Réseau de surveillance spatial nord-américain

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United States Space Surveillance Network Le réseau de surveillance spatiale nord américain (United States Space Surveillance Network) détecte, suit, répertorie et identifie des objets artificiels orbitant autour de la terre par exemple des satellites ou des étages de fusées ou des débris issus des lancements. Ce système est sous la responsabilité du Joint Functional Component Command for Space (en), une division du United States Strategic Command (USSTRACOM).

Actuellement ce réseau suit plus de 8 000 objets en orbite. Ce réseau a suivi plus de 39 000 objets depuis 1957, date à laquelle l'Union Soviétique a ouvert l'âge spatial avec Spoutnik. Pour la plupart ces objets sont rentrés, en se désintégrant, dans l'atmosphère terrestre. Les objets catalogués pèsent de plusieurs tonnes à des débris de fusée de 4,5 kg et ont un diamètre supérieur à 10 cm. Environ 7% des objets dans l'espace sont des satellites opérationnels.

Réseau de surveillance spatiale[modifier | modifier le code]

Carte du réseau de surveillance spatiale nord-américain.

Le réseau de surveillance spatiale nord-américain se déploie sur seize sites dans le monde entier et quelques satellites.

Objectifs[modifier | modifier le code]

La surveillance spatiale consiste en :

  • Prédire quand et où un engin spatial en fin de vie va ré-entrer dans l'atmosphère terrestre.
  • Éviter qu'un objet spatial rentrant dans l'atmosphère terrestre, qui sur un radar ressemblerait à un missile, ne déclenche une fausse alerte du système antimissile des nord américains ou d'autres pays.
  • Cartographier la position actuelle des objets en orbite et prédire leur trajectoire future.
  • Détecter des objets de fabrication humaine présents dans l'espace.
  • Rassembler les cartes des objets orbitant autour de la terre.
  • Produire un catalogue à jour des satellites artificiels.
  • Déterminer à quel pays appartient les objets rentrants dans l'atmosphère terrestre.
  • Informer la NASA si oui ou non un objet pourrait interférer avec un satellite.

Le programme nécessite un réseau mondial de surveillance spatial dédié (SSN pour « Space Surveillance Network »), partagé dans les domaines optiques, radioélectrique passifs et actifs comme les radars. Le réseau de surveillance spatial permet de catégoriser et d'identifier, des alertes d'attaque de satellite, des horaires de passage de satellites au-dessus des armées nord américaines, surveiller la bonne application des traités spatiaux et la collecte de données scientifiques et de techniques d'espionnage. L'augmentation du nombre de satellites et de débris orbitaux, aussi bien que les nouvelles trajectoires de lancement, nouvelles orbites non standard et orbites géosynchrones rendent nécessaire la modernisation continue du réseau de surveillance spatial nord-américain tout en rendant les besoins actuel et futurs nécessaires économiquement supportables. Le programme développe aussi les systèmes d'interfaces nécessaires pour le commandement et le contrôle, le ciblage, l'évaluation des dommages causés par le potentiel futur système antimissile nord-américain (ASAT Anti-Satellite Weapon). Un centre de traitement et de calcul se trouve à la station optique de l'Air Force à Maui (AMOS). Les moyens techniques et la responsabilité du développement du radar Have Stare (devenu Globus II (en)) ont été transférés des programmes de sécurité nationale nord-américains au programme SPACETRACK (en) par une directive du Congrès américain en 1993.

Des systèmes civils radars ou optiques existent aussi. Avec la multiplication attendue des essaims de micro-satellites, les orbites basses risquent d'être de plus en plus chargées par des satellites commerciaux. Les Américains se posent la question du passage de la surveillance des satellites des militaires à des entités civiles[1].

Capteurs dédiés[modifier | modifier le code]

Les capteurs au sol suivants sont dédiés uniquement à la surveillance spatiale :

Nouvelle barrière de détection à Kwajalein.

A ces moyens au sol, s'ajoutent des satellites également dédiés uniquement à la surveillance spatiale :

  • Midcourse Space Experiment (MSX) / Space Based Visible (SBV) satellites ;
  • Les quatre satellites GSSAP seraient utilisés pour observer les satellites en orbite géostationnaire[2].

Capteurs double[modifier | modifier le code]

Les capteurs double sont des radars d'alerte antimissiles et ont comme tâche secondaire de surveiller le trafic spatial :

Historique[modifier | modifier le code]

Les débuts avec Spoutnik en 1957[modifier | modifier le code]

La première tentative de catalogage de satellites s'est faite dans le cadre du Project Space Track, connu plus tard sous le nom de « National Space Surveillance Control Center » (NSSCC), localisé sur la base aérienne d'Hanscom Field au Massachusetts. Les procédures utilisées au NSSCC furent d'abord décrites en 1959 et 1960 par E. W. Wahl, qui était le directeur du NSSCC[5] et, en 1960, dans le cadre du Project Space Track, Fitzpatrick et Findley publièrent une documentation détaillée de la procédure utilisée par le NSSCC[6].

Les premières observations de Space Track étaient collectées par plus de 150 sites dont des stations radar, des télescopes, des caméras Baker–Nunn, des récepteurs radio, et les participants à l'Opération Moonwatch. Des volontaires sur ces sites Moonwatch firent des observations visuelles sur des trajectoires de satellites. Il y avait beaucoup d'autres sources, certaines automatiques ou semi automatiques. Les observations étaient transmises au NSSCC par télex, téléphone, courrier et messagers. Les observations corrigées étaient introduites dans un ordinateur IBM 709 qui mettait à jour les données orbitales. Ces données étaient ensuite réutilisées par le même ordinateur pour produire les éphémérides. À partir de ces éphémérides, des rapports étaient retransmis aux stations d'observation pour planifier leurs prochaines opportunités d'observation.

Télescope/caméra de suivi de satellite de type -Baker–Nunn.

Les années Eisenhower[modifier | modifier le code]

Le lancement de Spoutnik 1 déclencha la besoin de suivre les objets spatiaux en orbite terrestre. Le premier système nord-américain Minitrack (en) préexistait déjà à l'époque, mais les Américains s’aperçurent que ce système ne pouvait pas suivre les satellites de façon fiable. La marine avait conçu Minitrack pour suivre le satellite Vanguard. Tant que les satellites suivaient les réglementations internationales de transmission radio, Minitrack était en mesure de les suivre[7], or, à l'époque, les Soviétiques n'utilisaient pas les fréquences satellites réglementaires. En complément du système Minitrack étaient utilisés des télescopes de type Baker-Nunn, lesquels étaient des télescopes modifiés à grande résolution pour photographier et identifier les objets spatiaux. Ce type de télescope devint opérationnel en 1958 et fut utilisé sur plusieurs sites autour du globe. Au maximum de leurs exploitation, l'armée de l'air américaine utilisait cinq sites, l'armée de l'air Canadienne en exploitait deux et l'observatoire astronomique du Smithsonian exploitait huit autres sites. Les télescopes Baker-Nunn, comme Minitrack, fournissaient des données en temps réel mais étaient limités dans leur utilisation pendant la nuit et nécessitaient un ciel dégagé[7].

Au-delà du problème d'acquisition des données sur les satellites, il devint évident que le réseau de suivi serait bientôt embouteillé par la multiplication des satellites. Les quantités de données de suivi satellitaires nécessitèrent la création ou l'accroissement des organisations et des moyens. Le besoin de détection en temps réel et le suivi ont dû croitre parallèlement avec la croissance de l'activité des Soviétiques, ce qui a conduit à la création de la DARPA le . Ce nouveau projet, appelé « Shepherd » (qui signifie « berger »), commença avec un centre de suivi à Bedford et un centre de surveillance sur la base de Hanscom Field (en) au Massachusetts pour coordonner les observations et maintenir à jour les données satellitaires. Au même moment, le ministère américain de la défense créa le Air Defence Command (ou Commandement de la défense aérienne).

Pendant les années de déploiement de missiles intercontinentaux, de nombreux systèmes de détections de missiles ont été expérimentés et installés sur le terrain et la plupart contribuèrent à des observations satellitaires à un moment ou un autre.

Les radars de Shemya et Diyarbakir[modifier | modifier le code]

Les radars AN/FPS-17 et AN/FPS-80 ont été positionnés sur l'île de Shemya en Alaska dans les années 1960 pour surveiller les test de missiles soviétiques et participer au système Spacetrack. Le FPS-80 était un radar de suivi et le FPS-17 était un radar de détection. Les deux faisaient partie du système d'alerte Ballistic Missile Early Warning System (BMEWS). Le grand radar de détection FPS-17 a été mis en marche en 1960. le FPS-80 en 1961. Les deux radars ont cessé de fonctionner dans les années 1970. En juillet 1973, la construction du système Cobra Dane (en) à Shemya est décidée. Sous la désignation « AN/FPS-108 », Cobra Dane remplace les radars AN/FPS-17 et AN/FPS-80 en 1977. Cobra Dane avait pour mission principale de surveiller les essais de missiles soviétiques lancés vers la péninsule du Kamtchatka. C'était, à l'époque, le radar en réseau à commande de phase le plus puissant jamais construit.

Le radar de surveillance de Pirinclik (en) (à côté de Diyarbakır en Turquie) comprenait un radar de détection FPS-17 et un radar de suivi (FPS-79). Le radar FSP-17 a commencé à fonctionner en 1955 et le PPS-79 en 1964. Les deux radars opéraient en UHF à 432 MHz. Bien que leur technologie soit limitée, Ils permettaient de suivre deux objets simultanément. Leurs position au sud de l'ancienne Union soviétique en faisait le seul capteur permettant de suivre les rentrées des vaisseaux spatiaux soviétiques. Les radars de Pirinclik étaient les seuls radars de surveillance spatial fonctionnant 24 heures sur 24 dans la région. Ces radars cessèrent leur activités en 1997.

Le système de surveillance spatial de l'US Air Force[modifier | modifier le code]

Le système de surveillance spatial de l'Air Force Space Surveillance System (en) (AFSSS) aussi connu sous le nom de « Space Fence (en) » (barrière spatiale) était un réseau de radars à très haute fréquence localisé le long de la partie sud des États-Unis (de la Californie à la Géorgie) avec un site de traitement à Dahlgren en Virginie.

L'AFSSS a débuté sous l'aile de l'US Navy en 1961 (SPASUR) avant d'être transféré à l'armée de l'air en 2004. Opérationnel dés 1961, ce système a détecté des objets spatiaux nouvellement lancés, les manœuvres d'objets existants, de même que la destruction d'objets spatiaux. Les trajectoires de plus de 10 000 objets étaient tenues à jour. Ces données étaient utilisées par la NASA, les agences de météo et les agences spatiales alliées. Elles permettaient par exemple de paramétrer des fenêtres de lancement afin d'éviter les collisions avec les objets répertoriés. Le système a cessé ses opérations en 2013.

Catalogue spatial américain[modifier | modifier le code]

Le département de la Défense des États-Unis maintient une base de donnée sur les satellites depuis le lancement du premier Spoutnik en 1957. L'état des satellites est régulièrement mis à jour avec les observations du réseau de surveillance ; un réseau global d'interferomètres, de radars et de systèmes de suivi optiques. Deux catalogues distincts existent : l'un est maintenu par l'Air Force, l'autre par la Navy. En 2001, le nombre d'objets catalogués était proche de 20 000[8],[9],[10].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Sandra Erwin, « Defense Department turning over space traffic management to Commerce, but details still unclear », SpaceNews,
  2. (en) Mike Fabey, « USAF puts space warfighting focus on awareness », SpaceNews,
  3. (en) Joseph A. Haimerl et Gregory P. Fonder, « Space Fence System Overview » [PDF], Lockheed Martin, 3-4 mars 2016
  4. (en) Sandra Erwin, « Help wanted to operate and maintain Air Force deep space telescopes »,
  5. (en) Eberhart W. Wahl, « Program Development in Orbital Computation at the U.S. National Space Surveillance Control Center », Proceedings of the Second Symposium (international) on Rockets and Astronautics, Tokyo, mai 1960.
  6. (en) Felix R. Hoots, Paul W. Schumacher Jr. et Robert A. Glover, « History of Analytical Orbit Modeling in the U. S. Space Surveillance System », AIAA, vol. 27, no 2,‎ , p. 174-185 (ISSN 0731-5090, DOI 10.2514/1.9161, Bibcode 2004JGCD...27..174H)
  7. a et b (en) Maj Michael J. Muolo, Space Handbook : A War Fighter's Guide to Space, vol. One, Maxwell Air Force Base, Air University Press, (lire en ligne)
  8. (en) H. L. Neal, S.L. Coffey et S.H. Knowles, « Maintaining the Space Object Catalog with Special Perturbations », AAS/AIAA, Sun Valley, ID, vol. 97 Part II,‎ , p. 1349–1360
  9. (en) David Vallado, Fundamentals of Astrodynamics and Applications, Torrance, Microcosm Press, (ISBN 1-881883-12-4), p. 958
  10. (en) Felix R. Hoots et Ronald L. Roehrich, « SPACETRACK REPORT NO. 3 - Models for Propagation of NORAD Element Sets », Project Spacetrack Reports, Office of Astrodynamics, Aerospace Defense Center, Peterson AFB,‎

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]