Lorsque les premières personnes mettront le pied sur la Lune pour des projets à long terme, elles auront besoin de beaucoup de choses, y compris leur propre fuseau horaire. Cela a du sens puisqu’ils seront dans un monde entièrement différent. Et, ils dépendront d’un tout nouvel ensemble de technologies qui nécessiteront une coordination temporelle les unes avec les autres. Ainsi, les agences spatiales déterminent maintenant le fuseau horaire de la Lune.
Pourquoi s’inquiéter du temps lunaire ? Des dizaines de missions opérant simultanément devront communiquer entre elles. Les satellites lunaires devront fixer leurs positions par rapport à la Lune. La Gateway Lunar Station, par exemple, sera un point de transfert entre la Terre et la surface lunaire. Le vaisseau spatial emmènera les habitants lunaires dans les deux sens entre les deux. Tout ce va-et-vient nécessite que les missions opèrent sur une échelle de temps commune. La NASA et l’ESA développent toutes deux des cadres qui aideront à coordonner l’interopérabilité et à fixer l’échelle de temps que les missions utiliseront.
En novembre dernier, les membres de l’Agence spatiale européenne se sont réunis pour discuter des questions de synchronisation, du fuseau horaire lunaire et du développement en cours de l’architecture “LunaNet” de la NASA. “Au cours de cette réunion à l’ESTEC, nous avons convenu de l’importance et de l’urgence de définir un temps de référence lunaire commun, qui soit internationalement accepté et auquel tous les systèmes lunaires et utilisateurs puissent se référer”, a déclaré l’ingénieur de l’ESA Pietro Giordano. “Un effort international conjoint est maintenant lancé pour y parvenir.”
Coordonner toutes les missions et leur chronométrage
À l’heure actuelle, les missions sur la Lune utilisent les fuseaux horaires de leurs bases d’attache pour coordonner les activités et les communications. Les antennes de l’espace lointain maintiennent les chronomètres embarqués synchronisés avec l’heure terrestre. Cela va changer dans un avenir (quelque peu) proche car la Lune va être un endroit très fréquenté. Par exemple, une fois terminée, la station Gateway sera ouverte aux séjours des astronautes. Les lancements réguliers d’Artemis enverront l’équipage et les fournitures. Finalement, il y aura le retour tant attendu de l’homme sur la surface lunaire. Cela conduira à la création d’une base avec équipage près du pôle sud lunaire. Un certain nombre de missions sans équipage auront également lieu. Par exemple, chaque mission Artemis libérera de nombreux CubeSats lunaires. L’ESA déposera son Argonaut European Large Logistics Lander.
Pour aider à coordonner ces activités, la NASA a créé “LunaNet” pour gérer les services de communication et de navigation lunaires. L’ESA a créé son programme Moonlight dans un effort similaire pour maintenir les liens entre ses satellites et la Terre. Comme LunaNet, Moonlight aura besoin d’une référence de temps commune partagée pour relier les missions et faciliter les corrections de position. Étant donné que des dizaines de missions opéreront dans l’espace lunaire et à la surface à tout moment, il est important qu’elles travaillent toutes ensemble dans un fuseau horaire lunaire.
La synchronisation sur la Lune dépend des protocoles développés sur Terre
“LunaNet est un cadre de normes, de protocoles et d’exigences d’interface mutuellement convenus permettant aux futures missions lunaires de travailler ensemble, conceptuellement similaire à ce que nous avons fait sur Terre pour l’utilisation conjointe du GPS et de Galileo”, a expliqué Javier Ventura-Traveset, Moonlight de l’ESA. Responsable de la navigation, coordonnant les contributions de l’ESA à LunaNet. “Maintenant, dans le contexte lunaire, nous avons la possibilité de nous mettre d’accord sur notre approche d’interopérabilité dès le début, avant que les systèmes ne soient réellement mis en œuvre.”
Il existe déjà un précédent pour une telle interopérabilité. Sur Terre, les satellites partagent des signaux horaires basés sur des mesures communément acceptées. Des programmes tels que GPS et Galileo, ainsi que d’autres systèmes, dépendent de ces signaux horaires. Jörg Hahn, ingénieur en chef Galileo de l’ESA et également conseiller sur les aspects du temps lunaire, a souligné que l’interopérabilité des cadres de référence temporels et géodésiques est une technologie établie ici sur Terre.
“Tous les smartphones d’aujourd’hui sont capables d’utiliser le GNSS existant pour calculer la position d’un utilisateur au mètre près, voire au décimètre”, a-t-il déclaré. “L’expérience de ce succès peut être réutilisée pour les systèmes lunaires techniques à long terme à venir, même si le chronométrage stable sur la Lune posera ses propres défis uniques – comme la prise en compte du fait que le temps passe à un autre taux là-bas en raison des effets de gravité et de vitesse spécifiques de la Lune.
Alors, quel fuseau horaire aura la Lune ?
Avec toutes les discussions, personne n’a encore défini le fuseau horaire lunaire car il y a des défis. Tout d’abord, il y a un problème avec les horloges. Les horloges lunaires tournent plus vite que les horloges terrestres. Ils gagnent environ 56 microsecondes par jour. Et cela change, selon qu’ils sont sur la Lune ou sur la station Gateway.
Des questions reviennent sans cesse, comme la Lune devrait-elle avoir un fuseau horaire séparé ou en avoir un coordonné avec quelque part sur Terre ? Une organisation devrait-elle définir et maintenir l’heure lunaire ? Si oui, lequel ? Tout cela a besoin de réponses.
Bien sûr, le système horaire convenu devra également être pratique pour les astronautes », a expliqué Bernhard Hufenbach, membre de l’équipe de gestion Moonlight de la Direction de l’exploration humaine et robotique de l’ESA. «Ce sera tout un défi sur une surface planétaire où, dans la région équatoriale, chaque jour dure 29,5 jours, y compris des nuits lunaires glaciales de quinze jours, avec la Terre entière juste un petit cercle bleu dans le ciel sombre. Mais après avoir établi un système de temps de travail pour la Lune, nous pouvons continuer à faire de même pour d’autres destinations planétaires.
Le timing dépend de la lune, vraiment
Dans le cadre de toutes ces délibérations sur le calendrier, la communauté internationale devra également se mettre d’accord sur un «cadre de référence sélénocentrique» commun. C’est similaire au cadre de référence terrestre international utilisé ici sur Terre. C’est un cadre pour mesurer des points sur la planète, centrés sur le centre de la masse de la Terre. Le cadre est mis à jour toutes les quelques années avec de nouvelles informations d’enquête. L’idée serait de créer le même cadre de référence pour la Lune et de l’utiliser pour le chronométrage en cours et les mesures d’enquête.
“Tout au long de l’histoire humaine, l’exploration a en fait été un moteur clé de l’amélioration du chronométrage et des modèles de référence géodésique”, a ajouté Javier. “C’est certainement un moment passionnant pour le faire maintenant pour la Lune, en travaillant à la définition d’une échelle de temps internationalement convenue et d’une référence sélénocentrique commune, qui non seulement assurera l’interopérabilité entre les différents systèmes de navigation lunaire, mais qui favorisera également un grand nombre de recherches. opportunités et applications dans l’espace cislunaire.
Pour plus d’informations
Donner l’heure sur la lune
Systèmes de communications et de relais et de navigation lunaires (LCRNS)
LunNet : Renforcer Artemis avec l’interopérabilité des communications et de la navigation
Clair de lune
