The ACES/PHARAO space mission

Philippe Laurent; Didier Massonnet; Luigi Cacciapuoti; Christophe Salomon

doi:10.1016/j.crhy.2015.05.002

The ACES/PHARAO space mission

Philippe Laurent ¹; Didier Massonnet ²; Luigi Cacciapuoti ³; Christophe Salomon ⁴

¹ SYRTE, CNRS UMR 8630, Observatoire de Paris, LNE, UPMC, 61, avenue de l'Observatoire, 75014 Paris, France
² CNES, Centre spatial de Toulouse, 18, avenue Édouard–Belin, 31401, Toulouse, France
³ European Space Agency, ESTEC, Noordwijk, ZH 2200 AG, The Netherlands
⁴ Laboratoire Kastler–Brossel, ENS–PSL Research University, CNRS, UPMC, Collège de France, 24, rue Lhomond, 75005 Paris, France

Comptes Rendus. Physique, The measurement of time / La mesure du temps, Volume 16 (2015) no. 5, pp. 540-552.

Abstract
Résumé

Proposed in 1997, the ACES/PHARAO experiment is a space mission in fundamental physics with two atomic clocks on the International Space Station, a network of ultra-stable clocks on the ground, and space-to-ground time transfer systems. The ACES flight instruments are near completion and launch in space is planned for the first half of 2017 for a mission duration of three years. A key element of the satellite payload is a cold-atom clock designed for microgravity environment, PHARAO, operating with laser-cooled cesium atoms. Here we first report on the design and tests of the PHARAO flight model, which is now completed and ready for launch. We then briefly present the status of development of the other instruments of the ACES payload, the Space Hydrogen Maser, the microwave time-transfer system (MWL), and the laser time transfer ELT.

Proposée en 1997, l'expérience ACES/Pharao est une mission spatiale en physique fondamentale avec deux horloges atomiques sur la Station spatiale internationale, un réseau d'horloges ultra-stables à terre et de systèmes de transfert de temps de l'espace jusqu'au sol. Les instruments de vol ACES sont proches de l'aboutissement et leur lancement dans l'espace est planifié pour la première moitié de 2017 pour une durée de mission de trois ans. Un élément-clé de la charge utile du satellite est une horloge atomique à atomes froids conçue pour la microgravité, Pharao, qui fonctionne avec des atomes de césium refroidis par laser. Nous commençons par décrire la conception et les essais du modèle de vol Pharao, qui est maintenant opérationnel et prêt pour le lancement. Nous présentons ensuite brièvement l'état de développement des autres instruments de la plateforme ACES, le maser passif à hydrogène, le système de transfert de temps par liaisons micro-ondes (MWL) et le transfert de temps par lien laser (ELT).

Published online: 2015-05-29

DOI: 10.1016/j.crhy.2015.05.002

Keywords: Clocks, Cold atoms, Relativité, Precision measurements, Variation of the fundamental constants, Time–frequency transfer
Mots-clés : Horloges, Atomes froids, Relativité, Mesures de précision, Variation des constantes fondamentales, Transfert de temps et de fréquences

Author's affiliations:

Philippe Laurent ¹; Didier Massonnet ²; Luigi Cacciapuoti ³; Christophe Salomon ⁴

¹ SYRTE, CNRS UMR 8630, Observatoire de Paris, LNE, UPMC, 61, avenue de l'Observatoire, 75014 Paris, France
² CNES, Centre spatial de Toulouse, 18, avenue Édouard–Belin, 31401, Toulouse, France
³ European Space Agency, ESTEC, Noordwijk, ZH 2200 AG, The Netherlands
⁴ Laboratoire Kastler–Brossel, ENS–PSL Research University, CNRS, UPMC, Collège de France, 24, rue Lhomond, 75005 Paris, France

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Philippe Laurent; Didier Massonnet; Luigi Cacciapuoti; Christophe Salomon. The ACES/PHARAO space mission. Comptes Rendus. Physique, The measurement of time / La mesure du temps, Volume 16 (2015) no. 5, pp. 540-552. doi : 10.1016/j.crhy.2015.05.002. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2015.05.002/

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