Actuellement, il n'y a pas encore d'heure officielle sur la Lune. Alors que plusieurs explorations lunaires sont planifiées, les agences spatiales se coordonnent pour établir comment nous devrions définir le temps sur la Lune et ainsi éviter des désagréments de mauvaises synchronisations des montres. Cette définition permettra aussi de mettre en œuvre un système standard de localisation satellite lunaire.
Jusque-là, nous n'avions pas vraiment l'occasion de nous poser la question « Quelle heure est-il sur la Lune ? ». Chaque mission lunaire se coordonne par rapport au fuseau horaire terrestre décidé par l'agence spatiale qui en est responsable. Les scientifiques ne s’embêtent généralement pas à savoir quelle heure il est sur place. Ils utilisent un chronomètre baptisé MET pour Mission Elapsed Time. Vous pouvez d’ailleurs revivre l’alunissage du module lunaire Eagle d’Apollo 11.
Mais d'ici à quelques années, les différentes agences planifient d'envoyer plusieurs missions sur la Lune, notamment la station lunaire Gateway et les missions Artemis. Pour se coordonner, ne pas faire d'erreur et gérer ces missions, il est nécessaire de se poser la question d'un système international pour définir le temps qui passe sur le satellite naturel de la Terre.
Les agences spatiales se sont réunies à Noordwijk aux Pays-Bas en novembre 2022, au Centre européen de recherche et de technologie spatiales de l'Agence spatiale européenne (European Space Agency en anglais, ESA) pour initier la discussion.
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Cette coordination est indispensable, car, selon l'ESA, « ces missions ne seront pas seulement sur ou autour de la Lune au même moment, mais elles interagiront aussi souvent - elles pourront relayer des communications l'une pour l'autre, effectuer des observations conjointes ou mener des opérations de rendez-vous ».
Pour rappel, sur Terre, la définition de l’heure n’est pas aussi simple qu’on pourrait le penser. Il existe plusieurs référentiels – TAI ou Temps atomique international, UT1 ou Temps universel, UTC ou Temps universel coordonné… – et même la définition même de la seconde est en cours de refonte (prévue pour 2030).
Une définition pas si évidente
Mais quelle base prendre ? La solution n'est pas évidente. Une horloge ne tourne pas à la même vitesse sur la Lune, gagnant environ 56 microsecondes par jour par rapport à une horloge placée sur Terre, à cause de la différence d’attraction gravitationnelle entre les deux astres. Et sa vitesse varie en fonction de sa position sur notre satellite naturel. Elle est même encore différente quand l'horloge est en orbite lunaire. Alors, doit-on fixer une heure lunaire indépendante de celle sur la Terre ou doit-on plutôt utiliser un fuseau spécial coordonné avec le système international terrestre UTC ?
« Bien sûr, le système horaire convenu devra également être pratique pour les astronautes », explique Bernhard Hufenbach, un membre 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, dont une nuit lunaire glaciale de quinze jours [...] Mais après avoir établi un système de temps pour la Lune, nous pourrons faire de même pour d'autres destinations planétaires. »
La réunion qui a eu lieu en novembre dernier n'est que le début de la discussion. Mais « les décisions doivent être prises bientôt », alarme Patrizia Tavella, directrice du département du Temps au Bureau International des Poids et Mesure, interrogée par la revue scientifique Nature. Selon elle, si une heure lunaire officielle n'est pas établie, les agences spatiales et les entreprises privées trouveront leurs propres solutions.
Opportunité d'un standard de système de localisation lunaire
La définition de cette heure lunaire fait aussi partie d'une discussion plus vaste pour mettre en place un standard de système de localisation lunaire par satellites. Pour l'instant, les missions lunaires envoient leurs positions par signaux radio vers la Terre à certains moments. Mais l'augmentation des missions rendra ce fonctionnement inefficace.
Les agences européenne et américaine ont déjà chacune un projet de localisation lunaire par satellites : Moonlight pour l'ESA et Lunar Communications Relay and Navigation Systems (LCRNS) pour la NASA. Ici, l'idée est de reproduire ce qui existe sur Terre où plusieurs systèmes (GPS, Galileo…) peuvent être utilisés par un même appareil. Les deux agences collaborent autour d'un projet de réseau standardisé nommé LunaNet, permettant d'instaurer des règles pour les satellites de localisation, les communications et les infrastructures informatiques qu'elles espèrent voir devenir un système international.
Commentaires (34)
#1
ce décalage est théorique / calculé ou il est mesuré? si il est mesuré je suis curieux de savoir comment on mesure ce genre de comportement.
#1.1
Tu parles des 56 µs/jour ? C’est un effet relativiste. Je ne sais pas si on l’a déjà mesuré sur la Lune, mais ça se modélise via les équation de la relativité.
Sur Terre (ou presque), on a pu mesurer de tels décalages en envoyant des horloges atomiques en orbite et en les comparant à des horloges identiques restées au sol. Ce décalage doit d’ailleurs être pris en compte pour les systèmes de positionnement, comme le GPS.
#1.3
Je crois qu’on l’a même mesuré entre le niveau du sol et le dernier étage d’un immeuble…
#1.2
Pour la petite histoire, j’ai déjà lu que les militaires américains avaient moyennement confiance en la relativité restreinte, et avaient demandé aux concepteurs du GPS de prévoir deux versions du code : une sans et une avec les corrections relativistes. Spoiler : celle qui marche, c’est celle avec.
#2
International ou interplanétaire du coup ? Même s’il s’agit de la lune, l’idée est bien de concevoir une base utilisable à plus large échelle, donc le terme ne serait pas forcément usurpé.
Il doit y avoir un modèle théorique, et pour des mesures réelles, des instruments sur la lune. C’est le même problème/principe que les satellites du GPS (déplacement à 4 km par seconde) qui sont traqués et mis à jour régulièrement sans quoi le système partirait en sucette au bout de qql jours (1 µs de décalage entre les récepteurs terrestres et les satellites = 300 mètres d’erreur dans le calcul de la distance entre eux, sans compter tous les problèmes d’éphémérides sur des décalages plus importants).
#3
Journal de bord du capitaine - Date stellaire 4956.2 …
#3.1
Si c’est pour la lune, c’est toujours planétaire.
En tout cas, il n’est pas question de 2 planètes.
Du coup je dirais plutôt universel. Ca prend en compte les planètes, les satellites, les comètes et autres galaxies.
#4
On ne le dira jamais assez : Star Trek a déjà tout inventé
#5
Eh non, puisque la date stellaire, c’est relatif à l’étoile (le soleil, en l’occurrence). Mais comme la Terre et la Lune se déplacent par rapport au soleil, leur temps ne s’écoule pas à la même vitesse. Et c’est bien là tout le problème.
#6
#7
Un système à base de temps UTC pour toute la lune, avec un rattrapage tous les X mois semble simple et efficace.
Reste surtout à ce que tout le monde l’utilise là-haut, et là c’est beaucoup de politique !
#8
Moi ce que j’en dis, c’est que ça va être le boxon quand il faudra gérer ces timezones lunaires dans les logiciels. Comme si les timezones terrestres donnaient déjà pas assez de peine.
#8.1
Oh ça ce sera le problème des développeurs Lunniens.
Bon sauf quand on aura un interplanetnet partagé et qu’ils viendront troller sur NXi.
#9
Je ne comprends pas où est le problème. Ne suffit il pas de convenir que l’heure lunaire est l’heure terrestre universelle UTC ? Si le temps n’est pas le même sur la Lune que sur Terre il est facile d’en tenir compte comme le font déjà les satellites GPS.
De toute façon, le cycle de vie des colons lunaires ne devrait pas différer des terriens faute de pouvoir s’adapter aux longues journées lunaires.
#10
Bah non, si tu as de l’électronique embarquant leur propre RTC bah le rattrapage tous les mois, ce n’est pas franchement la joie :-/ La question n’est pas d’avoir des heures terrestres pour que les astronautes ne soient pas dépaysés, la question est d’avoir une définition du temps faible qui ne dérivera pas et permettra une grande précision.
#11
Une petite couche d ‘heure d’été / heure d’hiver en prime ?
#12
La latence va être sympa.
#13
Bah on va redécouvrir les joies du cache.
#14
En effet, le cycle humain ne devrait pas différer. Et, sur l’ISS, https://fr.wikipedia.org/wiki/Station_spatiale_internationale#Emploi_du_temps_de_l’%C3%A9quipage">l’heure légale est UTC (ce qui doit cependant nécessiter des ajustements relativistes et poser des soucis de décalage horaire par rapport à des équipes au sol, notamment pour le Japon).
Je pense que le souci concerne plutôt la synchronisation précise des machines entre la Terre, les orbites terrestres (ISS, GNSS…), la base lunaire Artemis, et les orbites lunaires (station Gateway, GNSS lunaire…)
A priori, rien d’insurmontable techniquement, mais il faut se mettre d’accord et établir le protocole commun.
#15
De mémoire c’était 1ns entre le pied et en haut de l’Empire state Building
#16
Pas de FPS en ligne alors :-P
#16.1
si, mais en cache !
—-> []
#17
#18
Avec les dernières horloges atomiques dans le domaine optique (et non plus micro-ondes), on voit même la différence avec 1 gros mètre de différence de hauteur (cf Roland Lehoucq entre autres), du fait de la très faible différence de gravité. La précision de ces horloges est hallucinante, je ne sais plus si on est à 10^-16 ou encore plus faible (màj : on pense atteindre 10^-18 ! ).
1 ns de décalage tous les combien ?
(parce que sinon ça ne veut rien dire)
#18.1
Ben si les mesures ont été faites depuis la rue jusqu’au toit (sans tenir compte de la flèche donc) de l’E.S. Building, ça fait 381 m.
Ça nous fait donc un décalage de 1ns tous les 381 m.
Le flèche elle, se termine à 443,2 m du sol.
Si j’ai bien tout compris.
Dans le cas contraire, je décline toute responsabilité, et demande l’asile aux Bahamas.
#19
La question d’OlivierJ n’est pas le décalage par mètre mais par unité de temps : un décalage d’une nanoseconde n’est pas le même s’il prend une année ou une seconde à se faire.
#20
Ça ne veut toujours rien dire. 1 ns de décalage tous les combien de temps ? Toutes les secondes, minutes, heures, jours, mois, années ?
#20.1
(J’ai pourtant lu pas mal de trucs sur la Relativité, ça aurait du me faire réchéflir…)
#21
Impressionnant ! Avec 6 mm de décalage, on a mesuré l’équivalent d’une seconde de décalage après 300 milliard d’années (An atomic clock measured how general relativity warps time across a millimeter)
Par contre, j’ai rien trouvé à propos de l’expérience avec l’Empire State Building. C’est pas juste un calcul à partir du modèle ?
#22
Ta réponse n’est pas fausse le décalage dépend de la différence d’altitude, mais the_frogkiller indiquait déjà que c’était entre le pied et en haut de l’Empire state Building (sans préciser la valeur exacte certes).
Par contre, on ne doit certainement pas pouvoir parler de décalage temporel par mètre d’altitude, car la gravité varie en 1/x² avec l’altitude. Il n’y aura donc par exemple pas le même décalage temporel entre le pied et le haut de l’ESB, qu’entre le sommet de l’Himalaya et 381m plus haut.
#23
Oh, ce n’était pas réellement une connerie, tout au plus un malentendu. Et, comme le dit Mihashi, la gravité dépend en effet de l’altitude.
Elle dépend même d’un paquet de choses. En suivant le lien, tu peux d’ailleurs voir une animation de la Terre montrant les variations de gravité à la surface.
#23.1
Wooofff ! (?) Moi content. Moi apprendre science Terrienne. Moi prêt pour insémination finale de gènes aliens.
#24
Oui en effet cela devait être du ns/an dans mes souvenirs
#25
Notre heure est basée sur notre position par rapport au soleil. Les fuseaux horaires de la lune devraient donc être basés sur leur position par rapport à la terre :)
Du coup, pour ceux qui habite du coté toujours au zhénit, c’est toujours midi, donc c’est toujours l’heure de l’APEROOOOO!!!!!