Relativité et proposition de norme de temps lunaire

Grâce aux travaux d’Albert Einstein, le gouvernement américain envisage d’établir un fuseau horaire officiel pour la Lune. Cette initiative ne vise pas principalement à résoudre le décalage horaire des voyages aériens ; elle est plutôt motivée par l’impact de la gravité sur le temps, qui peut perturber considérablement les technologies hautement précises.

Les personnes ayant voyagé sur de longues distances ont sans aucun doute connu l’inconvénient des changements de fuseaux horaires. Passer d’un fuseau horaire à un autre implique la corvée de régler les montres, de garantir la ponctualité aux rendez-vous et de faire face aux effets frustrants du décalage horaire, qui peuvent persister pendant des jours.

Cependant, il y a une raison derrière cette gêne. Historiquement, le temps était déterminé en observant le midi local et en ajustant les horloges en conséquence. Cette méthode suffisait à une époque où les horloges manquaient de précision et où les légères différences entre les villes étaient négligeables.

Les vitesses ferroviaires et le temps

Cependant, avec l’avènement des chemins de fer et des trains voyageant à des vitesses pouvant atteindre 40 mi/h (64 km/h), même de légères déviations dans le temps pourraient entraîner des collisions catastrophiques.

Pour éviter de tels désastres, des conventions ont été établies au 19e siècle, instituant des fuseaux horaires avec des normes standardisées. Au 20e siècle, ce concept a évolué davantage.

Alors que, pour des raisons pratiques, nous percevons généralement le temps comme lié à la rotation de la Terre et à son orbite autour du Soleil, aligner précisément la journée sur l’année est extrêmement difficile. De plus, divers facteurs influencent la rotation de la Terre, entraînant des fluctuations dans la durée d’une journée.

Par conséquent, la seconde est devenue l’unité fondamentale de mesure du temps, déterminée par la fréquence de transition hyperfine non perturbée de l’état fondamental de l’atome de césium 133 telle que mesurée par un réseau d’horloges atomiques dans le monde entier.

Il est conseillé de ne pas s’attarder là-dessus.

Le manque de standardisation du temps lunaire lors des premières missions

Pendant les années 1960, lorsque les missions vers la Lune ont commencé, la question de la standardisation du temps ne s’est jamais posée. Même aujourd’hui, chaque nation lançant un vaisseau spatial vers la Lune suit généralement l’heure locale du centre de contrôle de la mission ou le Temps moyen de Greenwich (GMT).

Cependant, à mesure que la fréquence des missions lunaires prévues augmente chaque année et que leur complexité augmente, la nécessité d’un temps lunaire standardisé s’est fait jour.

La raison derrière cette exigence n’est pas principalement liée à la mesure du temps conventionnel; elle est plutôt liée aux complexités des systèmes électroniques et aux influences gravitationnelles. C’est là que la pertinence du travail d’Albert Einstein devient évidente.

Si vous avez fait attention pendant le cours de physique, vous vous souviendrez peut-être de la théorie de la relativité d’Einstein, qui stipule que si un vaisseau spatial se déplace près de la vitesse de la lumière, le temps semble ralentir pour un observateur extérieur par rapport aux passagers à bord.

Ce qui est moins connu, c’est qu’un effet similaire de dilatation du temps se produit dans un champ gravitationnel. Plus le champ gravitationnel dans lequel vous êtes immobile est fort, plus le temps semble ralentir d’un point de vue extérieur.

Bien que cet effet soit généralement minuscule, il est mesurable et peut avoir des implications pratiques. Par conséquent, la norme pour la mesure du temps sur Terre est fixée au niveau de la mer à un endroit spécifique.

C’est là que le concept de temps standard de la Lune devient pertinent. Sur Terre, une horloge moyenne fonctionne 58,7 microsecondes par jour terrestre de moins qu’une horloge correspondante sur la Lune.

Signification de la Disparité Temporelle dans les Missions Lunaires Collaboratives

Cette disparité n’a pas beaucoup d’importance pour les missions lunaires indépendantes, mais elle devient significative lorsque les missions collaborent ou lorsque des satellites sont utilisés pour la navigation en orbite lunaire. Ces microsecondes pourraient faire la différence entre le succès et l’échec, surtout dans les missions impliquant des astronautes.

Pour résoudre ce problème, les États-Unis, par le biais de leur Office de la politique scientifique et technologique de la Maison Blanche (OSTP), exhortent la NASA, ainsi que les départements du Commerce, de la Défense, d’État et des Transports, à établir un Temps Lunaire Coordonné (LTC).Cela servirait d’équivalent lunaire du Temps Universel Coordonné (UTC), la norme de temps acceptée mondialement pour réguler les horloges et le temps sur Terre, assurant la compatibilité entre différents systèmes.

Objectifs de la chronologie et de la standardisation internationale

L’initiative devrait s’étendre sur une décennie, avec des jalons initiaux fixés au 31 décembre 2026. L’objectif ultime est de faire de cela une norme internationale à travers des forums existants, y compris les nations partenaires des Accords Artemis.

Une telle norme permettrait aux engins spatiaux de collaborer en toute sécurité, d’améliorer la précision des systèmes de navigation et d’éliminer les divergences de marquage temporel dans les instructions transmises entre la Terre et la Lune. Sans un tel système, le risque d’erreurs dues à des mesures contradictoires pourrait augmenter.

Steve Welby, directeur adjoint de l’OSTP pour la sécurité nationale, a souligné l’importance de l’établissement de normes temporelles célestes pour la sécurité et la précision des missions spatiales.

Il a souligné comment le temps s’écoule différemment dans différentes parties de l’espace en raison des variations gravitationnelles, soulignant la nécessité d’une définition cohérente du temps pour assurer l’interopérabilité entre les différentes entités et partenaires internationaux impliqués dans les entreprises spatiales.

---

Lisez l’article original sur : New Atlas

Lire la suite : NASA a déformé un astéroïde par un impact violent