À quoi ressemble la gravité dans l'espace ?

La formule de Newton montre que l'attraction gravitationnelle diminue avec le carré de la distance au centre de la Terre, et non avec l'altitude par rapport au sol. Comme le rayon terrestre est d'environ 6 371 km, monter aux 400 km d'altitude de la Station spatiale internationale n'éloigne le véhicule que d'environ 6 % de plus du centre de la planète. Le résultat est une gravité d'environ 8,7 m/s², contre 9,8 m/s² en surface : soit environ 90 %.

Cette valeur suffit encore à régir entièrement le mouvement du complexe orbital. C'est en effet précisément la gravité terrestre qui maintient la station en orbite au lieu de la laisser partir en ligne droite.

Ce qui annule la sensation de poids, c'est la chute libre. La station se déplace à environ 7,66 km/s, une vitesse à laquelle sa trajectoire courbe correspond à la courbure de la planète : elle tombe sans jamais atteindre le sol. Comme le véhicule, l'air qu'il contient et l'équipage tombent exactement au même rythme, rien n'appuie sur rien d'autre, et tout semble en apesanteur. Le même effet se fait sentir pendant quelques secondes lors des vols paraboliques que les agences utilisent pour l'entraînement et pour tester des expériences.

Les ingénieurs préfèrent parler de microgravité, car l'accélération résiduelle n'est pas nulle : le frottement avec l'atmosphère résiduelle, les allumages de moteurs pour relever l'orbite, les mouvements de l'équipage et les gradients de marée au sein même du module laissent des accélérations de l'ordre d'un millionième de la gravité terrestre. C'est un chiffre minuscule, mais pertinent pour les expériences sensibles de cristallographie ou de physique des fluides, généralement montées sur des supports isolés des vibrations.