À quelle altitude règne l'apesanteur ?

Un corps est en apesanteur dès qu'aucune force n'agit sur lui hormis la gravité : ni sol, ni siège, ni poussée. C'est le cas dans un ascenseur dont le câble est rompu, lors d'un vol parabolique à quelques kilomètres d'altitude, et aussi en orbite. À l'inverse, une fusée qui monte avec les moteurs allumés subit encore une forte accélération même à haute altitude. La différence est quotidienne : au démarrage d'un ascenseur, on se sent momentanément plus lourd, et au freinage, plus léger. L'apesanteur est le cas limite de cet effet.

La limite la plus courante est la ligne de Kármán, à 100 kilomètres d'altitude, que la fédération aéronautique FAI considère comme le seuil de l'espace. C'est une convention, pas un saut physique : l'atmosphère se raréfie progressivement vers le haut sans se terminer à un point précis. Les États-Unis utilisent traditionnellement un seuil un peu plus bas pour décerner les ailes d'astronaute, si bien que deux définitions coexistent. La gravité ne s'arrête à aucune de ces deux marques ; elle diminue avec le carré de la distance au centre de la Terre, et cent kilomètres sont peu de chose comparés au rayon terrestre.

À un peu plus de 400 kilomètres d'altitude, la Terre attire la station spatiale presque avec la même force qu'un objet au sol. La station tombe en permanence, mais elle se déplace si vite latéralement que sa chute l'entraîne autour de la Terre plutôt que vers elle. La durée d'une orbite, en revanche, dépend bien de l'altitude : juste au-dessus de l'atmosphère, l'air résiduel freine tellement qu'une orbite se dégrade en quelques jours ou semaines. Un vol suborbital génère la même apesanteur pendant quelques minutes, car la capsule est elle aussi en chute libre après l'extinction des moteurs, mais sur une trajectoire qui la ramène vers la Terre.