Les horloges atomiques pour les espaces lointains sont soumises à des tests orbitaux dans un vaisseau spatial
Dans l'espace, une heure précise est importante pour la navigation. Cependant, de nombreux vaisseaux spatiaux n’ont pas d’horloge précise à bord. Pendant 20 ans, le laboratoire de propulsion par réaction de la NASA (Pasadena, Californie) a continué d’optimiser ses horloges. C'est une horloge atomique pour l'espace lointain (Deep Space Atomic Clock - DSAC).
La plupart des missions doivent maintenant compter sur des antennes au sol combinées à une horloge atomique. Les antennes terrestres envoient des signaux étroitement focalisés à un vaisseau spatial et attendent son retour. La NASA utilise la différence de temps entre le départ et l'arrivée pour calculer l'emplacement, la vitesse et le trajet du navire.
C'est une méthode fiable, mais son efficacité peut être grandement améliorée. Par exemple, la station doit attendre le retour du signal pour pouvoir suivre le navire à la fois. À son tour, l’engin spatial est également obligé d’attendre que le signal l’atteigne et ne peut décider de façon indépendante sur le spot.
La navigation dans les espaces lointains doit mesurer d’énormes distances avec une précision d’un mètre et moins. Les signaux radio se déplacent à la vitesse de la lumière, vous devez donc vous concentrer sur les nanosecondes. Les horloges atomiques s’acquittent régulièrement de cette tâche sur Terre. Maintenant, avec l'aide de la DSAC, nous allons dans l'espace. Le projet DSAC a pour objectif de garantir une collecte précise du temps nécessaire aux futures missions de la NASA. Avec la nouvelle technologie, le satellite n'aura plus à se focaliser sur le suivi, ce qui augmentera considérablement l'efficacité et l'autonomie. De plus, l’innovation permettra aux stations au sol de suivre plusieurs satellites à la fois près de zones surpeuplées, comme Mars.
DSAC est un prototype avancé de petites horloges atomiques de faible masse reposant sur la technologie du piège à ions mercure. Dans les stations de Terre, la taille des horloges atomiques ressemble à celle d'un réfrigérateur. Le DSAC remplit les paramètres du grille-pain et peut prendre une forme plus réduite à l'avenir.
En orbite, DSAC peut utiliser les signaux de navigation du US GPS. La démonstration doit confirmer que l'horloge indique une précision de l'heure allant jusqu'à deux nanosecondes pendant la journée. En cas de succès, les futures missions pourront utiliser la nouvelle technologie. Les essais au sol montrent que la DSAC sera 50 fois plus stable que les horloges atomiques modernes sur GPS.
