Le saviez-vous…

Pourquoi y a-t-il de la gravité dans l'espace ?

Réponse directe

La gravité est présente partout dans l'espace, c'est d'ailleurs pourquoi les orbites existent. À l'altitude de la Station spatiale internationale, environ 400 km, l'attraction terrestre reste d'environ 90 % de sa valeur à la surface. Les astronautes flottent non pas parce que la gravité disparaît, mais parce qu'eux et leur vaisseau tombent ensemble, continuellement, autour de la planète.

Pourquoi y a-t-il de la gravité dans l'espace ?
L'astronaute Nichole Ayers pose pour un portrait dans le module de laboratoire Kibo (iss072e978952)

L'attraction ne s'éteint pas

La gravité diminue avec le carré de la distance au centre d'un corps, et non depuis sa surface. Le rayon de la Terre est d'environ 6 371 km, donc une station en orbite à 400 km d'altitude se trouve à environ 6 771 km du centre, soit seulement six pour cent plus loin. En élevant ce rapport au carré, on obtient une accélération proche de 8,7 m/s² au lieu des 9,81 m/s² habituels à la surface. C'est près de 90 % de la gravité de surface, bien loin de l'absence de poids que suggère l'expression « gravité zéro ».

Le même raisonnement explique le cas de la Lune. Elle se trouve en moyenne à environ 384 400 km de distance et reste fermement liée à la Terre, soumise à une attraction qui s'est affaiblie mais qui ne s'est jamais arrêtée. La gravité a une portée illimitée ; elle devient simplement ténue.

Chute libre, pas vide

Ce que vivent les astronautes, c'est la chute libre. Un vaisseau en orbite terrestre basse se déplace latéralement à environ 7,7 km/s. La gravité courbe sa trajectoire vers le bas exactement aussi vite que la surface courbe de la planète s'éloigne en dessous de lui, si bien que l'engin ne touche jamais le sol. Tout ce qui se trouve à l'intérieur accélère de façon identique — équipage, outils, gouttes d'eau — et rien ne pousse contre rien. Le poids, au sens d'un sol qui appuie sur les pieds, disparaît ; la masse et l'inertie, non.

Les ingénieurs préfèrent le terme microgravité, car la condition est imparfaite. La traînée atmosphérique, les différences de marée le long d'une grande station et les mouvements de l'équipage produisent des accélérations résiduelles de l'ordre d'un millionième de la gravité terrestre, ce qui compte pour les matériaux délicats et les expériences de physique des fluides.

Où la gravité s'estompe réellement

Loin de tout corps massif, dans l'espace interstellaire, le champ gravitationnel local devient effectivement insignifiant, bien que jamais exactement nul : l'attraction combinée des galaxies lointaines continue d'agir. À proximité d'une planète ou d'une étoile, en revanche, la gravité domine toute trajectoire qu'un vaisseau pourrait suivre, raison pour laquelle les concepteurs de missions concentrent leurs efforts à l'exploiter plutôt qu'à y échapper.

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