Defense Meteorological Satellite Program

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Satellite DMSP de la série 5D2

Le Defense Meteorological Satellite Program ou DMSP est une famille de satellites météorologiques à défilement du Département de la Défense des États-Unis développée pour répondre aux besoins militaires. Une cinquantaine de ces satellites météorologiques ont été placés sur une orbite polaire entre 1962 et 2014. Au fur et à mesure des progrès techniques le programme a donné naissance à onze séries distinctes de satellites d'une sophistication et d'un cout croissant. Plusieurs tentatives de fusion avec le programme civil équivalent développé par la NASA et la NOAA aboutissent en 1994 à la mise sur pied du programme commun NPOESS mais celui-ci victime de surcouts est arrêté en 2010 avant d'avoir abouti. Un satellite DMSP a été lancé en 2014 mais le programme est arrêté et n'a pas de successeur officiel à cette date.

Historique[modifier | modifier le code]

Lancement du premier satellite DMSP-1 en mai 1962 par une fusée Scout (échec).
Lancement du premier satellite DMSP-5D par une fusée Thor (1980).

À la fin des années 1950 les États-Unis développent dans l'urgence un programme le satellites de reconnaissance Corona pour faire face à la menace soviétique. Mais la qualité des prises de vue de ces satellites est dépendante de la couverture nuageuse des régions survolées. Les concepteurs des Corona considèrent qu'il est nécessaire de disposer de satellites fournissant cette information si on veut tirer le meilleur partie de ce nouveau système. En 1961 la NASA se voit confier le développement d'une famille de satellites météorologiques pour couvrir à la fois les besoins civils et militaires dans le cadre d'un programme baptisé National Operational Meteorological Satellite System (NOMSS). Mais le Sous-secrétaire d’État chargé de l'Armée de l'Air Joseph V. Charyk, qui a également la responsabilité de l'agence de renseignement NRO n'est pas convaincu par le planning et le cahier des charges défini par la NASA. Pour pouvoir répondre aux besoins des Corona dont le premier lancement est attendu en 1962, il décide le développement rapide d'un programme de satellites météorologiques répondant aux besoins militaires qui n'a toutefois constituer qu'une solution temporaire. Le programme est baptisé DSAP (Defense Systems Applications Program) et sera plus tard rebaptisé DMSP (Defense Meteorological Satellite Program). Les études démarrent fin juillet 1961 et le premier lancement du satellite construit par RCA et dérivé du satellite météorologique expérimental TIROS est lancé le 3 mai 1962. Mais le lanceur Scout fourni par la NASA manque de fiabilité (4 échecs sur 5 lancements) et les concepteurs du satellite confient par la suite à la fusée Thor-Burner le soin de placer en orbite les satellites DMSP. Ce lanceur développé en combinant le missile Thor et des étages à propergol solide est mis au point pour le programme et ne sera quasiment utilisé que par lui[1].

En 1964 le programme se pérennise et est chargé désormais de couvrir à la fois les besoins stratégiques (satellites de reconnaissance) et tactiques (couverture météorologique locale au niveau du champ de bataille). La sixième version (DSAP-5 dont le premier exemplaire est lancé en 1970) introduit de nombreuses améliorations au niveau des capteurs. Pour répondre au nouveaux besoins le satellite, dont la masse a doublé, est désormais stabilisé 3 axes[2]. Au début des années 1970 l'architecture du satellite qui dérive toujours de celle de TIROS n'est plus adaptée aux besoins. La durée de vie de chaque satellite est trop brève (en moyenne moins d'un an) car la taille est insuffisante pour introduire suffisamment de composants redondants. Une refonte complète de la plateforme est décidée sous l'appellation DSAP-5D1. Le satellite résultant est beaucoup plus lourd (500 kg) et donc couteux. Le bureau chargé du contrôle du budget fédéral, l'OMB, intervient en 1972 pour demander une nouvelle fois la fusion des projets de satellites météorologiques civils et militaires. Un compromis est trouvé autour d'une plateforme commune aux versions civile et militaire à partir de la version DSAP-5D2. Le développement de la version 5D1 beaucoup plus complexe prend un retard de deux ans. Les deux premiers satellites de la série ont un comportement erratique en orbite et pour la première fois depuis le début du programme seule une couverture météorologique partielle est assurée en 1977 et 1978[3].

Le développement de la version 5D2, qui doit fusionner les besoins civils et militaires prend du retard. La succession rapide des responsables ne facilitent pas l'avancée du projet. La masse de la nouvelle version du satellite atteint plus de 800 kg et on doit abandonner le lanceur "militaire" Thor-Burner pour des Atlas-E "civils". Les quatre satellites 5D1 en orbite tombent successivement en panne en l'espace de quelques mois. Le dernier satellite de cette série est lancée en urgence en juillet 1980 mais les deux derniers étages du lanceur ne parviennent pas à séparer et le satellite retombe dans l'Océan Pacifique. Pour la première fois le milieu des années 1960 il n'existe plus aucun satellite militaire pour assurer la couverture météorologique et l'Armée doit se tourner vers les services météorologiques civils de la NOAA. Finalement en décembre 1982 le premier satellite de la série 5D2 est mis en orbite rapidement suivi par deux autres satellites. Une nouvelle version 5D-3 commence à être élaborée à la fin des années 1970 mais le projet ne dispose de suffisamment de fonds qu'au milieu des années 1980. Six exemplaires du nouveau satellite, qui dépasse 1 tonne, sont commandés et le premier est livré en 1990. Cette série est la dernière du programme DMSP[4].

En effet l'existence de deux programmes de satellites civils et militaires distincts se justifiant de moins en moins, plusieurs tentatives de fusion initiées par les gouvernements successifs avec le programme équivalent de la NASA puis de la NOAA ont été esquissées. La dernière tentative aboutit à la mise sur pied en 1994 d'un programme commun NPOESS (National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System) et à la fusion des structures chargées de controler les satellites civils et militaires quatre ans plus tard[5]. Mais à la suite de surcouts ce programme est arrêté en 2010 sans avoir abouti et les acteurs civils et militaires se tournent vers des solutions disjointes. Il est remplacé par le programme civil NASA/NOAA JPSS tandis que les militaires développent une nouvelle famille baptisée FWSS. Ce dernier programme est à son tour annulé en 2012. Le dernier satellite de la famille DMSP a été lancé en 2014 et il subsiste un satellite construit mais dont le lancement n'est pas décidé. Officiellement le programme est arrêté et n'a pas de successeur officiel à cette date.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Les satellites DMSP sont des satellites placés sur une orbite polaire qui repassent donc toujours à la même heure au-dessus d'une région donnée. Avec les progrès techniques effectués dans le domaine des lanceurs et des satellites, les caractéristiques de ces satellites ont fortement évolué. On distingue plusieurs séries décrites ci-dessous.

Principales caractéristiques de chaque série
Désignation Nombre /
échecs
Date
lancement
Lanceur Masse Dimension Stabilisation Énergie électrique Instrumentation Performances Durée de vie Autre
DMSP-1 11/4 1962-1965 Scout,Thor-Agena-D ,Thor-Burner 45-55 kg diam; 58 cm x haut. 53 cm Spinné 1 caméra à tube vidicon résolution : ~5 km (nadir) ; fauchée 1 500 km ; couverture partielle ~1 an
DMSP-2 3/1 1965-1966 Thor-Burner, 73 diam; 58 cm x haut. 53 cm Spinné 1 caméra à tube vidicon résolution : ~5 km (nadir) ; fauchée 1 500 km ; couverture partielle ~1 an
DMSP-3 1/1 1965 Thor-Burner, 73 diam. 58 cm x haut. 53 cm Spinné 1 caméra à tube vidicon résolution : ~5 km (nadir) ; fauchée 1 500 km ; couverture partielle ~1 an Utilisation tactique (Vietnam)
DMSP-4A 4/0 1965-1967 Thor-Burner-2 79 kg diam. 76 cm x haut. 74 cm Spinné 2 caméras à tube vidicon
visible + infrarouge
radiomètre haute résolution
résolution : ~1,5 km (nadir) ; fauchée 2 800 km ; couverture complète
DMSP-4B 3/0 1968-1969 Thor-Burner-2 79 kg diam. 76 cm x haut. 74 cm Spinné 2 caméras à tube vidicon
visible + infrarouge
radiomètre haute résolution
résolution : ~1,5 km (nadir) ; fauchée 2 800 km ; couverture complète
DMSP-5A 3/0 1970-1971 Thor-Burner-2 104 kg diam. 76 cm x haut. 1,22 m Stabilisé 3 axes scanner lumière visible et infrarouge résolution : ~250 m (nadir/jour) 3,5 km (infrarouge) ; fauchée x km ; couverture complète
DMSP-5B 5/0 1971-1974 Thor-Burner-2A Stabilisé 3 axes 5A + TOP plus puissant, deuxième enregistreur, détecteur rayonnement gamma Paresoleil
DMSP-5C 3/1 1974-1976 Thor-Burner-2A Stabilisé 3 axes 5A + détecteur infrarouge plus sensible et capteur profil humidité/température
DMSP-5D-1 5/1 1976-1980 Thor-LV2F 520 kg diam. 1,52 m x long. 6,1 m Stabilisé 3 axes Panneau solaire orientable (2x5 m.) scanner lumière visible et infrarouge + nombreux capteurs résolution : ~250 m ( visible et infrarouge) ; fauchée 3 000 km ; couverture complète
DMSP-5D-2 9/0 1982-1997 Atlas-E, Titan-II 812 kg diam. 1,52 m x long. 6,9 m Stabilisé 3 axes Panneau solaire orientable (3x5 m.) comme D-1 + sondeur ionosphérique et imageur microondes (derniers exemplaires seulement) résolution : ~250 m ( visible et infrarouge) ; fauchée 3 000 km ; couverture complète 5 ans
DMSP-5D-3 5/0 1999-2014 Titan-II, Delta IV-M, Atlas 5 401 1 033 kg diam. 1,52 m x long. 7,3 m Stabilisé 3 axes Scanner amélioré 5 ans

DMSP-1[modifier | modifier le code]

Satellite de la série DMSP-1.

Les satellites de la série DSAP-1 ((Defense Satellite Application Program Block 1) ) également désignée P-35 constituent les premiers satellites météorologiques militaires opérationnels. Ils constituent une version à la fois plus légère et plus compacte du satellite météorologique expérimental TIROS. Une fois placé en orbite ils sont mis en rotation à environ 12 tours par minute grâce à de petits propulseurs. L'axe de rotation est maintenu perpendiculaire au plan orbital en utilisant le champ magnétique terrestre. La caméra embarquée est déclenchée à chaque fois que la rotation du satellite la fait pointer vers la Terre. L'image prise, couvrant une superficie d'environ 1 500 km2, est enregistrée sur bande puis retransmise aux stations terrestres. Le satellite circule sur une orbite polaire héliosynchrone. La couverture est de 100 % dans l'hémisphère nord au-dessus de 60° de latitude et de 55 % au niveau de l'équateur. Le lanceur Scout utilisé initialement manquant de fiabilité est abandonné au profit du lanceur Thor-Burner-1. Deux lancements intermédiaires seront effectués par une Thor-Agena capable de placer simultanément deux satellites en orbite. Le satellite qui pèse entre 45 et 55 kg est alimenté en électricité par des cellules solaires qui couvrent la surface du satellite[6].

Satellites de la série DMSP-1[6]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-1 F1 23 mai 1962 Scout Échec du lanceur
DMSP-1 F2 23 aout 1962 1963-005A Retiré du service 11 juin 1963
DMSP-1 F3 19 février 1963 Placé sur une orbite défectueuse
DMSP-1 F4 26 avril 1963 Échec du lanceur
DMSP-1 F5 27 septembre 1963 Échec du lanceur
DMSP-1 F6 19 janvier 1964 Thor-Agena-D 1964-002B Retiré du service le 10 juillet 1964
DMSP-1 F7 1964-002C Retiré du service le 17 mars 1965
DMSP-1 F8 17 juin 1964 1964-031A Retiré du service le 16 février 1966
DMSP-1 F9 1964-031B Retiré du service le 15 octobre 1965
DMSP-1 F10 19 janvier 1965 Thor-Burner-1 1965-003A Échec au moment de la séparation avec le lanceur
DMSP-1 F11 18 février 1965 1965-021A Retiré du service le 15 octobre 1965

DMSP-2[modifier | modifier le code]

Satellites de la série DMSP-2[7]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-2 F1 10 septembre 1965 Thor-Burner-1 1965-072A
DMSP-2 F2 6 janvier 1966 Échec du lancement
DMSP-2 F3 31 mars 1966 1966-026A

DMSP-3[modifier | modifier le code]

Satellites de la série DMSP-3[8]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-3 F1 20 mai 1965 Thor-Burner-1 1965-038A

DMSP-4A[modifier | modifier le code]

DMSP-4
Satellites de la série DMSP-4A[9]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-4A F1 16 septembre 1966 Thor-Burner-2 1966-082A
DMSP-4A F2 8 février 1967 1967-010A
DMSP-4A F3 23 aout 1967 1967-080A
DMSP-4A F4 11 octobre 1967 1967-096A

DMSP-4B[modifier | modifier le code]

Satellites de la série DMSP-4B[10]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-4B F1 23 mai 1968 Thor-Burner-2 1968-042A
DMSP-4B F2 23 octobre 1968 1968-092A
DMSP-4B F3 23 juillet 1969 1969-062A
DMSP-4B F4 N'a pas été lancé. Exposé au Chicago Museum of Science and Industry

DMSP-5A[modifier | modifier le code]

DMSP-5A
Satellites de la série DMSP-5A[11]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-5A F1 11 février 1970 Thor-Burner-2 1970-012A
DMSP-5A F2 3 septembre 1970 1970-070A 1970-070A
DMSP-5A F3 17 février 1971 1971-012A

DMSP-5B[modifier | modifier le code]

Satellites de la série DSAP-5B / DMSP-5B[12]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-5B F1 11 février 1970 Thor-Burner-2A 1970-012A
DMSP-5B F2 3 septembre 1970 1970-070A 1970-070A
DMSP-5B F3 17 février 1971 1971-012A

DMSP-5C[modifier | modifier le code]

Satellites de la série DMSP-5C[13]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-5C F1 9 aout 1974 Thor-Burner-2A 1974-063A
DMSP-5C F2 24 mai 1975 1975-043A 1975-043A
DMSP-5C F3 19 février 1976 1976-016A Orbite trop basse

DMSP-5D-1[modifier | modifier le code]

Satellites de la série DSAP-5D-1[14]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-5D-1 F1 11 septembre 1976 Thor-Burner--LV2F 1976-091A
DMSP-5D-1 F2 5 juin 1977 1977-044A 1977-044A
DMSP-5D-1 F3 1er mai 1978 1978-042A
DMSP-5D-1 F4 6 juin 1979 1979-050A
DMSP-5D-1 F5 14 juillet 1980 Échec au lancement

DMSP-5D-2[modifier | modifier le code]

Schéma de la version 5D2.
Satellites de la série DSAP-5D-2[15]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-5D-2 F6 21 décembre 1982 Atlas-E 1982-118A
DMSP-5D-2 F7 18 novembre 1983 1983-113A 1983-113A
DMSP-5D-2 F8 20 juin 1987 1987-053A
DMSP-5D-2 F9 3 février 1988 1988-006A
DMSP-5D-2 F10 1er décembre 1990 1990-105A
DMSP-5D-2 F11 28 novembre 1991 1991-082A
DMSP-5D-2 F12 29 aout 1994 1994-057A
DMSP-5D-2 F13 24 mars 1995 1995-015A
DMSP-5D-2 F14 4 avril 1997 Titan-2 1997-012A

DMSP-5D-3[modifier | modifier le code]

Les satellites de cette série, qui ont une masse d'environ 1 200 kg hors étage Star-37, disposent d'une version améliorée du bus des DMSP-5D2. Les deux premiers exemplaires comportent un étage à propergol solide Star-37XFP pour la mise orbite alors que les suivants propulsés par des lanceurs plus puissants en sont dépourvus. Les instruments suivants sont installés sur les satellites de cette sous-série sauf le premier qui dispose d'instruments spécifiques[16]. :

  • Caméra météorologique OLS
  • Sondeur et imageur micro-ondes SSMIS
  • Imageur de limbre dans l'ultraviolet SSULI
  • Imageur spectrographe ultraviolet SSUSI
  • Mesure du plasma thermique SSI/ES-3
  • Spectromètre pour particules précipitantes SSJ/5
  • Détecteur de menace laser SSF


Satellites de la série DMSP-5D3[16]
Désignation Date lancement Lanceur Identifiant Autre caractéristique Statut
DMSP-5D3 F15 12/12/1999 Titan-2G 1999-067A
DMSP-5D3 F16 18/10/2003 2003-048A
DMSP-5D3 F18 4/11/2006 Delta IV-M 2006-050A
DMSP-5D3 F19 18/10/2009 Atlas 5-401 2009-057A
DMSP-5D3 F20 3/4/2014 2014-015A
DMSP-5D3 F21 2020 ? Delta IV-M Le satellite est construit en 2014 mais pourrait ne pas être lancé

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. R. Cargill Hall op. cit. p1-11
  2. R. Cargill Hall op. cit. p. 12-21
  3. R. Cargill Hall op. cit. p. 12-28
  4. R. Cargill Hall op. cit. p. 29-34
  5. R. Cargill Hall op. cit. p. 34-35
  6. a et b (en)Günter Dirk Krebs, « DSAP-1 », Gunter's space page (consulté le 22 avril 2014)
  7. (en)Günter Dirk Krebs, « DSAP-2 », Gunter's space page (consulté le 23 avril 2014)
  8. (en)Günter Dirk Krebs, « DSAP-3 », Gunter's space page (consulté le 23 avril 2014)
  9. (en)Günter Dirk Krebs, « DSAP-4A », Gunter's space page (consulté le 23 avril 2014)
  10. (en)Günter Dirk Krebs, « DSAP-4B », Gunter's space page (consulté le 23 avril 2014)
  11. (en)Günter Dirk Krebs, « DSAP-5A », Gunter's space page (consulté le 23 avril 2014)
  12. (en)Günter Dirk Krebs, « DSAP-5B / DMSP-5B », Gunter's space page (consulté le 23 avril 2014)
  13. (en)Günter Dirk Krebs, « DMSP-5C », Gunter's space page (consulté le 23 avril 2014)
  14. (en)Günter Dirk Krebs, « DMSP-5D-1 », Gunter's space page (consulté le 23 avril 2014)
  15. (en)Günter Dirk Krebs, « DMSP-5D-2 », Gunter's space page (consulté le 23 avril 2014)
  16. a et b (en)Günter Dirk Krebs, « DMSP-5D3 F15, 16, 17, 18, 19, 20 », Gunter's space page (consulté le 22 avril 2014)

Sources[modifier | modifier le code]

  • (en) R. Cargill Hall, A History of the Military Polar Orbiting Meteorological Satellite Program,‎ septembre 2001 (lire en ligne)
    Histoire du programme DMSP

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]