises directement vers la Terre mais le débit est alors très faible (3,5 kbit.s-1) et la durée de transfert est donc très longue (20 heures pour transmettre 10 images).
Il faut donc privilégier le transfert des données par lintermédiaire du satellite MRO dont le débit binaire est en effet plus élevé (2 Mbit.s-1).
COMPLÉMENTS pour la question 6
À cause de la rotation de Mars sur son axe propre, Mars « tourne souvent le dos » à la Terre, entraînant le rover avec elle. Le rover quitte le champ de vue terrestre et ne peut plus émettre directement vers la Terre.
De plus, le rover ne peut transmettre directement vers la Terre que quelques heures par jour à cause de limitations de puissance et de conflits avec dautres activités planifiées, même si la Terre est en vue.
Les satellites (MRO et Mars Odyssey éventuellement) peuvent envoyer plus dinformations vers la Terre, à la fois car ils la « voient » plus longtemps (environ 16 h/jour) mais aussi car ils disposent de plus de puissance et dantennes plus grandes que le rover.
Comme les satellites sont juste entre 257 et 400 km au dessus de la surface Martienne, le rover na pas besoin de "crier aussi fort (ou utiliser autant dénergie pour envoyer un message) vers les satellites que vers les antennes terrestres.
Daprès HYPERLINK "http://mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/communicationwithearth/" http://mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/communicationwithearth/(en anglais)
TA
TN
EM
(lumière)
EM
EM
EM
