Questions to the experts

Il est impossible de faire une maquette du système solaire en respectant à la fois l'échelle des distances ET des tailles. Le problème est que les planètes sont très petites par rapport à leurs distances respectives. On le voit par le fait que l'angle sous lequel on les observe depuis la Terre est très petit, puisqu'elles apparaissent à l'œil nu comme des points sans dimension comme les étoiles. Si une maquette respecte à la fois la distance et la taille, alors elle conserve les angles, ce qui veut dire que les planètes à l'échelle seront aussi des points microscopiques, comme leur apparence réelle !
Pour avoir des objets de taille raisonnable il faut augmenter les rayons d'un facteur important, qui dépend de la taille totale de la maquette et de la plus petite taille acceptable pour les planètes. Je déconseille de mettre Pluton qui est très petit et très loin (certains lui dénient même le nom de planète). On peut alors estimer les échelles à prendre comme ceci :

- la plus petite planète, Mercure, a un diamètre de 4 800 km
- la plus grande distance au Soleil, celle de Neptune, est de 4,5 milliards de km.
Il y a donc un rapport environ 940 000 entre les deux.

Maintenant estimez la taille minimale que vous pouvez donner à Mercure dans votre maquette : par exemple 5 mm (mettons 4,8 mm pour un chiffre rond 1mm <=> 1 000 km) ainsi que la taille maximale de votre maquette par exemple 4,5 m (1 m <=> 1 milliards de km). On voit alors que le rapport des deux ne fait que 940, ce qui signifie qu'il faut dilater les tailles d'un facteur 1 000 par rapport aux distances. (Sinon Mercure ne ferait que 4,5 MICRONS de diamètre !)

Avec cette échelle voici les tailles et distances au Soleil qu'on obtient (sauf erreur de calcul !) :

planète
diamètre (mm)
distance au Soleil (cm)

Mercure
4,8
6

Venus
12,2
10,8

Terre
12,7
15

Mars
6,8
22,8

Jupiter
142
78

Saturne
120
143

Uranus
47
290

Neptune
45
450

A cette échelle c'est plutôt Jupiter qui est une orange et la Terre une petite bille. Si vous voulez faire la Terre comme une orange Jupiter sera un gros ballon de cirque de 1m et il vaut mieux prévoir une taille 10 fois plus grande pour les distances soit 50 m !! Malgré le changement d'échelle on voit bien que les planètes intérieures sont groupées autour du Soleil, la distance augmentant très rapidement ensuite. Le Soleil ne peut d'ailleurs pas être représenté à la même échelle que les planètes, il aurait une taille de... 1 m 40 soit l'orbite de Saturne !

On trouve une maquette du système solaire qui respecte les échelles pour les distances et le diamètre des astres à
la Ferme pédagogique/cité du cosmos à St-Aubin de Courteraie (61 560), à 3 km de Mortagne au Perche sur la N12, en direction d'Alençon :
A l'extérieur : Promenade sur un sentier de 1 450m, de découverte des planètes du système solaire, de la faune et de la flore locales... Cette visite permet de prendre conscience des dimensions dans l'univers et de l'immensité du vide. On peut construire ou trouver une maquette animée du Soleil, de la Terre et de la Lune. Elle permet d'appréhender les mouvements relatifs de ces corps célestes. L'enfant devra construire sa représentation mentale du système solaire à partir :
- de la maquette correcte au niveau des dimensions mais qui ne permet pas de saisir les mouvements ;
- de la maquette fausse pour les dimensions mais plus correcte en ce qui concerne la cinématique.