Suomi NPP

Données générales
Organisation	NASA, DoD, NOAA
Constructeur	Ball Aerospace & Technologies
Programme	NPOESS
Domaine	Météorologie
Statut	Opérationnel
Autres noms	Suomi National Polar-orbiting Partnership
Lancement	28 octobre 2011
Lanceur	Delta II 7920
Durée	7 ans (mission primaire)
Identifiant COSPAR	2011-061A
Site	http://npp.gsfc.nasa.gov/suomi.html
Masse au lancement	2 200 kg (1 400 kg à vide)
Masse instruments	464 kg
Dimensions	1,3 m x 1,3 m x 4,2 m
Plateforme	BCP 2000
Contrôle d'attitude	Stabilisé sur 3 axes
Source d'énergie	Panneaux solaires
Puissance électrique	2 000 Watts (fin de vie)
Orbite	Polaire
Altitude	832 km
Inclinaison	98,39°
VIIRS	Radiomètre visible/infrarouge
ATMS	Sonde micro-ondes
CrIS,	Sondeur infrarouge
CERES	Mesure radiance solaire

Suomi NPP (en anglais : Suomi National Polar-orbiting Partnership), précédemment connu sous le nom de National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System Preparatory Project (NPP) et NPP-Bridge, est un satellite météorologique à défilement exploité par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) avec la participation de la NASA et du département de la Défense (DoD). Conçu initialement comme la tête de série du programme NPOESS commun à ces trois agences et destiné à remplacer à la fois les NOAA POES civils et les DMSP militaires, le développement de Suomi NPP est maintenu après l'annulation de ce programme.

Le satellite est lancé en 2011 pour garantir la continuité de la collecte des données réalisées par les satellites vieillissants du Earth Observing System (Terra, Aqua...) en attendant la mise au point des satellites météorologiques polaires de type Joint Polar Satellite System (JPSS). Suomi NPP permet également de mettre au point les instruments qu'utilisent les satellites JPSS. Il est rejoint en 2017 puis en 2022 par les deux premiers satellites JPSS.

Construit autour d'une plateforme de Ball Aerospace le satellite a la taille d'un petit bus et une masse de 2200 kg. Il emporte cinq instruments d'une masse totale de 464 kg qui mesurent la température de l'air et de surface, l'humidité de l'air, le type de nuages, la radiance solaire, les vents de surface, la couverture neigeuse, les vents, la couleur de l'océan, l'ozone, .... Le satellite survole la Terre à 10h30 heure locale.

Historique

Article détaillé : NPOESS.

En 1994, le programme NPOESS est lancé à l'initiative du gouvernement américain pour développer la prochaine génération de satellites météorologiques en orbite polaire. Ceux-ci doivent remplacer simultanément la famille des satellite NOAA POES civils et des DMSP militaires et ainsi réduire les coûts. Le programme est piloté par les trois agences gouvernementales concernées : la NOAA est chargée de l'ensemble du nouveau programme, l'Armée de l'air américaine des dispositifs de collecte et de traitement des données et la NASA du développement des instruments. Pour réduire les risques, un satellite préparatoire de série NPP (en anglais : NPOESS Preparatory Project) est développé. Le premier contrat pour la réalisation d'un satellite est passé en 2002. Le coût de l'ensemble du programme, qui comprend six satellites et doit s'achever en 2008, est évalué à 7 milliards de dollars américains. Le projet rencontre plusieurs difficultés : la mise au point de l'instrument VIIRS se heurte à des problèmes techniques, le coût global passe à 10 milliards de dollars tandis que l'échéance recule de 2008 à 2010. Le programme tombe sous le coup de l'amendement Nunn-McCurdy et est restructuré : le nombre de satellites est réduit de 6 à 4 (EUMETSAT fournit les satellites complémentaires) tandis que le nombre d'instruments embarqués passe de 13 à 9. Malgré ces modifications le programme continue à accumuler retards et dépassements. Le coût estimé passe à 14 milliards de dollars et la mise au point de VIIRS rencontre toujours des difficultés. Finalement le programme commun est annulé en février 2010 : il est décidé que la NOAA développe de son côté deux satellites JPSS tandis que l'Armée de l'air fournit les satellites complémentaires dans le cadre du programme DWSS (en). Ce dernier est à son tour annulé en 2012 et remplacé par Weather System Follow-on Microwave (WSF-M). En octobre 2010, la réalisation du satellite NPP est maintenue pour permettre la mise au point des nouveaux instruments et assurer la continuité des mesures en attendant le lancement de la génération suivante de satellite. Le satellite est nommé d'après Verner E. Suomi, un météorologue de l'université du Wisconsin à Madison considéré comme le fondateur de la météorologie par satellite^[1].

Caractéristiques techniques

Le satellite Suomi NPP utilise une plate-forme BCP 2000 de son constructeur Ball Aerospace & Technologies déjà mise en œuvre pour la réalisation de sept autres satellites. Le satellite, qui a la taille d'un petit bus (1,3 m x 1,3 m x 4,2 m avant déploiement des panneaux solaires), pèse environ 2 200 kg. La masse à vide de la plateforme est de 1400 kilogrammes et il emporte 464 kg d'instruments. La durée de vie est au minimum de 5 ans et le satellite emporte pour plus de 7 ans de consommables. L'énergie est fournie par des panneaux solaires orientables formant une aile unique et produisant 2000 Watts en fin de vie. Le système de contrôle d'attitude permet une précision du contrôle d'attitude de 21 secondes d'arc. Le satellite connait sa position avec une précision de 15 mètres. Le système de communications permet d'échanger les données de manière continue en bande S via les satellites TDRSS avec un débit de 125 kilobits/s et vers les stations terriennes via une antenne parabolique orientable avec deux degrés de liberté avec une débit maximum de 300 mégabits/seconde en bande X^[1].

Instruments scientifiques

Le satellite emporte cinq instruments qui dérivent d'instruments utilisés par les satellites Terra, Aqua, Aura, NOAA POES et DMSP^[2] :

VIIRS (en anglais : Visible Infrared Imaging Radiometer Suite), le plus grand des instruments, est un radiomètre à 22 canaux qui fournit des images dans l'infrarouge des océans, de la glace, de l'atmosphère et des terres émergées. Les données collectées permettent d'observer les feux, la végétation, la couleur de l'océan, la température de la surface des mers et d'autres caractéristiques.
ATMS (en anglais : Advanced Technology Microwave Sounder) est un scanner micro-ondes à 11 canaux qui fournit des profils de température et d'humidité de l'atmosphère.
CrIS (en anglais : Cross-track Infrared Sounder) fournit comme ATMS des profils de température et d'humidité de l'atmosphère.
OMPS (en anglais : Ozone Mapping and Profiler Suite) mesure les caractéristiques de la couche d'ozone dans la haute atmosphère.
CERES (en anglais : Clouds and the Earth Radiant Energy System) mesure à la fois l'énergie solaire réfléchie par la Terre et la chaleur émise par notre planète. Les données permettent de déterminer le bilan thermique de la Terre.

Déroulement de la mission

Le satellite Suomi NPP est placé en orbite le 28 octobre 2011 par un lanceur Delta II depuis la base de lancement de Vandenberg. Il circule sur une orbite polaire à une altitude de 824 kilomètres et une inclinaison orbitale de 98,74° qui le fait passer au-dessus des terres à 10h30 heure locale avec un cycle orbital d'une durée de 16 jours (intervalle entre deux survols du même point)^[1]. Le satellite est toujours opérationnel fin 2025.