Des recherches récentes menées par des physiciens du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont quantifié avec précision comment le temps s’écoule différemment sur Mars et sur Terre. Les horloges de la planète rouge tournent en moyenne 477 microsecondes (477 millionièmes de seconde) plus vite par jour que celles de la Terre. Bien qu’apparemment minime, cet écart est critique pour la coordination de missions nécessitant une précision d’une fraction de seconde sur plusieurs planètes.
Relativité et dilatation gravitationnelle du temps
La différence vient de la théorie de la relativité générale d’Einstein, qui postule que la gravité affecte le temps. Des champs gravitationnels plus forts ralentissent le temps, tandis que des champs plus faibles lui permettent de passer plus rapidement. La masse plus élevée de la Terre crée une attraction gravitationnelle plus forte, rendant le temps plus lent que sur Mars, où la gravité est plus faible en raison de sa plus petite taille. Cet effet n’est pas seulement théorique ; cela est déjà pris en compte dans des systèmes tels que les satellites GPS, où les horloges atomiques fonctionnent plus rapidement en orbite en raison de moins de gravité et de vitesse relative.
Un problème à quatre corps
Le calcul de l’heure martienne est plus complexe que l’heure lunaire, que le NIST avait précédemment standardisée. L’horloge de la Lune est affectée par l’interaction gravitationnelle entre la Terre, le Soleil et la Lune. Mais Mars implique un “problème à quatre corps”, prenant en compte le Soleil, la Terre, la Lune et et Mars. En effet, Mars a une gravité de surface plus faible (cinq fois inférieure à celle de la Terre) et une orbite plus excentrique, ce qui entraîne de plus grandes fluctuations de son potentiel gravitationnel.
Fluctuations de l’heure martienne
Le décalage horaire moyen de 477 microsecondes par jour sur Mars n’est pas constant. L’écart varie jusqu’à 266 microsecondes par jour tout au long d’une année martienne (qui dure 687 jours terrestres). En effet, l’orbite de Mars est plus elliptique que celle de la Terre, ce qui lui fait subir de plus grandes fluctuations de l’influence gravitationnelle du Soleil. De plus, le jour de Mars est plus long que celui de la Terre, une rotation complète prenant 40 minutes supplémentaires.
L’avenir du chronométrage interplanétaire
Un chronométrage précis devient essentiel pour la future exploration spatiale. À mesure que les missions humaines vers Mars deviennent plus probables, une synchronisation précise entre la Terre, la Lune et Mars sera essentielle pour la navigation, la communication et les opérations de mission. Les recherches du NIST représentent une étape essentielle vers l’établissement d’une infrastructure de chronométrage interplanétaire évolutive, garantissant une synchronisation autonome à travers le système solaire.
“Le moment est idéal pour la Lune et Mars”, explique Patla. “Nous n’avons jamais été aussi près de réaliser la vision de science-fiction d’une expansion à travers le système solaire.”
