Développement d'une horloge à réseau optique à atomes de strontium pour la mission SOC à bord de l'ISS

International audienceUltra-precise optical clocks in space will allow new studies in fundamental physics and astronomy. Within an European Space Agency (ESA) program, the Space Optical Clocks (SOC) project aims to install and to operate an optical lattice clock on the International Space Station (ISS) towards the end of this decade. It would be a natural follow-on to the ACES mission, improving its performance by at least one order of magnitude. The payload is planned to include an optical lattice clock, as well as a frequency comb, a microwave link, and an optical link for comparisons of the ISS clock with ground clocks located in several countries and continents. Within the EU-FP7-SPACE-2010-1 project no. 263500, during the years 2011-2015 a compact, modular and robust strontium lattice optical clock demonstrator has been developed. Goal performance is a fractional frequency instability below 1x10^{-15}, tau^{-1/2} and a fractional inaccuracy below 5x10^{-17}. Here we describe the current status of the apparatus' development, including the laser subsystems. Robust preparation of cold {88}^Sr atoms in a second stage magneto-optical trap (MOT) is achieved.Des horloges optiques ultra-précises envoyées dans l'espace permettront de nouvelles avancées dans les domaines de la physique fondamentale et de l'astronomie. Le projet « Horloges optiques spatiales » (SOC pour Space Optical Clocks), qui fait partie d'un programme de l'Agence spatiale européenne (ESA), a pour but d'envoyer et de faire fonctionner une horloge à réseau optique à bord de la station spatiale internationale (ISS) vers la fin de la décennie. Cette mission serait un successeur de la mission ACES, avec une performance au moins dix fois meilleure. Il est prévu que la charge utile inclue une horloge à réseau optique ainsi qu'un peigne de fréquences, un lien micro-onde et un lien optique pour comparer cette horloge avec d'autres situées sur Terre, dans plusieurs pays et continents. Entre 2011 et 2015, un démonstrateur d'horloge à réseau optique utilisant des atomes de strontium, compact, modulaire et robuste a été développé dans le cadre du projet 263500 EU-FP7-SPACE-2010-1. La performance visée est une stabilité de fréquence fractionnelle meilleure que 1x10^{-15}, tau^{-1/2} et un exactitude fractionelle meilleure que 5x10^{-17}. Dans cette article, nous décrivons l'état d'avancement du développement du dispositif, incluant les sous-systémes laser. La préparation d'atomes froids de 88Sr dans un piège magnéto-optique sur raie étroite est démontrée