Construction d'une maquette en trois dimensions
de la constellation du Lion
Construction de la maquette
Pour commencer, plusieurs cartes du champs sont distribuées de
manière à pouvoir faire découvrir aux enfants la
constellation. Ces cartes peuvent être aisément créées
à partir d'un logiciel de planétarium comme Voyager ©
ou RedShift ©. Une séquence de découverte peut commencer
par la carte avec uniquement les étoiles et la question: "trouvez
où se cache le lion?". À l'aide de la signification de chaque
nom, les enfants pourront dessiner le lion (quoique le front, le nez et
le coeur soient bizarrement placés ; mais rien n'empèche
de faire un dessin cubiste...).
Une maquette à 3 dimensions de la constellation est ensuite construite
pour montrer aux élèves que le dessin n'est qu'une illusion
due à la projection des étoiles sur la sphère céleste.
Le matériel nécessaire pour la maquette est décrit
au début du TP. Il faut commencer par imprimer l'image de la constellation
du Lion et l'agrandir au format A3 avec une photocopieuse, puis la coller
sur le petit carton.
Voici une telle carte à imprimer, créée
avec le logiciel Voyager © : 
Sur le grand carton, fixer la position du Soleil à
environ 1 cm du milieu d'un des petits côtés. Tracer des
traits radiaux centrés sur le Soleil correspondant au pas de grille
des angles horaires dessinés sur la constellation (5 degrés
sur l'image fournie). Placer ensuite le petit carton portant la constellation
perpendiculairement au grand carton de manière à ce que
les traits tracés correspondent approximativement à ceux
du dessin (en raison d'un effet de projection - le carton est plat et
pas sphérique - les traits à 5 degrés ne tombent
pas exactement sur la grille de l'image). L'échelle du dessin étant
d'environ 4 cm pour 5 degrés, le Soleil se trouvera à environ
45 cm (= 4 cm / tg(5°)) du petit carton. Le petit carton sera fixer
verticalement par exemple avec avec des équerres en carton et de
la colle.
Fixer une baguette à l'endroit du Soleil, perpendiculairement
au carton et la couper de manière à ce que son extrémité
arrive à la hauteur de l'équateur sur le dessin de la constellation.
Si l'équateur arrive au bord du petit carton, coller simplement
une perle de la taille du Soleil à l'emplacement de celui-ci sans
mettre de baguette. Mettre une perle au bout de la baguette qui symbolisera
le Soleil.
On fixe ensuite une échelle de distance. Parmi les étoiles
retenues, la plus lointaine est h Leonis qui
se situe à 2000 années-lumière. Mais la seconde plus
lointaine est l Leonis qui se situe 6 fois
plus près. Il est donc judicieux de laisser de cté la première
et de prendre comme étoile la plus lointaine la seconde. Le Soleil
étant à environ 45 cm du second carton, on peut fixer comme
échelle simple 1 cm = 10 AL. Denebola, étoile la plus proche
de notre échantillon, sera donc à 3,6 cm du Soleil et l
Leonis sera à 33,7 cm.
Pour placer les étoiles dans la maquette, fixer
au Soleil une ficelle assez longue pour atteindre la constellation
et graduée à l'échelle fixée, en mettant
des marques le long de la ficelle tout les centimètres. En
tirant la ficelle jusqu'à sa projection sur le dessin de
la constellation, et connaissant sa distance, il est facile de la
placer. Il suffit ensuite de couper une baguette à la bonne
taille, de la fixer sur le grand carton et d'y mettre au bout une
perle (ou plusieurs pour les étoiles multiples) de la bonne
taille et de la bonne couleur (voir une photo
d'illustration). Il faut cependant noter que les proportions réelles
sur les tailles des étoiles sont impossibles à reproduire.
Voici quelques photos d'une telle
maquette :
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Maquette réalisée avec des baguettes
de bois.
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Maquette réalisée sans baguette
en tendant un fil entre la position du Soleil et la position de
l'étoile projetée sur le carton représentant
la constellation et en plaçant les perles directement sur
les fils.
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On peut alors voir que le dessin caractéristique de la constellation
n'existe que vu du Soleil.
Il est également intéressant de donner
la taille de notre Galaxie, la Voie Lactée, à l'échelle.
Le disque galactique est d'environ 40 kiloparsecs c'est-à-dire
130.000 années-lumière environ. À l'échelle,
il ferait donc 13.000 cm ou encore 130 m. À cette échelle,
le diamètre du Soleil (environ 1,4 millions de km) ferait 1,5 10
Å, c'est-à-dire la taille d'un atome.
Bibliographie, sources
Logiciels de planétarium :
Voyager II, Carina software, pour Macintosh
Redshift 3, Alsyd multimedia, pour PC et Macintosh
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