Galileo se prépare à décoller: Nature News

Galileo, le plus grand programme jamais lancé par l’Agence spatiale européenne (ESA), entrera dans sa dernière phase avec le lancement de deux satellites de navigation le 20 octobre. Ils rejoindront deux satellites de test déjà en orbite, permettant les premiers tests du réseau Galileo, rival du système américain de positionnement global (GPS).

Les scientifiques européens suivent de près les progrès du programme, espérant que la constellation de satellites permettra des recherches nouvelles ou améliorées. Nature explique ce que les derniers lancements signifient pour Galileo et la communauté scientifique.

Comment fonctionne la navigation par satellite?

Tout est dans le timing. Les satellites de navigation transportent des horloges ultra-précises qui transmettent régulièrement l’heure et leurs positions orbitales à la Terre. Les signaux voyagent à la vitesse de la lumière et arrivent à la surface de la Terre après un très petit délai. En comparant les heures d’arrivée des signaux de différents satellites, un récepteur peut déterminer à quelle distance il est de chacun et en déduire sa propre position sur Terre.

Qu’est-ce que Galileo?

Galileo est le système européen de navigation par satellite. Le réseau, d’un coût de plus de 5 milliards d’euros (6,93 milliards de dollars), comprendra à terme jusqu’à 27 satellites opérationnels et trois pièces de rechange dans trois plans orbitaux. Les satellites de test lancés demain permettront pour la première fois aux opérateurs de tester le système, y compris ses stations au sol.

En quoi Galileo est-il différent des systèmes existants, tels que le GPS?

La réponse courte est que Galileo n’est pas si différent du GPS ou du système russe GLONASS. Mais il a quelques astuces dans sa manche. Galileo diffusera sur une gamme de fréquences plus large que d’autres systèmes, et les premiers satellites porteront des horloges basées sur des masers à hydrogène – des dispositifs qui exploitent une transition ultra-stable dans les atomes d’hydrogène pour obtenir des précisions jusqu’à cinq fois meilleures que la norme GPS actuelle.

Comment les scientifiques utiliseront-ils Galileo?

Les systèmes de navigation par satellite sont extrêmement importants pour la science, déclare Bertram Arbesser-Rastburg, chef de la division électromagnétique et espace-environnement à l’ESA. Les chercheurs utilisent le GPS et le GLONASS pour tout, du suivi de la faune à l’étude du mouvement des plaques tectoniques; les scientifiques du monde entier utiliseront Galileo pour des mesures similaires.

Dans de nombreux domaines, Galileo renforcera les mesures existantes, déclare Seth Gutman, scientifique atmosphérique au Laboratoire de recherche sur le système terrestre de la National Oceanic and Atmospheric Administration des États-Unis à Boulder, au Colorado. Les signaux des satellites de navigation sont souvent utilisés pour étudier l’atmosphère, et la capacité de surveiller les changements atmosphériques “dépend fortement du nombre de satellites qui transmettent des signaux, de leur emplacement dans l’espace et du temps et du nombre de récepteurs sur Terre qui suivent ces signaux. “, dit Gutman. Galileo augmentera les informations du GPS et du GLONASS.

Galileo pourra-t-il faire tout ce que le GPS ne peut pas faire?

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Pour certaines applications, Galileo se démarque. Par exemple, les scientifiques souhaitent utiliser des satellites de navigation pour mesurer les caractéristiques de la surface de la Terre. En surveillant le signal satellite réfléchi qui brille sur l’eau ou la terre, les chercheurs peuvent effectuer des mesures spécifiques de choses telles que le niveau de la mer et l’humidité du sol. Étant donné que Galileo fonctionne sur une bande passante plus large que le GPS, il fournira des mesures de réflexion plus précises.

Quel autre potentiel scientifique possède Galileo?

Les horloges de Galileo pourront tester certaines théories alternatives de la gravité, selon Jorge Páramos, physicien à l’Institut technique supérieur de Lisbonne. Des horloges beaucoup plus précises que celles des satellites Galileo actuels permettraient des vérifications fondamentales des prédictions d’Einstein sur la façon dont la masse de la Terre déforme l’espace-temps. Cependant, on ne sait pas si des horloges aussi précises seront jamais développées pour Galileo, car elles n’auraient que peu de valeur commerciale.

Que se passe-t-il maintenant?

Deux autres satellites seront lancés en 2012 et d’ici 2015 environ, suffisamment de satellites devraient être en orbite pour fournir certains services initiaux. L’ESA vise à mettre en orbite la totalité de la constellation de 30 satellites d’ici la fin de la décennie.