Les scientifiques de Skylab1 jouent avec l'impesanteur.

L’impesanteur ou apesanteur est l'état d'un système dans lequel aucune accélération, causée par la gravitation ou toute autre force, ne peut être mesurée par un observateur dans le système en question. Cela inclut les situations de chute libre, comme les situations où le système est suffisamment éloigné de toute source de gravité pour que celle-ci puisse être négligée. Techniquement, un corps n'est pas en situation d'impesanteur en chute libre s'il est suffisamment grand, ou si le champ gravitationnel est suffisamment intense et non uniforme, pour que le corps soit sujet à des forces de marée non négligeables.

Des cristaux de zéolite « cultivés » sur terre (en haut) sont plus petits et moins réguliers que ceux produits en impesanteur (en bas). Cette expérience conduite avec le Center for Advanced Microgravity Materials Processing at Northeastern University in Boston visait à mieux comprendre la synthèse des zéolithes pour notamment améliorer le traitement du pétrole et réduire les coûts des carburants pétroliers.

Terminologie

Le terme impesanteur se compose de la racine d'origine latine pesanteur précédée du suffixe privatif latin in-. En français courant, ce mot est toutefois beaucoup moins employé que le terme apesanteur, qui utilise le préfixe privatif grec a-. Deux arguments préconisent cependant de préférer le terme impesanteur. Linguistiquement d'abord, le terme apesanteur est une chimère puisqu'il combine une racine latine (pesanteur) avec un préfixe grec (a-). De ce point de vue, l'usage du préfixe latin in-, équivalent au grec a-, est préférable pour se combiner avec une racine de même origine. À l'usage ensuite, c'est surtout la confusion orale possible entre « l’apesanteur » et « la pesanteur » qui a conduit à préconiser le terme impesanteur en lieu et place. Le dictionnaire de l'Académie française constate cependant que le terme ne s'est pas imposé et ne le référence donc pas, mais il est officiellement préconisé par l'arrêté du 20 février 1995 relatif à la terminologie des sciences et techniques spatiales en notant que « le terme apesanteur est déconseillé pour éviter, dans le langage parlé, une confusion entre l'apesanteur et la pesanteur ».

Le terme « microgravité » est également mal utilisé pour désigner l'état d'impesanteur, en particulier par beaucoup de professionnels. On ne devrait parler de microgravité que très loin de la Terre et tout autre astre générant un champ gravitationnel, ou bien aux points de Lagrange où les champs gravitationnels « s'annulent », entre Terre et Lune par exemple.

Les termes correspondants en anglais sont weightlessness (absence de poids), zero gravity (gravité zéro), et zero-g (formule mathématique universelle signifiant « 0 x g » et donc utilisable en français: « zéro-g »).

Cause

Astronautes en impesanteur lors d'un vol parabolique.

L'impesanteur n'est pas provoquée par l'éloignement de la Terre ou de tout autre corps céleste attractif : l'accélération due à la gravité à une hauteur de 100 km par exemple n'est que de 3 % moindre qu'à la surface de la Terre. L'impesanteur est ressentie lorsque l'accélération subie égale la gravité, ce qui recouvre aussi le cas où le champ de gravité serait quasiment nul (loin de toute matière).

D'ordinaire ce qui est ressenti comme le poids n'est pas l'attraction exercée par la Terre (ou tout autre astre) sur nous-mêmes, mais la réaction du sol (ou de toute autre surface sur laquelle nous sommes posés) à cette force. Ainsi, l'impesanteur est ressentie par exemple lorsque nous sommes en chute libre, ou sur une orbite libre autour de la Terre (cas des astronautes). Cela est dû à ce que les astronautes et leur habitacle sont très près les uns des autres et tombent tous avec la même accélération (c'est un référentiel d'inertie).

Albert Einstein a postulé l'équivalence totale entre la chute libre et l'absence de gravité : aucune expérience physique, aucune mesure ne peut différencier une situation de chute libre d'une situation d'absence de gravité. C'est le principe d'équivalence à l'origine de la théorie de la relativité générale. Cette équivalence n'est que locale, pour des objets ponctuels. Dès qu'un objet possède une certaine étendue, des forces de marée qui exercent des contraintes sur l'objet peuvent être mesurées dans un champ gravitationnel non uniforme (typiquement le champ gravitationnel autour d'une planète où les vecteurs force pointent vers le centre de la planète, et sont donc non parallèles). Dans ce cas, on ne peut pas strictement parler d'impesanteur, mais ces forces sont souvent négligeables étant donné la faiblesse des champs gravitationnels et la petitesse des objets devant la source de gravité.

Un astronaute s’entraînant dans la piscine du Laboratoire de flottabilité neutre.

Une situation un peu similaire à l'impesanteur peut être vécue lorsque les effets de la poussée d'Archimède s'opposent à la gravité. Ce type d'équilibre est exploité, par exemple, pour entraîner les astronautes aux manœuvres dans l'espace. Immergés avec leur scaphandre dans une piscine, la poussée d'Archimède les maintient en suspension. Toutefois, contrairement à la pesanteur ou à une accélération, la force d'Archimède n'agit pas sur l'oreille interne, qui contrôle l'équilibre. Les astronautes à l'entraînement dans une piscine continuent donc, notamment, à distinguer le haut du bas, ce qui n'est plus le cas dans l'espace.

L'impesanteur à portée des touristes

Le tourisme spatial est l'activité touristique qui regroupe l'ensemble des expériences, entrainements, vols à sensations, qui permettent d'autoriser des personnes à aller dans l'espace pour des motifs non professionnels. Cette activité s'est d'abord développée à l'initiative des responsables du programme spatial russe, à la recherche de sources de financement à la suite de la crise économique qui a touché leur pays dans les années 1990. Sept personnes ont pu effectuer un séjour de quelques jours dans la station spatiale internationale entre 2001 et 2009 en déboursant entre 20 et 35 millions de dollars. Depuis 2009, il n'y a plus eu aucune place disponible pour des touristes sur les vols spatiaux russes. Ce sont à ce jour les seuls vols orbitaux ayant été ouverts aux touristes.

En 2014, au moins 12 sociétés privées développent des programmes de tourisme spatial sub-orbital, certaines depuis 2003 mais aucune n'est commercialement active. Les prix des vols d'une heure et demi dont quelques minutes en apesanteur seraient de 250 000 USD. Enfin il existe des sociétés privées offrant des vols paraboliques atmosphériques qui offrent une micropesanteur (0,01g) très proche de l'impesanteur durant une vingtaine de secondes. Les vols d'une heure ou deux contiennent typiquement une dizaine à une vingtaine de cycles pour un prix inférieur à 10 000 USD. Trois offres sont disponibles dans le monde, une en Europe, une aux USA, une en Russie.

Effet sur la santé humaine

L'impesanteur fait momentanément grandir : les astronautes de Skylab ont gagné jusqu'à 4 cm au cours de leur voyage. L'absence de réaction du sol étire les cartilages qui séparent les vertèbres. Le retour sur Terre, bien sûr, remet les choses en place et chacun retrouve sa taille initiale.

国际空间站上的宇航员失重

物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况称为失重现象。

产生原因

违反直觉的是，一个不变的引力场自身是不会产生压力或拉力的。一个在这样环境中的自由落体的物体所受的重力加速度为0，并且处于失重状态。这也可被称为受0个G。 当一个引力场是不断变化的时候，自由落体的物体就会受变化的力的作用，会感受到压力。当在黑洞附近的时候，这样的力的作用十分明显。但到了地球，这些力的作用就比较小了，特别是对人体、航天飞船这些相对尺寸较少的物体来说，完全失重的感觉是依然存在的。这种情况被叫做微重力，这在绕轨飞行的航天器上十分常见。 人感受到重力是由于万有引力给人一个向下的重力加速度。假如一个人站在电梯里，电梯以9m·s的加速度向下运动，当地的重力加速度是10m·s。那幺，人与电梯的相对加速度就是1m·s。这样，人对电梯之间的压力相当于人站在地面上的1/10，人会有一种身体变轻的感觉，就是所谓的“失重”了。 当电梯以重力加速度g向下加速时，人对电梯压力等于零，人会在电梯里漂浮起来。人对支持物的压力等于零，便是所谓的“完全失重”。宇航员在空间站里便是“完全失重”的状态。 应当注意的是，人处于失重状态时，人的重力没有变化(同一地点)，始终存在，只是人对支持物体的压力变化了而已，其实是人的一种错觉。

失重下的现象

失重的影响

失重的利用