Defense Meteorological Satellite Program

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-1 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 aux 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 coûteux. 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 contrôler les satellites civils et militaires quatre ans plus tard[5]. Mais à la suite de surcoûts 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 Defense Weather Satellite System (en) (DWSS). 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.

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.

DMSP-1

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				Retiré du service 11 juin 1963
DMSP-1 F3	19 février 1963		1963-005A		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-4A

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-5A

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-5D-2

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		Explose en orbite en avril 2004
DMSP-5D-2 F12	29 aout 1994		1994-057A
DMSP-5D-2 F13	24 mars 1995		1995-015A		Explose en orbite en février 2015
DMSP-5D-2 F14	4 avril 1997	Titan-2	1997-012A