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    Quelle est la force de la gravité sur Mars ?

    Quelle est la gravité sur Mars ? Le télescope spatial Hubble de la NASA a pris ce gros plan de la planète rouge Mars

    Les planètes Terre et Mars ont peu de choses en commun. Les deux planètes ont à peu près la même superficie terrestre, calottes polaires soutenues, et les deux ont une inclinaison similaire dans leurs axes de rotation, conférant à chacun d'eux une forte variabilité saisonnière. En outre, les deux planètes présentent des preuves solides d'avoir subi des changements climatiques dans le passé. Dans le cas de Mars, cette preuve indique qu'il avait une fois une atmosphère viable et de l'eau liquide à sa surface.

    À la fois, nos deux planètes sont vraiment très différentes, et de plusieurs manières très importantes. L'un d'eux est le fait que la gravité sur Mars n'est qu'une fraction de ce qu'elle est ici sur Terre. Comprendre l'effet que cela aura probablement sur les êtres humains est d'une extrême importance lorsque vient le temps d'envoyer des missions en équipage sur Mars, sans parler des colons potentiels.

    Mars par rapport à la Terre :

    Les différences entre Mars et la Terre sont toutes cruciales pour l'existence de la vie telle que nous la connaissons. Par exemple, la pression atmosphérique sur Mars est une infime fraction de ce qu'elle est ici sur Terre - en moyenne 7,5 millibars sur Mars à un peu plus de 1000 ici sur Terre. La température moyenne de surface est également plus basse sur Mars, se classant à -63 °C glacial par rapport aux 14 °C doux de la Terre.

    Et tandis que la durée d'un jour martien est à peu près la même qu'ici sur Terre (24 heures 37 minutes), la durée d'une année martienne est nettement plus longue (687 jours). En plus de ça, la gravité à la surface de Mars est bien inférieure à ce qu'elle est ici sur Terre – 62 % inférieure pour être précis. À seulement 0,376 de la norme Terre (ou 0,376 g), une personne qui pèse 100 kg sur Terre ne pèserait que 38 kg sur Mars.

    Représentation d'artiste de l'intérieur de Mars. Crédit :NASA/JPL-Caltech

    Cette différence de gravité de surface est due à un certain nombre de facteurs - masse, densité, et le rayon étant le plus important. Même si Mars a presque la même surface terrestre que la Terre, il n'a que la moitié du diamètre et moins de densité que la Terre - possédant environ 15 % du volume de la Terre et 11 % de sa masse.

    Calcul de la gravité martienne :

    Les scientifiques ont calculé la gravité de Mars sur la base de la théorie de la gravitation universelle de Newton, qui stipule que la force gravitationnelle exercée par un objet est proportionnelle à sa masse. Lorsqu'il est appliqué à un corps sphérique comme une planète avec une masse donnée, la gravité de surface sera approximativement inversement proportionnelle au carré de son rayon. Lorsqu'il est appliqué à un corps sphérique avec une densité moyenne donnée, il sera approximativement proportionnel à son rayon.

    Ces proportionnalités peuvent être exprimées par la formule g =m/r 2 , où g est la gravité de surface de Mars (exprimée en multiple de celle de la Terre, soit 9,8 m/s²), m est sa masse – exprimée en multiple de la masse de la Terre (5,976·10 24 kg) – et r son rayon, exprimé en multiple du rayon (moyen) de la Terre (6, 371 km).

    Le modèle de gravité de Mars 2011 (MGM2011), montrant les variations des accélérations de la gravité sur la surface de Mars. Crédit :geodesy.curtin.edu.au

    Par exemple, Mars a une masse de 6,4171 x 10 23 kg, soit 0,107 fois la masse de la Terre. Il a également un rayon moyen de 3, 389,5 km, ce qui équivaut à 0,532 rayons terrestres. La gravité de surface de Mars peut donc être exprimée mathématiquement par :0,107/0,532², d'où nous obtenons la valeur de 0,376. Sur la base de la gravité propre à la surface de la Terre, cela correspond à une accélération de 3,711 mètres par seconde au carré.

    Conséquences :

    Maintenant, on ne sait pas quels effets l'exposition à long terme à cette quantité de gravité aura sur le corps humain. Cependant, les recherches en cours sur les effets de la microgravité sur les astronautes ont montré qu'elle a un effet néfaste sur la santé - qui comprend la perte de masse musculaire, densité osseuse, fonction des organes, et même la vue.

    Comprendre la gravité de Mars et son effet sur les êtres terrestres est une première étape importante si nous voulons envoyer des astronautes, explorateurs, et même des colons là-bas un jour. Essentiellement, les effets d'une exposition à long terme à une gravité qui est d'un peu plus d'un tiers de la normale terrestre seront un aspect clé de tout plan pour les prochaines missions habitées ou les efforts de colonisation.

    Concept d'artiste d'un astronaute martien se tenant à l'extérieur de l'habitat de Mars One. Crédit :Bryan Versteeg/Mars One

    Par exemple, Les projets participatifs comme Mars One tiennent compte de la probabilité de détérioration musculaire et d'ostéoporose pour leurs participants. Citant une étude récente sur les astronautes de la Station spatiale internationale (ISS), ils reconnaissent que des durées de mission allant de 4 à 6 mois montrent une perte maximale de 30 % de performance musculaire et une perte maximale de 15 % de masse musculaire.

    Leur mission proposée prévoit de nombreux mois dans l'espace pour se rendre sur Mars, et pour ceux qui se portent volontaires pour passer le reste de leur vie à vivre sur la surface martienne. Naturellement, ils affirment également que leurs astronautes seront "bien préparés avec un programme de contre-mesures scientifiquement valable qui les maintiendra en bonne santé, non seulement pour la mission vers Mars, mais aussi au fur et à mesure qu'ils s'adaptent à la vie sous l'effet de la gravité à la surface de Mars. » Ce que sont ces mesures reste à voir.

    En savoir plus sur la gravité martienne et sur la façon dont les organismes terrestres s'en sortent pourrait être une aubaine pour l'exploration spatiale et les missions vers d'autres planètes. Et comme de plus en plus d'informations sont produites par les nombreuses missions robotiques d'atterrisseur et d'orbiteur sur Mars, ainsi que les missions habitées prévues, nous pouvons nous attendre à avoir une image plus claire de ce à quoi ressemble la gravité martienne de près.

    Alors que nous nous rapprochons de la mission habitée proposée par la NASA sur Mars, qui est actuellement prévue pour 2030, nous pouvons certainement nous attendre à ce que davantage d'efforts de recherche soient tentés.


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