Microgravity (in French)



Introduction à la microgravité1



Qu’est-ce que la microgravité ?

    

On parle souvent du phénomène d’impesanteur, qui signifie l’absence de poids. L’impesanteur ne signifie pas que la gravité n’existe plus. Il est d’ailleurs impossible de faire disparaître la gravitation, qui est le phénomène physique d’attraction d’une masse par une autre, et qui est omniprésent dans l’Univers. L’impesanteur c’est ni plus ni moins un état permanent de chute libre. Ainsi les astronautes en orbite autour de la Terre « tombent » en tournant autour de la Terre, mais vu leur vitesse importante (28.000 km/h), ils tombent en restant sur une orbite.

Ainsi, un homme dans un ascenseur dont le câble s’est rompu est en impesanteur, un homme dans un avion qui a coupé ses moteurs est en impesanteur (aux frottements près de l’avion avec l’air).

Remarque: Le fait qu'un objet soit en chute libre ne signifie PAS qu'il se dirige vers le bas, mais bien qu'il est soumis UNIQUEMENT a la force de gravitation. Ainsi, lors d'un vol parabolique, l'avion entre en chute libre, et donc en impesanteur, dès qu'il a coupé ses moteurs, bien qu'il monte avec une inclinaison de 45 degrés par rapport au sol.

L’emploi du mot microgravité rend mieux compte de l’état où se trouvent les objets mis en orbite. En effet l’impesanteur parfaite est irréalisable dans un vaisseau ou un avion en chute libre. De petites forces parasites créent des accélérations résiduelles, provoquent des perturbations dans le mouvement de chute. La « qualité » de la microgravité s’exprime le plus souvent en fraction de g, l’accélération moyenne de la pesanteur à la surface de la Terre. On atteint 10-3g dans la navette en orbite, 10-2g dans un avion lors d’un vol parabolique.


Pourquoi la microgravité ?

La microgravité représente une autre nature à découvrir, à conquérir. Tout sur Terre, des matériaux inertes aux organismes vivants, des composants solides aux éléments liquides, se trouvent soumis à cette action de la pesanteur. Une fois qu’on libère les réalités terrestres en les plaçant dans un état de microgravité, on observe de nouveaux phénomènes sous un autre jour.


Comment accéder à la microgravité ?

Au sol

On ne peut procéder qu’à des expériences de courte durée dans des conditions idéales : il s’agit de laisser tomber une capsule compacte dans un tube long d’au moins 100m ou de lâcher cette capsule d’un ballon-sonde, mais il faut prévoir un système d’amortissement qui doit empêcher un choc trop violent à l’issue de la chute.

    

Dans les airs

Un avion à réaction permet d’obtenir, lors d’une parabole en vol libre, 20 à 25 secondes de microgravité pour un ensemble encombrant d’expériences. Comme ce court laps de temps peut être renouvelé à chaque parabole et que le vol comprend, le plus souvent, une trentaine de paraboles, les expérimentateurs peuvent répéter leurs observations et mesures, comme ils sont en mesure d’intervenir, d’après les résultats obtenus, en faisant varier les paramètres de tests sur des phénomènes assez brefs

Tirée au-dessus de l’atmosphère

Une fusée-sonde, avec une tête récupérée par parachute, suit une trajectoire balistique. A l’issue de son vol propulsé, elle effectue une parabole très allongée qui donne lieu à plusieurs minutes de microgravité. Plus haute est l’altitude atteinte, plus important est le temps d’expérimentation. L’instrumentation de différentes expériences se trouve dans un volume très réduit. Même si celles-ci peuvent être télécontôlées, la durée de leur exécution et le débit des informations constituent des contraintes pour les expérimentateurs.

Sur orbite

Les expériences se trouvent soit dans des capsules qui reviennent sur Terre, soit sur des plates-formes qui sont récupérées par la navette. La durée de l’exposition à l’état d’impesanteur varie de plusieurs jours avec les capsules à quelques mois pour les plates-formes. L’intérêt de cette instrumentation automatisée est que les perturbations (ou accélérations résiduelles) restent limitées.

    



1. Ces notes sont en partie inspirées par la revue "Space Connection". Revue éditée par les Services fédéraux des affaires scientifiques, techniques et culturelles www.belspo.be