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L’avenir du temps atomique
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La métrologie du temps (science de mesure du temps) trouve sa place dans bon nombre d'applications de positionnement ou de navigation ; le système GPS et les mesures VLBI (Very Long Baseline Interferometry) en sont des exemples. Le système GPS Les horloges atomiques sont indispensables pour les satellites GPS. En effet, le système de positionnement satellite s'appuie sur des différences de durée. Pour comprendre succinctement le fonctionnement… : On se limite à la recherche d'une position dans le plan. Supposons un système formé de 3 satellites et du point M dont on cherche à connaître la position dans le plan du triangle. A un instant T donné, les trois satellites vont envoyer simultanément un signal qui sera reçu par le point M à des instants différents.
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M reçoit le signal 1 à la date T+d1 , le signal 2 à la date T+d2 et le signal 3 à la date T+d3. On peut donc évaluer les distances grâce à la formule distance = v x t : MI1 - MI2 = c x (d1 - d2) et MI1 - MI3 = c x (d1 - d3) où c est la célérité de la lumière dans le vide Le point M est alors situé à l'intersection des 2 hyperboles définies par ces deux relations On obtient alors un positionnement hyperbolique.
Le système VLBI Il s'agit d'une technique de fonctionnement proche du GPS. La principale différence réside dans la nature des signaux utilisés, le signal VLBI est nettement moins fort (ceux du GPS sont des signaux radioélectriques du domaine de fréquence des micro-ondes). On utilise des récepteurs aux plus grandes antennes. Les mesures VLBI (Very Long Baseline Interferometry) font appel à la stabilité de fréquence des masers à hydrogène présents dans les stations d'observation.
Le projet PHARAO Le projet PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbite) consiste à envoyer une horloge atomique en rotation autour de la terre afin de pouvoir bénéficier de conditions de micropesanteur, dont on espère qu'elles permettront d'atteindre une précision de 10^(-16) et une stabilité de 10^(-16) voire 10^(-17) par jour. Premier
prototype de l'horloge, construit puis testé en vol parabolique en mai
1997 : |
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A plus long terme, le projet PHARAO a été proposé à l'Agence Spatiale Européenne pour être embarqué à bord de la station Spatiale Internationale en 2002. Associé à d'autres étalons de fréquence, PHARAO formera un système de référence de temps de très haute précision, accessible à tout utilisateur au niveau mondial.
Le temps des pulsars Un pulsar est une étoile qui, à la fin de sa vie, s'est contractée considérablement pour devenir une étoile à neutrons. À la fin des années 80, après avoir étudié les impulsions reçues par le premier pulsar milliseconde identifié (découvert en 1982), il est apparu que ces astres présentaient les caractéristiques de stabilité nécessaires pour pouvoir constituer une nouvelle échelle de temps astronomique, peut-être plus stable que le TAI. Néanmoins, il se pourrait que ces pulsars présentent une instabilité à long terme. Des études de très longue haleine sont en cours pour connaître si leur stabilité de fréquence pourrait rivaliser avec celle des meilleures échelles de temps... |
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