Quand Isaac Newton a formulé les principes physiques derrière les lois mathématiques de Kepler, les mouvements des planètes n'avaient plus aucun secret
Photo :Johannes Kepler décrit l'orbite elliptique de la planète Mars dans son livre Astronomia Nova de 1609.
Le véhicule robotique américain Perseverance, la mission chinoise HX-1 et le satellite Hope des Émirats arabes unis se dirigeront vers Mars cet été. Un quatrième vol vers Mars, par l'ESA européenne, a été reporté à 2022.
Ce n'est pas un hasard si les trois missions partent si proches l'une de l'autre. Une fois tous les 26 mois seulement, la Terre et Mars sont dans la bonne position mutuelle pour permettre un voyage spatial efficace vers la planète rouge. Nous devons à l'astronome allemand Johannes Kepler de savoir comment faire cela.
Nicolas Copernic avait déjà montré au milieu du XVIe siècle que ce n'est pas la terre mais le soleil qui est le centre de notre système planétaire. Le génie des mathématiques Kepler a complété le travail de Copernic en découvrant exactement comment ces planètes se déplacent. En 1600, Kepler a déménagé de Graz à Prague, où il est devenu l'assistant du grand astronome danois Tycho Brahe. Tycho lui a posé un problème qu'il n'arrivait pas à résoudre lui-même :le mouvement de la planète Mars.
Comme les anciens Grecs, Copernic et Tycho croyaient que les corps célestes se déplaceraient sur des orbites circulaires parfaites. Mais la façon dont Mars se déplace par rapport aux étoiles - mesurée très précisément par Tycho - ne peut pas être capturée avec des cercles, même lorsque vous ajoutez toutes sortes de cercles auxiliaires compliqués (comme dans l'ancien modèle grec).
Après la mort de Tycho en 1601, Kepler lui succéda comme astronome de la cour de l'empereur Rodolphe II. À cette époque, il reçut une "révélation", comme il l'a lui-même décrite :Mars ne se déplace pas en cercle, mais en ellipse, la vitesse orbitale variant progressivement.
En 1609, Kepler publie son livre Astronomia Nova (La nouvelle astronomie) , dans lequel les propriétés des orbites elliptiques sont décrites et expliquées. Dix ans plus tard, dans Harmonices Mundi (L'harmonie des mondes) il a également expliqué comment les tailles et les temps orbitaux des planètes sont liés les uns aux autres.
Il a fallu près de soixante-dix ans après cela à Isaac Newton pour formuler les principes physiques derrière les lois mathématiques de Kepler. Mais à partir de ce moment, les mouvements des planètes n'ont plus eu de secrets.
La loi de gravité de Newton est universelle :elle s'applique non seulement à une pomme qui tombe, à la lune et aux planètes de notre système solaire, mais aussi à un vaisseau spatial qui doit voler d'une planète à une autre dans le champ gravitationnel du soleil. Après le lancement, si les moteurs du vaisseau spatial s'arrêtent, il se déplacera sur une orbite elliptique, tout comme la planète Mars, dont les propriétés mathématiques sont exactement décrites par les lois de Kepler.
Une fois tous les 26 mois, cette ellipse peut être superposée exactement sur les orbites de la planète afin qu'une sonde spatiale parte de la Terre (au point de l'ellipse le plus proche du soleil), et environ huit mois plus tard au point le plus éloigné. quand la planète Mars est aussi là.
Kepler rêvait depuis longtemps de voyager dans l'espace vers d'autres planètes. Grâce à ses idées révolutionnaires, de tels voyages interplanétaires sont devenus presque routiniers.
