Sophia : un chercheur de Géoazur dans le projet de satellite Microscope

Un chercheur de Géoazur (UNS-CNRS-OCA-IRD) à Sophia dans le projet MICROSCOPE sur lequel, le CNES et l'ONERA ont communiqué cette semaine : Gilles Métris a en charge l'approche analyse de mission et de programmes de traitement de mesures du satellite Microscope. Ce projet, après une phase d’étude, de conception préliminaire et de consolidation technologique, vient en effet de franchir une nouvelle étape avec la livraison par l’ONERA au CNES de l’instrument T-SAGE (Twin-Space Accelerometer for Gravity Experiment), véritable cœur du futur microsatellite dont l’objectif est de tester la Relativité générale, et qui sera lancé en 2016.

De nouveaux horizons pour la physique fondamentale

Ce couple d’accéléromètres doit permettre aux physiciens de vérifier le principe d’équivalence entre la masse inerte et la masse gravitationnelle, ou universalité de la chute libre, avec une précision 100 fois meilleure que celle atteinte lors des expériences effectuées jusqu’ici au sol. De quoi ouvrir de nouveaux horizons à la physique fondamentale. Ce projet peut notamment déboucher sur des résultats susceptibles de faire avancer considérablement les connaissances actuelles sur le Principe d'Equivalence.

L’objectif du satellite Microscope, qui sera lancé en 2016 par une fusée Soyouz, est en effet de tester la validité du principe d’équivalence dans l’espace. Le défi consiste à atteindre une précision 100 fois meilleure que toutes les expériences réalisées jusqu’à présent dans le monde, ce qui ouvrira de nouveaux horizons aux théories de la gravitation.

Pour comprendre le principe d'équivalence

Quelques explications sur ce principe d'équivalence. Au XVIIe siècle, Galilée imagine une expérience du haut de la Tour de Pise, où il laisse tomber en même temps deux objets de nature et de masses différentes. Les deux corps touchant le sol exactement au même moment, il en déduit que dans le vide, tous les corps tombent avec le même mouvement, indépendamment de leur masse et de leur composition. C’est ce qu’on traduit par l’universalité de la chute libre ou encore l’équivalence entre la masse pesante (sensible à l’attraction gravitationnelle) et la masse inerte (résistant au changement de mouvement).

Cette découverte de l’équivalence entre masse pesante et masse inerte a mobilisé les plus grands physiciens (Galilée, Newton, Einstein…) et inspiré la fameuse théorie de la Relativité générale. En effet, Albert Einstein en a fait un principe sur lequel il a bâti sa théorie de la Relativité générale où il identifie gravitation et accélération.

Le test du principe d’équivalence repose sur l'universalité de la chute libre. Au sol, ce principe a été vérifié avec un degré de précision relative de l’ordre de 10-13. Aujourd’hui, le CNES dispose d’un atout pour aller plus loin. En effet, dans l’espace, il est possible d’étudier le mouvement relatif de deux corps, en mettant à profit le mouvement de chute libre permanente dont est animé un satellite en orbite.