Ce qui ressemble à une sculpture abstraite est en fait l'équivalent laser d'un diapason - au service d'une nouvelle génération d'instruments spatiaux.

"Il s'agit d'une 'cavité de référence stabilisatrice optique', à travers lequel la lumière laser est contenue entre une paire de miroirs super-polis maintenus à une distance précise l'un de l'autre, " explique le physicien de l'ESA Eamonn Murphy.

"Cette lumière laser est ensuite utilisée pour verrouiller la fréquence du laser - et l'empêcher de dériver - dans un principe similaire à un diapason, appliqué aux instruments de musique.

De tels lasers serviront au cœur des « horloges atomiques optiques » de prochaine génération, l'amélioration des horloges atomiques micro-ondes actuelles utilisées pour la synchronisation et la navigation, ainsi que l'activation de détecteurs de gravité ultrasensibles.

Cette cavité cubique de 5 cm a été développée pour l'ESA par le National Physical Laboratory, NPL, qui est l'institut national de mesure du Royaume-Uni, spécialisée dans les techniques de mesure extrêmement précises.

NPL a utilisé du verre à ultra-faible expansion, résistant au changement de taille avec la température. Un chemin a ensuite été percé au milieu, avec des miroirs placés à chaque extrémité.

La version de travail de la cavité est enfermée dans une chambre à vide pour éviter toute perturbation par les molécules d'air, suivi d'un linceul thermique pour maintenir sa température à une infime fraction de degré. Il peut ensuite être placé sur une plaque de base d'amortissement acoustique pour l'isoler davantage des microvibrations.

Cet effort a commencé en 2009 avec trois projets parallèles au sein du programme de recherche technologique de base de l'ESA, en collaboration avec les instituts de mesure nationaux en France et en Allemagne ainsi qu'au Royaume-Uni.

L'expertise et les éléments de toutes les conceptions résultantes seront bientôt intégrés dans un nouveau prototype fonctionnel, soutenu par le programme de technologie de soutien général de l'ESA, qui finalise le matériel pour l'espace.

"Notre objectif est de fournir une amélioration de six ordres de grandeur de la largeur de ligne laser par rapport aux performances laser initiales, " ajoute Eamonn, "pour maintenir une fréquence stable sans dérive, insensible aux accélérations même infimes."