Présentation de l'expérience T2L2

INTRODUCTION

L'expérience LASSO, lancée sur MeteoSat-P2, permit en 1992 de valider le concept de transfert de temps par lien laser mais aussi et surtout de démontrer tout l'intérêt et les potentialités d'une telle méthode pour le transfert de temps de grande précision. Des transferts de temps furent réalisés entre l’OCA et la station de MacDonald (Texas, USA) avec une précision inférieure à 100ps et une exactitude de 1.5ns.

L'instrument T2L2, initialement pressenti pour voler sur la mission MIR en 1999 puis avec la mission ACES, a finalement été accepté en 2005 par le Centre National d'Études Spatiales (CNES) pour être embarqué comme passager sur le satellite d'altimétrie Jason-2 (voir "Bilan de liaison T2L2" dans Documents).

Jason-2 a été lancé avec succès le 20 juin 2008, et l'instrument T2L2 a été mis en marche le 25 juin. Après une courte période de vérification, l'instrument a commencé à acquérir des données (pulses laser détectés et venant des stations de télémétrie laser du réseau ILRS, International Laser Ranging Service, site).

Aujourd'hui, le projet T2L2 a pour objectif de réaliser des transferts de temps avec une stabilité meilleure que une picoseconde et une exactitude sub-nanoseconde.

L’Observatoire de la Côte d’Azur a adapté les techniques de télémétrie laser sur les satellites artificiels et sur la Lune aux besoins du transfert de temps et a développé des liens laser dédiés à la synchronisation d'horloges distantes.
	Station de télémétrie laser MéO de l'OCA.

L'association de T2L2 à la mission Jason-2 permet de construire une synergie avec la caractérisation de la référence de fréquence du système de positionnement DORIS et la restitution d'orbite par télémétrie laser une voie. Jason-2 représente une excellente opportunité car son altitude élevée permet d'envisager des transferts sur des temps d'intégration très longs dans un mode de vues communes pour la plus part des liens continentaux.

Satellite JASON-1.

PRINCIPE

La vocation principale de l’instrument T2L2 est de permettre la comparaison et le suivi d’horloges distantes, qu’il s’agisse d’une horloge dans l'espace par rapport à une horloge au sol ou de deux (ou plusieurs) horloges au sol. Le moyen utilisé pour établir un lien entre ces horloges est la transmission et la datation d’impulsions laser. Pour cela, le système repose sur un instrument embarqué, associé à une horloge, et sur un réseau de stations au sol équipées d’horloges et de moyens de télémétrie laser.

Une station au sol tire en direction du satellite en enregistrant les dates de départ des impulsions laser dans leur temps local. A bord du satellite, l'instrument T2L2 constitué d'un détecteur et d'un système de datation relié à l'horloge bord enregistre la date d'arrivée des photons dans le temps de bord. Un système de rétro-réflexion, complément de l'équipement embarqué, renvoie une partie des photons vers la station sol qui enregistre alors leur date de retour dans son temps local. Les dates de départ et de retour sont mesurées de façon exacte par rapport aux horloges au sol, les dates d'arrivée sur le satellite sont données par rapport à une référence arbitraire.

Connaissant les dates de départs et de retour, ainsi que la date d'arrivée à bord du satellite, d'une même impulsion laser, les équations horaires du système nous permettent alors de calculer le décalage entre l'horloge du satellite et celle de la station au sol.

Si l’expérience est menée avec plusieurs stations de télémétrie, il est alors possible de réaliser un transfert de temps sol-sol entre les horloges des différentes stations, et ainsi d'en déduire le décalage entre celles-ci. Lorsque les stations laser sont en vue commune, seule la stabilité sur le court terme (<1s) de l'horloge de bord est mise à l'épreuve et celle-ci peut être de qualité moindre. Dans cette situation le satellite joue simplement le rôle de relais entre les différentes stations de télémétrie par laser.

::HAUT::