Un GPS pour la Lune, une avancée et une prouesse plus inaccessibles

Un GPS pour la Lune, cela ne sera, d'ici peu, plus de la science-fiction. Les astronautes devraient bientôt pouvoir se géolocaliser sur la Lune. Toutes les grandes agences spatiales internationales, la Nasa en tête, tentent de relever ce défi astronomique, essentiel pour établir une future base lunaire. 

Lune © Wikimédia Commons /Luc Viatour

« Vous êtes arrivé à destination sur le pôle Sud de la Lune » : c'est l'objectif de future mission internationale Artémis de la Nasa. Mais pour y arriver, pour établir une base d'exploration et de recherche au pôle Sud de la Lune, pour que les astronautes puissent assurer leur mission en surface, les relais basiques de communication utilisés jusqu'à présent pour les missions lunaires ne suffiront pas.

Il va falloir passer à une vitesse de communication, à une précision dans la localisation, bien supérieures. À l'image de notre fameux GPS, acronyme de Global Position System, devenu essentiel dans tous les domaines de nos vies interconnectées grâce aux constellations de satellites autour de la Terre. Mais là, c'est la Lune qu'il va falloir consteller de satellites pour que les astronautes aussi puissent se géolocaliser. Ce qui pose aux scientifiques d'immenses questions. 

Comment concevoir un GPS qui marche sur la Lune ?

Il faut d'abord répondre à la question basique suivante : quelle heure est-il sur la Lune ? Et la réponse n'est pas simple. Même si l'on sait que le cycle jour/nuit sur la Lune correspond à deux semaines sur Terre, il n'y a pas encore de convention internationale autour du temps lunaire équivalent à notre temps universel sur Terre. Or, on sait combien la précision des horloges atomiques et leur synchronisation sont indispensables au bon fonctionnement des systèmes globaux de navigation par satellite (GNSS) qu'ils soient américains comme le GPS, chinois comme BeiDou, russe comme Glonass ou Galileo pour l'Europe. Ils dépendent tous de mesures d'une extrême précision, à la nano seconde près.

Or, à cause de la relativité, la Lune étant moins massive que la Terre, les horloges atomiques à sa surface tournent plus vite. Mais de combien ? De 56 microsecondes par jour exactement. C'est le calcul que viennent de faire deux physiciens de l'Institut des normes et des technologies américaines, dans une étude parue le mois dernier dans la revue Astronomical Journal : 56 microsecondes de plus par jour, cela représente une seconde de plus tous les 50 ans, entre le temps lunaire et le temps terrestre.

Il va donc falloir aussi synchroniser nos horloges et se mettre d'accord sur un temps universel lunaire, ce sur quoi travaillent toutes les agences spatiales de la planète, en collaboration plus qu'en concurrence. Car dans l'espace, pas vraiment d'autre choix, vu l'étendue de la tâche et des moyens mis en œuvre pour faire ce saut spatial et technologique.

Si la Nasa, l'agence américaine, l'Esa, l'agence européenne et Jaxa, l'agence japonaise, travaillent chacune sur des programmes spécifiques, toutes sont rassemblées dans un consortium nommé Lunanet, que la Chine et d'autres puissances spatiales pourraient rejoindre. Et ce sachant que la Chine développe elle aussi un programme de constellations de satellites de navigation lunaire et participe activement à tous les forums internationaux sur le sujet.

Plutôt qu'une nouvelle course à qui fera la première version lunaire du GPS, on peut espérer une coopération internationale, suite au récent congrès de l'Union astronomique internationale, en août au Cap en Afrique du Sud, qui a voté une résolution commune soulignant l'importance d'une telle union pour établir un temps lunaire universel et collaborer autour des futurs systèmes de navigation et de communication lunaires. Le GPS sur la Lune ? Ce pourrait être pour bientôt ! 

Source : Wired