GEOLOCALISATION

Dans l’espace, le temps atomique suisse s’est arrêté

Dix horloges atomiques de la société neuchâteloise Spectratime, installées sur les satellites du système de géolocalisation européen Galileo, sont tombées en panne. Sans que l’ESA sache, pour l’heure, pourquoi

Quelque chose ne tourne plus rond dans l’espace. Alors qu’il est prêt à proposer ses services, le système de géopositionnement européen Galileo connaît un nouveau revers: neuf horloges atomiques, à bord des 18 satellites qui constituent actuellement sa constellation, semblent être en panne. Des instruments qui ont été fabriqués par l’entreprise Spectratime, basée à Neuchâtel et filiale du groupe français Orolia, spécialisé dans la mesure du temps et les balises de détresse. «Ce n’est pas agréable, a admis mercredi Jan Woerner, directeur général de l’Agence spatiale européenne (ESA). Mais cela montre l’importance de miser sur la redondance.»

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Chaque maillon du réseau Galileo contient en effet non pas une, mais quatre horloges atomiques, tant cet élément est crucial. Afin de mesurer une position à la surface de la Terre avec une grande précision, il s’agit de quantifier le temps parcouru par des ondes radio circulant entre le sol et les satellites. Et ceci également avec une exactitude immense. «En tenant compte de la théorie de la relativité d’Einstein», qui influe sur l’écoulement du temps sur les objets en mouvement très rapide comme les sondes spatiales, «l’erreur de distance [au sol] peut se monter à 500 mètres en une seule heure sans les bons outils pour mesurer le temps», a expliqué Jan Woerner.

Deux sortes d’horloges atomiques

Un chronomètre idoine est l’horloge atomique. Il en existe de deux sortes, qui fonctionnent tantôt selon les oscillations d’atomes de rubidium, tantôt avec des masers (sorte de laser) à hydrogène. La seconde est la plus précise, puisqu’elle ne dévie que d’un milliardième de seconde (nanoseconde) par jour, ce qui équivaut à perdre ou à gagner une seconde tous les 2,7 millions d’années. La première est 10 fois moins précise. Chaque élément du système Galileo contient deux de chacune de ces horloges atomiques, toutes fabriquées par Spectratime pour un contrat dépassant les 30 millions d’euros. Nommée d’abord Temex, cette spin-off de l’Observatoire de Neuchâtel a été fondée en 1995 par Pascal Rochat, et est devenue une référence mondiale en la matière.

Ce qu’il faut, c’est qu’une seule au moins par satellite fonctionne! Aujourd’hui, aucun d’entre eux n’est défini comme inactif

«La situation est que dix de ces horloges [sur les 72 dans l’espace] ne fonctionnent plus», a d’abord indiqué Jan Woerner. Avant de préciser que l’une d’elles avait pu être remise en marche lundi. Plus ennuyeux, deux de ces horloges se trouvent sur le même satellite. «Mais ce qu’il faut, c’est qu’une seule au moins par satellite fonctionne! Aujourd’hui, aucun d’entre eux n’est défini comme inactif», a tempéré le directeur de l’ESA. De plus, la constellation Galileo devrait contenir au final 32 éléments l’horizon, dont deux étaient de toute manière prévus pour servir de réserve. Si bien que «le caractère opérationnel du système n’est pour l’heure pas affecté. Toutefois – nous ne sommes pas aveugles – nous devons faire attention au cas où cette défaillance serait de nature systématique».

Causes du problème inconnues

Car les causes du problème n’ont pas encore pu être identifiées; peut-être se situent-elles d’ailleurs non dans les horloges, mais dans leur environnement sur le satellite. Contactée par Le Temps, Spectratime se refuse à tout commentaire, renvoyant à l’ESA. «Les défaillances des horloges au rubidium semblent avoir une signature consistante, liée à de probables courts-circuits ainsi que possiblement une procédure de test effectuée au sol», répond dans un e-mail Paul Verhoef, directeur du programme Galileo.

Selon le quotidien français La Tribune, plusieurs des horloges atomiques à rubidium de la société neuchâteloise qui équipent aussi depuis 2008 le système de géolocalisation indien IRNSS connaîtraient des problèmes similaires. «Les comportements sont différents selon les satellites, commente Jan Woerner. Mais nous échangeons des informations» avec les Indiens.

La question qui se pose désormais concerne la pertinence de lancer, dès cet automne, les 14 derniers satellites Galileo. Oui et non, a répondu Jan Woerner: «Nous pouvons attendre d’identifier la cause, mais cela peut signifier une réduction des capacités de Galileo au cas où d’autres horloges [déjà dans l’espace] tombaient en panne. Ou l’on peut poursuivre les lancements, et assurer voire augmenter les possibilités du système, mais ceci en prenant le risque de ne pas considérer un problème systématique.» «Il y a un consensus pour dire qu’une modification est requise sur les horloges à rubidium qui doivent être lancées sur les huit satellites Galileo en construction ou en test», estime Paul Verhoef.

Dévoiler des secrets industriels?

Pour un observateur du domaine spatial qui souhaite garder l’anonymat, la solution pourrait passer par la comparaison du fonctionnement des horloges de Galileo avec celles installées sur d’autres systèmes similaires, tels qu’en Inde, aux Etats-Unis (le GPS) mais aussi en Chine, de manière à avoir un échantillon de données assez important. Mais cela impliquerait alors peut-être, dit-il, de devoir dévoiler quelques-uns des secrets industriels de la technologie helvétique.

«Personnellement, je suis partisan de ne pas retarder» le déploiement de la constellation, a conclu de son côté, mercredi, Jan Woerner. Le programme Galileo, qui devrait coûter au total 10,2 milliards d’euros (et auquel la Suisse participe à hauteur d’environ 40 millions par an), a connu de nombreux retards et problèmes depuis son lancement en 1999; il devait alors être opérationnel en 2008. Deux satellites ont notamment été placés sur des orbites incorrectes.

Système ambitieux

Le système européen se veut plus performant que celui de ses concurrents principaux, américain (GPS) et russe (GLONASS), avec une précision locale de l’ordre du mètre. Par ailleurs, un service payant rendra possible une localisation de l’ordre du centimètre. Enfin, selon l’AFP, une poignée de privilégiés, possesseurs des quelques smartphones compatibles avec le système Galileo (dont l’Aquaris X5 du constructeur espagnol BQ) peut déjà capter le nouveau signal.

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