Comment fonctionne l'apesanteur artificielle ?

Il n'existe aucune machine capable de désactiver la gravité. Ce que produisent les laboratoires et les installations d'entraînement, c'est de la chute libre : la cabine, l'expérience et la personne tombent ensemble, si bien que rien ne s'appuie plus sur une surface. La NASA appelle cet état la microgravité, car les personnes et les objets semblent en apesanteur sans que l'attraction gravitationnelle ait réellement disparu. Sur Terre, cette fenêtre temporelle est brève, et sa durée détermine quelles expériences sont seulement envisageables.

Lors d'un vol parabolique, un avion monte en forte ascension puis suit la trajectoire d'un corps lancé. Selon la NASA, l'équipage et le matériel se trouvent en chute libre pendant environ 20 à 30 secondes au sommet de chaque parabole ; un vol enchaîne des dizaines de ces arcs, avec des pics de charge entre chaque fenêtre. Les tours de chute offrent des conditions plus brèves, mais bien plus stables. La tour de chute du ZARM à Brême atteint 4,7 secondes en mode chute et jusqu'à 9,3 secondes lorsque la capsule est lancée vers le haut par catapulte, avec une qualité meilleure que 10⁻⁶ g.

Les piscines d'immersion ne produisent pas l'apesanteur, mais une imitation de celle-ci : la flottabilité soutient la combinaison et les outils, ce qui permet d'entraîner des manœuvres pour les activités extravéhiculaires, tandis que le sang et les fluides corporels continuent de se comporter comme au sol. Les structures rotatives fonctionnent exactement à l'inverse : elles génèrent une gravité artificielle parce que la paroi pousse l'équipage vers l'intérieur, et elles sont considérées comme un remède possible contre les effets des vols longs. L'apesanteur permanente reste donc liée à une orbite dans laquelle un véhicule tombe librement autour de la Terre, et non à une installation au sol.