le principe
La méthode repose sur le principe fondamental que la lumière se déplace à une vitesse constante (environ 299 792 458 mètres par seconde dans un vide). En mesurant précisément le temps nécessaire à une impulsion légère pour voyager d'un satellite à un autre et vers le dos, nous pouvons calculer la distance.
le processus
1. Transmission d'impulsions laser: Un laser sur un satellite émet une courte impulsion de lumière vers l'autre satellite.
2. Réflexion: L'autre satellite possède un rétroréflecteur, un appareil conçu pour refléter directement la lumière à la source. Cela garantit que le faisceau lumineux parcourt le même chemin dans les deux sens.
3. Mesure du temps: Une horloge très précise sur le premier satellite mesure le temps nécessaire à l'impulsion laser pour se rendre au deuxième satellite, réfléchir sur le rétroréflecteur et revenir.
4. Calcul de distance: Connaissant la vitesse de la lumière et le temps de trajet aller-retour, nous pouvons calculer la distance en utilisant la formule suivante:
Distance =(vitesse de la lumière x temps) / 2
Considérations clés
* Précision: La précision de cette mesure dépend de la précision de la mesure temporelle et de la stabilité de la fréquence du laser.
* Effets atmosphériques: L'atmosphère peut légèrement affecter la vitesse de la lumière, de sorte que des corrections doivent être apportées.
* Relativité: Pendant de très longues distances, les effets de la théorie de la relativité d'Einstein deviennent importants. Ces effets sont pris en compte dans des mesures très précises.
Applications
* Navigation par satellite: Cette technique est essentielle pour le positionnement précis des satellites en orbite, crucial pour les systèmes GPS et d'autres technologies de navigation.
* Géodésie: Il aide à déterminer la forme et la taille de la Terre avec une précision extrême.
* Suivi des vaisseaux spatiaux: Il est utilisé pour suivre les vaisseaux spatiaux en orbite et au-delà.
* Distance lunaire: Le même principe est utilisé pour mesurer la distance entre la Terre et la Lune.
Exemple
Imaginez qu'une impulsion laser prend 0,0001 secondes pour se rendre dans un satellite, réfléchir et revenir.
* Temps =0,0001 secondes
* Vitesse de lumière =299 792 458 mètres par seconde
Distance =(299,792 458 m / s x 0,0001 s) / 2 =14 989,62 mètres
Par conséquent, la distance entre les deux satellites est d'environ 14 989,62 mètres (ou 14,99 kilomètres).
