La planète Mars a peu de choses en commun. Les deux planètes ont à peu près la même superficie, des calottes polaires soutenues, et les deux ont une inclinaison similaire dans leurs axes de rotation, offrant à chacune une forte variabilité saisonnière. De plus, les deux planètes présentent des preuves solides d'avoir subi des changements climatiques dans le passé. Dans le cas de Mars, ces preuves indiquent qu'il a une fois une atmosphère viable et de l'eau liquide à sa surface.
En même temps, 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 quand 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 de surface moyenne est également plus basse sur Mars, se situant à -63 ° C par rapport à la douce température de 14 ° C sur Terre.
Et tandis que la durée d'une journée martienne est à peu près la même qu'elle est ici sur Terre (24 heures 37 minutes), la durée d'une année martienne est considérablement plus longue (687 jours). De plus, la gravité sur la surface de Mars est beaucoup plus faible qu’ici sur Terre - 62% plus bas 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.
Cette différence de gravité de surface est due à un certain nombre de facteurs - la masse, la densité et le rayon étant les plus importants. Même si Mars a presque la même surface terrestre que la Terre, elle 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'elle est appliquée 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/r2, où g est la gravité de surface de Mars (exprimée en multiple de la Terre), soit 9,8 m / s²), m est sa masse - exprimée en multiple de la masse de la Terre (5,976 · 1024 kg) - et r son rayon, exprimé comme un multiple du rayon (moyen) de la Terre (6 371 km).
Par exemple, Mars a une masse de 6,4171 x 1023 kg, soit 0,107 fois la masse de la Terre. Il a également un rayon moyen de 3 389,5 km, ce qui correspond à 0,532 rayons terrestres. La gravité de surface de Mars peut donc s'exprimer mathématiquement comme: 0,107 / 0,532², dont on obtient la valeur de 0,376. Basé sur la propre gravité de la surface de la Terre, cela correspond à une accélération de 3,711 mètres par seconde au carré.
Implications:
À l'heure actuelle, on ne sait pas quels effets une 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, la densité osseuse, la fonction des organes et même la vue.
Comprendre la gravité de Mars et ses effets sur les êtres terrestres est une première étape importante si nous voulons envoyer un jour des astronautes, des explorateurs et même des colons. Fondamentalement, les effets d'une exposition à long terme à la gravité qui est un peu plus du tiers de la normale terrestre seront un aspect clé de tout plan pour les missions habitées à venir ou les efforts de colonisation.
Par exemple, des projets issus de la foule comme Mars One tiennent compte de la probabilité de détérioration musculaire et d'ostéoporose pour leurs participants. Citant une étude récente des astronautes de la Station spatiale internationale (ISS), ils reconnaissent que les durées de mission allant de 4 à 6 mois montrent une perte maximale de 30% de la performance musculaire et une perte maximale de 15% de la masse musculaire.
Leur mission proposée nécessite plusieurs 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 à mesure qu'ils s'habitueront à la vie sous gravité à la surface de Mars". Il reste à voir quelles sont ces mesures.
En savoir plus sur la gravité martienne et sur la manière dont les organismes terrestres s'en tirent pourrait également être une aubaine pour l'exploration spatiale et les missions sur d'autres planètes. Et comme de plus amples informations sont produites par les nombreuses missions d'atterrisseurs et d'orbites robotiques sur Mars, ainsi que par les missions habitées planifiées, nous pouvons nous attendre à avoir une image plus claire de ce qu'est la gravité martienne de près.
À mesure que nous nous rapprochons de la mission habitée proposée par la NASA sur Mars, qui doit actuellement avoir lieu en 2030, nous pouvons certainement nous attendre à ce que davantage d'efforts de recherche soient tentés.
Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur Mars ici à Space Magazine. Voici quelle est la force de la gravité sur d'autres planètes?, Gravité martienne à tester sur des souris, Mars Comparé à la Terre, les astéroïdes peuvent être secoués et agités par la gravité de Mars, Comment colonisons-nous Mars? Comment vivre sur Mars?, Et comment terraformer Mars?
Informations sur le Mars Gravity Biosatellite. Et les enfants pourraient aimer ça; un projet qu'ils peuvent construire pour démontrer la gravité de Mars.
Astronomy Cast a également de merveilleux épisodes sur le sujet. Voici l'épisode 52: Mars et l'épisode 95: Humans to Mars, Part 2 - Colonists.
Sources:
- NASA: Exploration du système solaire - Mars
- MIT - Mission pour explorer les effets de la gravité de Mars sur les mammifères
- Mars One - Comment la mission Mars affectera-t-elle physiquement les astronautes
- Wikipédia - Mars
