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Pharao l'horloge atomique spatiale

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La fabrication de Pharao

L’horloge atomique Pharao rejoindra en 2016 la Station spatiale internationale. Composée d’un pavé doré et d’un cylindre argenté, elle a été assemblée fin janvier à Toulouse. Le compte à rebours a commencé. Pas question de toucher à Pharao sans mettre les bracelets bleus autour des poignets. C’est que l’horloge atomique regorge de composants électroniques sensibles aux décharges électrostatiques. Les bracelets permettent de les éviter. « Il est aussi obligatoire de porter des gants pour éviter toute contamination chimique, notamment par des graisses » ajoute Didier Massonnet, chef du projet Pharao au CNES. Avec minutie, les ingénieurs « Intégration » de Toulouse ont ainsi assemblé fin janvier les différentes pièces de Pharao : la source des microondes et des lasers dans le parallélépipède droit doré, le tube argenté contenant 2 g de césium… « Ce tube est protégée par 3 blindages concentriques à base de nickel permettant d’atténuer d’un facteur 100 000 le champ magnétique terrestre » précise Didier Massonnet. Car même à 370 km d’altitude, le champ magnétique de notre planète se ressent et pourrait parasiter le comportement des atomes de césium, réduisant la précision de l’horloge.

Or les scientifiques espèrent mesurer la seconde avec une précision de 16 chiffres après la virgule. Pharao ne dérivera que d’une seconde toutes les 300 millions d’années, ce qui en fera l’horloge la plus exacte jamais créée par l’homme.

Mais Pharao compte-elle déjà bien les secondes terriennes ? Pour le vérifier, l’horloge va être prochainement placée, pendant 3 mois, dans un caisson à vide du Centre spatial de Toulouse du CNES. Les nuages de césium formés de 10 à 100 millions d’atomes sont-ils bien « refroidis » par les lasers ? L’onde électromagnétique qu’ils renvoient face à des micro-ondes est-elle bien mesurée ? Selon le système international d’unité, une seconde correspond en effet à la durée de 9 192 631 770 ondulations d’une onde émise par un nuage d’atomes de césium.

Pharao ne sera pas la 1ere horloge atomique dans l’espace : de nombreux satellites ayant besoin de connaître le temps avec précision en sont équipés.
Une horloge d’une telle précision trouve de nombreuses applications en physique fondamentale.
Elle servira entre autres à vérifier certains principes de la théorie de la relativité générale avec une précision jamais atteinte.
Pharao est l’élément central de la mission européenne ACES constitué de plusieurs horloges atomiques.
Développée par les laboratoires scientifiques français sous maîtrise d’œuvre du CNES, elle sera installée pendant 18 mois à l’extérieur du module européen Columbus de l’ISS.

En vidéo ci-dessous --> L'utilité et l'installation de Pharao

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