Defense Meteorological Satellite Program ouDMSP est une famille desatellites météorologiques à défilement dudépartement de la Défense des États-Unis développée pour répondre aux besoins militaires. Au total46 satellites météorologiques ont été placés sur uneorbite polaire entre 1962 et 2014, tous conçus et fabriqués par la division Astro-Electronics deRCA^{[Note 1]}. Au fil des progrès techniques le programme donne naissance à onze séries distinctes de satellites d'une sophistication et d'un cout croissant. Ainsi la masse de ces satellites passe de 45 à plus 1 000 kilogrammes et, alors que les premières versions n'emporte qu'une caméra, les dernières séries sont équipées d'une dizaine de capteurs.

Le programme DMSP est créé au début de l'ère spatiale par l'Armée de l'Air américaine pour le compte de l'agence de renseignementNRO : lessatellites de reconnaissance optiquesCorona de cette dernière ont en effet besoin d'images de la couverture nuageuse au-dessus des territoires de l'Union soviétique. Or le projet desatellite météorologique de l'agence spatiale civile américaine, laNASA, n'est encore que dans une phase de conception. DMSP est initialement un programme provisoire géré par la NRO et qui a recours pour son segment sol et le lancement aux services de l'Armée de l'Air. La mise en orbite des satellites est effectuée jusqu'au début des années 1980 par lelanceur militaireThor-Burner développé spécifiquement pour ce besoin. Au prix d'un investissement modeste, les données produites par les satellites DMSP répondent parfaitement aux attentes stratégiques comme tactiques des militaires ce qui permet à ceux-ci d'obtenir en 1965 l'autorisation d'en faire un programme permanent indépendant de celui de la NASA. L'ensemble du programme est alors transféré à l'Armée de l'Air. Son existence restera secrète jusqu'en 1972.

A plusieurs reprises le Congrès et la Cour des comptes tentent d'obtenir la fusion de ce programme militaire avec les satellites développés pour des besoins civils par laNASA et laNOAA. Ces tentatives finissent par aboutir en 1994 avec la mise sur pied du programme communNPOESS. Mais celui-ci, victime de surcouts, est arrêté en 2010. Les militaires américains reprennent leur autonomie et décident de remplacer les DMSP, dont le dernier exemplaire a été lancé en 2014, par deux familles de satellites répondant à leurs seuls besoins : lesWSF-M qui emportent un scanner micro-ondes et lesEWS chargés de fournir les images enlumière visible etinfrarouge.

À la fin desannées 1950, au tout début de l'ère spatiale, l'Armée de l'Air américaine développe dans l'urgence le programme desatellites de reconnaissanceCorona pour faire face à la menace soviétique. Le premier satellite du programme est lancé en janvier 1959 mais du fait de nombreux échecs techniques, les premières photos ne sont récupérées en aout 1960 après huit lancements infructueux. Les résultats dépassent les attentes des responsables. Toutefois la qualité des prises de vue de ces satellites fluctuait en fonction de la couverture nuageuse des régions survolées. Les photos prises par les satellites Corona étaient prises sur un film argentique qui était éjecté dans une petite capsule pour être renvoyé au sol. Compte tenu de ce processus, le cout des photos inexploitables à cause de la couverture nuageuse, était énorme. Il était donc nécessaire de disposer d'un système de satellite météorologique capable de collecter les données sur la couverture nuageuse des régions à photographier (principalement le territoire de l'Union soviétique, de la Chine et de leurs alliés) si on voulait tirer le meilleur partie de ce nouveau système^[1].

L'agence spatiale civileaméricaine, laNASA, lance le 1 avril 1960 lesatellite météorologique expérimentalTIROS construit par la sociétéRCA. La charge utilise du satellite stabilisé par rotation réalisait des photos de la couverture nuageuse à l'aide de deux caméras. Ce projet avait été dévéloppé initialement par les militaires (laDARPA) avant d'être repris tout comme les autres activités spatiales civiles par la NASA à la suite de la création de cette dernière. Les images prises par la caméra impressionnent les décideurs de l'US Air Force malgré les défauts inhérents à des prises de vue obliques et aux incertitudes sur l'orientation des photos qui rendent leur interprétation parfois difficiles^{[Note 2]}. En 1961 la NASA, développe un programme de satellite météorologique baptiséNational Operational Meteorological Satellite System (NOMSS futurprogramme Nimbus) qui doit prendre la suivre du satellite expérimental TIROS et couvrir les besoins opérationnels à la fois civils et militaires. L'agence spatiale a défini des objectifs très ambitieux dont le recours à unestabilisation sur trois axes. 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 renseignementNRO, n'est pas convaincu par le planning et le cahier des charges défini par la NASA : le projet NOMSS ne pourrait pas aboutir avant deux ou trois ans et ses objectifs ambitieux présentaient un risque pour le respect du calendrier. Pour pouvoir répondre aux besoins des satellites Samos E-6 (successeurs des Corona) dont le premier lancement est attendu en 1962, il décide le développement rapide d'un programme de satellites météorologiques qui ne doit 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)^[2],[3].

Le développement par les militaires à cout serré de quatre satellites météorologiquesstabilisés par rotation est mis sur pied enjuin 1961. Il est prévu que le premier satellite soit lancé9 mois après le démarrage du projet et qu'il réponde aux besoins durant22 mois en attendant le développement d'une solution plus pérenne. La direction du projet est confiée au lieutenant-colonel Thomas O. Haig, un météorologiste et ingénieur électricien de formation, qui pose comme condition d'avoir les mains entièrement libres pour passer commande auprès des fournisseurs et ne pas avoir à subir les lourdes procédures de l'armée. Le projet est rattaché à celui du satellite de reconnaissanceCorona et est donc couvert par le secret entourant tous les projets de l'agence de renseignementNRO. La conception débute finjuillet 1961. Le satellite construit parRadio Corporation of America (RCA) est dérivé du satellite météorologique expérimentalTIROS que RCA a mis au point pour la NASA^[4].

Plus léger que le satelliteTIROS-1 (pour réduire le coût les équipements redondants présents sur TIROS ont été supprimés), le premier satellite DMSP a la forme d'unpolyèdre à11 faces de45 kilogrammes haut de58,4 centimètres avec un diamètre de53 centimètres. Il est stabilisé par rotation à une vitesse de12 tours par minute qui est maintenue à l'aide de petitsmoteurs-fusées à propergol solide. Contrairement au satellite TIROS, son axe de rotation est maintenu perpendiculaire auplan orbital dans lequel il circule grâce à un dispositif très simple utilisant lechamp magnétique terrestre^{[Note 3]}. L'énergie est fournie par des cellules solaires réparties à la surface du satellite. Alors que sur le satellite TIROS l'axe de visée de la caméra àtube vidicon était parrallèle à l'axe du polyèdre, sur le satellite DMSP elle est placée sur la face verticale du cylindre et prend une photo de la Terre à chaque rotation lorsque l'optique est perpendiculaire à la surface de la Terre. La prise d'image est déclenchée par uncapteur d'horizon de Terreinfrarouge qui permet de déterminer à quel moment l'objectif de la caméra fait face à la surface. Le satellite circule sur uneorbite héliosynchrone à une altitude de833 kilomètres en passant au-dessus des régions aux alentours de midi (heure solaire). Chaque image couvre2,2 millions km². Les photos prises chaque jour assurent une couverture de l'ensemble du territoire aux latitudes supérieures à 60°. Cette couverture décroit aux latitudes plus basses et n'atteint plus que 55 % au niveau de l'équateur. Les images sont enregistrées sur un magnétophone à bande et transmises par radio aux stations terriennes lors de leur survol par le satellite. La durée de vie des satellites est de quelques mois (ce qui était la norme à cette époque)^[5].

Le premier exemplaire est lancé le25 mai 1962 depuis labase de Vandenberg (Californie) par la fusée de la NASAScout mais le quatrième étage est victime d'une défaillance. Le deuxième tir, qui a lieu le23 aout, est un succès. Les données recueillies par ce satellite joueront un rôle notable durant lacrise des missiles de Cuba qui se produit deux mois plus tard en fournissant des informations précieuses pour l'organisation des vols de reconnaissance au-dessus de Cuba. Le satellite cesse de fonctionner le23 mars 1965^[6].

La fusée Scout manquant de fiabilité^{[Note 4]}, les responsables du programme décident d'utiliser pour les lancements suivants un nouveau lanceur, baptiséThor-Burner, obtenu à partir de composants préexistants. La fusée développée sous l'égide de l'Armée de l'Air combine unmissile balistiqueThor (1^er étage) désaffecté[Note 5] et un étage àpropergol solideStar 20 développé parUnited Technology Corporation. Lacentrale à inertie du missile est remplacée par un équipement de guidage développé parBell Telephone Laboratory et une section contenant despropulseurs à gaz froid pour lecontrôle d'attitude est ajoutée au sommet du premier étage pour maintenir l'axe de l'étageStar 20 aligné lors de sa mise à feu. Cette première version, baptiséeBurnerI, effectue son premier vol en 1965. Dès 1966 une version plus puissante (BurnerII) est utilisée pour les satellites DMSP. Elle est dotée d'un deuxième étage à propergol solideStar 37 développé par Boeing et d'un troisième étage également à propergol solide. Ces deux étages seront agrandis à deux reprises (versionIIA et ISS) pour faire face à l'augmentation de la masse des satellites DMSP[7]^,[8].

En attendant la mise au point de la Thor Burner, un lanceurThor-Agena, plus puissant (mais plus cher) et permettant d'emporter deux satellites, est utilisé pour placer en orbite quatre satellites DMSP respectivement les19 janvier et17 juin 1964. La Thor Burner est finalement prête et lance son premier satellite DMSP le19 janvier 1965 mais le satellite ne parvient pas à se séparer du lanceur. Le vol suivant, qui a lieu le18 février, est par contre un succès^[9].

Dèsseptembre 1962 Charyk annonce à Haig que le programme de satellite météorologique de la NASA (Nimbus ex NOMSS) prend du retard et que les satellites DMSP vont devoir répondre aux besoins des militaires un an de plus. Mais la société RCA exige pour gérer le segment terrestre du programme un montant qui absorbe pratiquement entièrement le budget accordé pour cette année supplémentaire. Haig négocie avec ses supérieurs la prise en charge par le personnel de l'Armée de l'Air du segment terrestre qu'il pense pouvoir assurer pour un huitième du cout avancé par RCA. Il sélectionne deux anciens sites de la défense anti-aérienneNike dans lesétats duMaine (près de labase aérienne de Loring) et deWashington (près de labaseaérienne de Fairchild) pour y installer lesstations terriennes assurant la liaison avec les satellites. Il récupère deux antennes abandonnées et fait l'acquisition de deux antennes radar de12 mètres de diamètre. Il recrute deux équipes parmi le personnel duStrategic Air Command pour gérer les stations terriennes. Uncentre de contrôle de mission des satellites est installé dans l'immeuble du service météorologique de l'Armée de l'Air sur labase aérienne d'Offutt dans l'état duNebraska. Le premier satellite contrôlé par les équipes de Haig est le troisième DMSP lancé le19 février 1963^[10].

Le programme « provisoire » DMSP est prolongé plusieurs années de suite, au fur et à mesure que le lancement du premier satellite météorologique opérationnelNimbus est repoussé^{[Note 6]}. Début 1965 le programme DMSP dispose de plusieurs satellites en orbite ce qui permet d'effectuer deux passes par jour au-dessus du territoire soviétique, l'une le matin vers 7 heures locales, l'autre vers 11 heures locales. Le programme 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)^[11].

Les excellents résultats du programme obtenus pour un faible cout, permettent aux responsables militaires d'obtenir en 1965 un changement de statut du programme. Enseptembre 1965 il perd son caractère provisoire pour devenir un programme permanent officiel existant parallèlement au programme de satellite météorologique mené par la NASA. Son existence ne sera désormais plus remise en question qu'épisodiquement par la Cour des comptes (Bureau of the Budget devenu plus tardOffice of Management and Budget). En conséquence les représentants militaires qui participaient au programme de la NASA se retirent de celui-ci et la gestion des DMSP est transférée entièrement à l'Armée de l'Air. À compter dedécembre 1972 les données recueillies par les satellites militaires seront communiquées de manière régulière au service météorologique « civil » de la NOAA. L'existence du programme, resté secret depuis sa création, sera dévoilée durant une conférence de presse donnée enmars 1973 par le sous-secrétaire de l'Armée de l'Air et le directeur de la NRO^[12].

Jusque là la gestion du programme DMSP était partagé entre laNRO chargée de concevoir et faire développer les satellites et l'Armée de l'Air qui effectuait les lancements, gérait la constellation en orbite et interprétait les photos pour en extraire les informations météorologiques. Enjuillet 1965 l'ensemble des tâches est transféré à l'Armée de l'Air. Dans les faits cette réorganisation se traduit par des changements très modestes. Le service chargé du programme doit simplement déménager tout en restant dans le même bâtiment. Par contre elle se traduit par une chaine de commandement plus complexe. Le programme est désormais supervisé par quatre directions différentes. Mais John E. Kulpa, qui enavril 1965 a succédé à Haig à la tête du programme, bénéficie en fait de cette imbroglio hiérarchique. Chacun des responsables dont il dépend, est persuadé que c'est un des autres responsables auquel le programme doit rendre des comptes ce qui lui laisse les coudées libres pour gérer le projet.

La sixième version (DSAP-5A dont le premier exemplaire est lancé en 1970) introduit une refonte en profondeur des instruments. Pour sa conception, les responsables du programme prennent en compte pour la première fois les attentes des opérateurs chargées d'exploiter les images fournies par le satellite. En conséquence l'albédo est désormais fourni avec les images. Pour parvenir aux performances souhaitées le satellite n'est plus stabilisé par rotation maisstabilisé3 axes. Le satellite plus haut a une masse qui atteint104 kilogrammes^[13].

Au début des années 1970 l'architecture du satellite qui dérive toujours de celle de TIROS, ne permet plus de répondre aux nouveaux 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 laplateforme est décidée sous l'appellation DSAP-5D1. Pour répondre aux nouveaux besoins le satellite, dont la masse a doublé (500 kg) et est donc plus 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 laversion 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. Mais le lancement réussi des deux derniers satellites de la série en 1978 et 1979 rétablit temporairement la situation. Mais en 1979 les quatresatellites 5D1 en orbite tombent successivement définitivement en panne. Le cinquième et dernier satellite de la série est lancé en urgence enjuillet 1980 mais les deux derniers étages du lanceur ne parviennent pas à se séparer et le satellite retombe dans l'Océan Pacifique. Pour la première fois depuis le milieu desannées 1960, il n'existe plus aucunsatellite militaire pour assurer la couverture météorologique et l'Armée doit se tourner vers les services civils de laNOAA^{[Note 7]}. Bien que les satellites de la NOAA n'aient pas été conçus pour répondre au cahier des charges des militaires en particulier au niveau de la résolution spatiale et des canaux infrarouges, les données d'origine « civile » parviennent à répondre aux besoins de la NRO jusqu'au lancement des premierssatellites 5D2 soit de la mi-1980 à 1983. C'est un démenti cinglant des arguments avancés par les militaires devant le Congrès américain pour justifier l'existence d'une famille de satellites météorologiques dédiés à leurs besoins. Une enquête menée en interne sur l'origine des échecs répétés de la série des 5D1 met en cause des restrictions budgétaires et une mauvaise gestion du projet fragilisé par la rotation rapide de ses responsables mais passe à côté di rôle joué par la complexité de la nouvelle série et les exigences particulièrement élevées concernant la précision du pointage^[14].

Le développement de la version 5D2, qui doit reposer sur une plateforme commune aux satellites civils et militaires a été lancé dans les années 1970 mais le projet 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, après avoir repoussé cette décision durant16 mois qui nécessite d'opter pour le lanceur « civil »Atlas-E « civils ».

Finalement endécembre 1982 le premier satellite de lasérie 5D2 est mis en orbite rapidement suivi par deux autres satellites. Une nouvelleversion 5D-3 commence à être élaborée à la fin desannées 1970, mais le projet ne dispose de suffisamment de fonds qu'au milieu desannées 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^[15].

RCA qui avait construit tous les satellites DMSP, plombée par ses déboires dans le domaine de l'électronique grand public, est rachetée en 1986 parGeneral Electric qui démantèle l'entreprise et revend en particulier la division Astro-Electronics chargée de la fabrication des satellites. Celle-ci finit par être absorbée en 1995 parLockheed Martin^[16].

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.

Les satellites de la série DSAP-1 (enanglais :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 expérimentalTIROS. Une fois placé en orbite ils sont mis en rotation à environ12 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'environ2 millions 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 lanceurScout utilisé initialement manquant de fiabilité est abandonné au profit du lanceurThor-Burner-1. Deux lancements intermédiaires seront effectués par uneThor-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[17].

Trois satellites de la série DMSP-2 sont lancés entre 1965 et 1966. Leurs caractéristiques sont très proches de celles des DMSP-1. La principale modification porte sur les performances duradiomètreinfrarouge. La masse des satellites de cette série augmente passant à 73 kg^[18].

Un seul exemplaire de ce satellite expérimental identique au DMSP-2 est lancé en 1965. Sa spécificité est de fournir des données météorologiques pour répondre à des besoins tactiques au forces américaines présentes au Vietnam^[19].

Les satellites DMSP-4A sont toujours stabilisés par rotation mais leurs dimensions sont légèrement accrues (diamètre 76 cm, hauteur 74 cm). Leur masse atteint 79 kg. Leurs performances sont nettement améliorées par rapport aux DMSP-3. La largeur de la fauchée de la caméra vidicon passe de 1500 et 2800 km et sa résolution spatiale atteint 1,5 km au nadir et 5,6 km en bordure. Un radiomètre infrarouge à haute résolution fournit des profils de hauteur de la couverture nuageuse. La capacité de l'enregistreur à bande magnétique est augmentée ce qui lui permet de stocker les images de l'ensemble de l'hémisphère nord. Le satellite peut transmettre ses données en temps réel à des petites stations de réception terrestres mobiles ou à des terminaux installés à bord de navires. Quatre exemplaires de cette version sont lancés entre 1966 et 1967^[20].

Les satellites de la version DMSP-4B sont une version légèrement améliorée des DMSP-4A. Trois satellites de cette série sont lancés entre 1968 et 1969^[21].

Les satellites de la version DSAP-5A introduisent une refonte en profondeur des instruments. Pour sa conception, les responsables du programme prennent en compte pour la première fois les attentes des opérateurs chargées d'exploiter les images fournies par le satellite. En conséquence l'albédo est désormais fourni avec les images. Pour parvenir aux performances souhaitées le satellite n'est plus stabilisé par rotation maisstabilisé3 axes. Le satellite plus haut a une masse qui atteint104 kilogrammes^[13]. Trois satellites de cette série sont lancés entre 1970 et 1971^[22].

Cinq satellites de cette série sont lancés entre 1971 et 1974^[23].

Trois satellites de cette série sont lancés entre 1974 et 1976^[24].

Cinq satellites de cette série sont lancés entre 1976 et 1980^[25].

Neuf satellites de cette série sont lancés entre 1982 et 1997^[27]. Cette série a rencontré un problème de conception qui s'est manifestée après qu'ils aient été retirés du service. Trois d'entre eux, les F11, F12 et F13 ont explosé en orbite respectivement en 2004, 2016 et 2015 du fait d'une erreur de conception des batteries embarquées. Deux satellites NOAA-16 et NOAA-17, basés sur la même architecture, ont également explosé respectivement en 2015 et 2021^[28].

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 solideStar-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^[30]. Les deux derniers satellites de la série fabriqués ont été initialement mis sous cocon car il était prévu qu'ils soient remplacés par les successeurs des DSMP. Ce projet prenant du retard le F19 a été finalement remis en état et lancé. Par contre le Congrès américain n'a pas autorisé le lancement du F20.

La caméra OLS (Operational Linescan System) est l'instrument principal du satellite. Développé par Northrop Grumman il fournit des images de jour comme de nuit. Ses observations sont effectuées dans deux bandes spectrales : en lumière visible et proche infrarouge (0,4 - 1,1 microns) et dans l'infrarouge thermique (10 - 13,4 microns). Sa résolution spatiale est 0,5 km et la largeur de sa fauchée est de 3000 km.^[31].

Le sondeur imageur micro-ondes SSMIS (Special Sensor Microwave Imager Sounder) est un instrument qui mesure les profils verticaux de température (15 strates avec une précision variant en fonction de l'altitude entre 1 et 7 kelvins) et d'humidité, la vitesse du vent en surface (précision supérieure à 2 m/s), la couverture neigeuse du sol et sa température ainsi que le taux de précipitations. Il combine les fonctions des instruments SSM/I, SSM/T et SSM/T-2 qu'il remplace. Il analyse 24 canaux dont la fréquence est comprise entre 19 et 183 GHz. Par rapport aux instruments qu'il remplace le profil de températures est étendu jusqu'à une altitude 70 km et la largeur de la fauchée est portée à 1707 km. Il permet de déterminer la pression atmosphérique jusqu'à 0,03 millibar. L'instrument a une masse de 96 kg, consomme 135 Watts et génère 14,2 kilobits de données par seconde. Il est développé par la société Aerojet. Il est embarqué pour la première fois sur le satellite F-16^[32].

Lespectrographe SSULI (Special Sensor Ultraviolet Limb Imager) est un instrument développé par leNaval Research Laboratory qui fournit un profil vertical de la composition de l'atmosphère en observant le limbe de la Terre et analysant le rayonnement ultraviolet (50 à 170 nanomètres avec une résolution spectrale <= 1,5 nm)). Il identifie les raies des atomes d'oxygène et et d'azote ainsi que des molécules d'azote. Les résultats permetttent de déterminer le profil vertical de la densité des électrons, des ions et des particules neutres. Les profils verticaux obtenus portent sur la couche supérieure de l'atmosphère et l'ionosphère (de 50 à 750 km d'atltitude^[33].

Le spectromètre imageur ultraviolet SSUSI (Special Sensor Ultraviolet Spectrographic Imager) développé par le laboratoireApplied Physics Laboratory de l'Université John Hopkins est un instrument qui mesure le rayonnement ultraviolet (115 - 180 nm) émis par l'atmosphère terrestre et et l'ionosphère. Il permet d'obtenir des images desaurores polaires et de lalumière du ciel nocturne sur la face non éclairée de la Terre. Cet instrument est pratiquement identique à l'instrument GUVI de la mission spatialeTIMED. La résolution spatiale est de 10 x 10 km. L'instrument comprend également un photomètre NPS qui effectue ses observations sur la face nocturne dans le spectre visible avec une résolution spatiale de 25 km^[34],[35].

La suite instrumentale SSES (Space Environment Sensor Suitem) regroupe plusieurs types de capteur qui permettent de caractériser l'environnement géophysique^[36] :

• SSI/ES-2 et 3 (Special Sensor Ionospheric Plasma Drift/Scintillation Monitor)
• SSJ/4 et 5 (Precipitation Electron/Proton Spectrometer)
• SSM (Special Sensor Magnetometer) est un magnétomètre qui mesure le champ magnétique local.

Le détecteur de menace SSF (Operational Linescan System) identifie des impulsions laser en provenance de la Terre.

Cinq satellites de cette série sont lancés entre 1999 et 2014^[30].

L'existence de deux programmes de satellites civils et militaires distincts se justifiant de moins en moins, à l'initiative des gouvernements successifs plusieurs tentatives de fusion du programme des satellites militaires avec avec leur équivalent civil développé par laNASA puis de laNOAA sont esquissées. La dernière tentative aboutit à la mise sur pied en 1994 d'un programme communNPOESS (enanglais :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^[42]. Mais à la suite de surcoûts ce programme est arrêté en 2010 sans avoir abouti et les acteurs civils et militaires décident de développer des programmes disjoints : la NASA/NOAA lance le programmeJoint Polar Satellite System (JPSS) tandis que les militaires lancement le développement des remplaçants du DMSP dans le cadre du programmeDefense Weather Satellite System (en) (DWSS). Mais ce dernier programme est à son tour annulé en 2012.

Face à ces aléas l'Armée de l'Air décide, pour maintenir ses capacités météorologiques, de réactiver les deux derniers satellites DMSP non lancés et placés en stockage àSunnyvale (Californie). Le premier de ces satellites, DMSP 5D-3/F19, est remis en état par son constructeurLockheed Martin et placé en orbite début 2014. Mais la réactivation du deuxième satellite, DMSP 5D-3/F20, est suspendue lorsque DMSP 5D-3 tombe en panne seulement22 mois après avoir été lancé. LeCongrès américain refuse de dégager les120 millions de dollars demandés pour remettre en état le dernier satellite disponible ce qui met fin à ce programme. Le satellite resté sur Terre est désormais exposé dans le hall du bâtiment d'état-major duSpace and Missile Systems Center (en) - devenu en 1992 leSpace and Missile Systems Center (SMC)) - composant de l'United States Space Force) àLos Angeles^[43].

Une autre source de conflit entre l'Armée de l'Air et le COngrès américain vient se greffer sur le programme à la même époque. l'Armée de l'Air a décidé de supprimer l'Operationally Responsive Space Office (ORS), un département créé pour développer des satellites militaires à faible cout. Le Congrès américain conteste cette décision et décide en 2013 d'accorder à ce département une ligne budgétaire pour la réalisation d'un petitsatellite météorologique, baptisé ORS-8. Le satellite qui emporte un imageur visible et infrarouge et est consacré à la détermination des caractéristiques des nuages doit ainsi couvrir une partie des fonctionnalités des DMSP. Dans ce contexte et pour assurer une couverture de l'ensemble des fonctionnalités prises en charge par les DMSP, l'Armée de l'Air décide en 2017 de développer deux filières de satellite météorologique : les uns emporteront un scanner micro-ondes passif et les autres un imageur fonctionnant en lumière visible et dans l'infrarouge. Le développement d'ORS-8 est confié en 2018 à la sociétéSierra Nevada mais le résultat de l'appel d'offres est contesté et peu après l'Armée de l'Air décide d'annuler ce projet. La situation devient critique car il ne reste plus à cette date que cinq satellites DMSP opérationnels (quatre à compter de 2020) qui ont largement dépassé la durée de vie pour lesquels ils ont été conçus (5 ans alors qu'ils ont été placés en orbite entre 1999 et 2009)^[43].

En 2015 une ligne budgétaire de800 millions de dollars est dégagée pour développer deux satellites du premier type, c'est-à-dire emportant uniquement un sondeur micro-ondes passif^[44] auquel est ajouté un équipement d'observation de lamétéorologie spatiale que l'US Air Force a décidé désormais d'installer à bord de tous ses satellites. LeSpace and Missile Systems Center confie en 2017 àBall Aerospace la réalisation du premier satellite, qui est baptiséWeather System Follow-on Microwave abrégé en WSF-M (enfrançais :« système météorologique micro-ondes suivant »), pour un montant de349 millions de dollars. Celui-ci doit être placé en orbite fin 2023 et être opérationnel mi-2024^{[Note 8]}. La commande du deuxième satellite est prévue en 2023/2024 pour un lancement vers 2028. Le scanner micro-ondes embarqué permet de mesurer les vents à la surface des océans et l'intensité des cyclones tropicaux qui constituent les données prioritaires pour le commanditaire mais n'inclut pas l'analyse des caractéristiques des nuages (fonction prise en charge par les DMSP) que l'Armée compte obtenir via d'autres satellites ou des instruments embarqués sur des engins spatiaux tiers. Par contre le scanner permettra d'obtenir outre la vitesse des vents de surface leur direction, une donnée non restituée par les DMSP. Le développement du WSF-FM passe enavril 2020 avec succès la revue critique de conception et le constructeur annonce à cette date que le satellite sera transféré sur le site de lancement en 2023^[43].

Le développement du deuxième type de satellite météorologique, chargé de fournir des images des nuages et baptiséElectro-Optical Infrared Weather System (EWS), est beaucoup plus chaotique. À la suite de l'annulation du prototype ORS-8 qui devait assumer cette fonction, l'Armée de l'Air confie le pilotage du projet auSpace Enterprise Consortium (SpEC), un département créé pour faire travailler desstart-up et des PME et permettre d'alléger les contraintes juridiques tout en partageant la charge d'investissement. Enjuin 2020 SpeC alloue un montant total de309 millions de dollars à trois sociétés -Raytheon Technologies,General Atomics Electromagnetic Systems etAtmospheric & Space Technology Research Associates - pour développer des prototypes de l'EWS. L'objectif est de sélectionner une des trois sociétés en 2023. Raytheon choisit de développer un satellite de taille réduite emportant une version miniaturisée de l'instrument VIIRS développé pour le projet NPOESS et qui est désormais opérationnel à bord des satellitesSuomi NPP etJPSS-1.General Atomics propose uneconstellation de15 satellites de200 kilogrammes équipés d'un scanner développé par EOVista, un spécialiste des capteurs aéroportés. EnfinAtmospheric & Space Technology Research Associates propose une constellation de 50CubeSats 12U. Le Congrès américain a approuvé la ligne budgétaire de750 millions de dollars demandé par l'Armée^[43].

 : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

Historique

• (en) R. Cargill Hall,A History of the Military Polar Orbiting Meteorological Satellite Program,septembre 2001, 56 p.(lire en ligne). 
  Histoire du programme DMSP par un historien de la NRO.
• (en) Dwayne A. Day, « Dark clouds: The secret meteorological satellite program : part 1 The RAND Corporation and cloud reconnaissance », surthespacereview.com, avril à juin 20222ème partie :The Radio Corporation of America and the Army’s reconnaissance satellite3ème partie : The National Reconnaissance Office finally builds top secret weather satellites4ème partie : The Air Force finally gets its weather satellite
  Très long article fouillé en quatre parties sur la génèse des satellites DMSP et le développement des premières séries.

Instruments - caractéristiques techniques

• (en) « DMSP (Defense Meteorological Satellite Program) Block 5D », surEO Portal, Agence spatiale européenne(consulté le15 janvier 2022). 
  Page consacrée aux séries 5D des satellites DMSP et plus particulièrement aux caractéristiques et aux résultats scientifiques de la série 5D3.
• (en) US Air Force - Technology Development and Plan System Engineering Division,The Defense Meteorological Satellite Program sensors : an historical Overview,mars 1992, 28 p.(lire en ligne)
  Synthèse datant de 1992 des caractéristiques des instruments embarqués sur les satellites DMSP depuis le début du programme et de leur comportement.
• (en) Larry J. Paxton, Robert K. Schaefer, Yongliang Zhang, Hyosub Kil et John E. Hicks, « SSUSI and SSUSI-Lite: Providing Space Situational Awareness and Support for Over 25 Years »,Johns Hopkins APL Technical Digest,Applied Physics Laboratory (université Johns-Hopkins),vol. 34,n^o 3,‎2018,p. 388-400(lire en ligne). 
  Caractéristiques de l'instrument SUSSI.

Guide utilisateur

• (en) Air Weather Service (US Air Force=,Defense Meteorological Satellite Program user's guide,décembre 1974, 122 p.(lire en ligne)
  Guide utilisateur des versions 5A/5B.

Scénario de remplacement, convergence des besoins civils et militaires

• (en)NOAADOD,Comparison of the Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) and the NOAA Polar-orbiting Operational Environmental Satellite (POES) Program,octobre 1985, 431 p.(lire en ligne)
  Comparaison technique des caractéristiques des programmes météorologiques militaires (DMSP) et civils (POES) en 1985.
• (en)GAO,Weather Satellites Economies Available by Converging Government Meteorological Satellites,avril 1987, 70 p.(lire en ligne)
  Rapport de 1987 de la Cour des Comptes des Etats-Unis (GAO) portant sur les économies qui pourraient être obtenues par la convergence des programmes météorologiques militaires et civils.

Divers

• (en) Robert S. Wacker,The need for a continuously updated Department of Defense enviroronmental requirements document,avril 2009, 36 p.(lire en ligne)
  Plaidoyer pour la tenue d'un cahier des charges régulièrement mis à jour des exigences concernant les données fournies par les militaires aux satellites environnementaux.

• NPOESS la version civile des DMSP 5D
• WSF-M etEWS successeurs des satellites DMSP.
• Suomi NPP etJPSS la version civile des satellites WSF-M et EWS

• Satellite météorologique

• (en) « Satellite Programme: Defense Meteorological Satellite Program - Block 5D-3 », surOSCAR,Organisation météorologique mondiale(consulté le10 février 2026)
• (en) Günter Dirk Krebs, « DMSP-5D3 F15, 16, 17, 18, 19, 20 », Gunter's space page(consulté le22 avril 2014)

• (en) Site officiel

v ·m Satellites militaires en service
États-Unis	IMINT KH-11 Kennen Misty Enhanced Imaging System Lacrosse En développement :FIA SIGINT White Cloud Trumpet Mentor (Orion) Mercury Nemesis MASINT FORTE (en) DMSP DSP SBIRS STSS Surveillance de satellite MiTex SBSS 1 GSSAP Silentbarker
Russie	IMINT Iantar Orlets Persona SIGINT Tselina-2 Lotos MASINT Oko US-KMO Toundra
Chine	IMINT FSW-4 JianBing Yaogan ZY (satellite) SIGINT JSSW-3 SJ-2 DQ-1 Tongxin Jishu Shiyan Yaogan 30
France	IMINT Helios IA & IB Helios 2A &2B Pléiades IA & IB Pléiades Neo 3 & 4 CSO-1 CSO-2 SIGINT Cerise Clémentine Essaim Elisa CERES (× 3)
Allemagne	Radar spatialIMINT SAR-Lupe SARah En construction :Georg
Inde	Radar spatialIMINT RISAT-2 RISAT-2B (en) SIGINT EMISAT
Israël	IMINT Ofeq-5 Ofeq-7 Ofeq-9 Radar spatialIMINT Ofeq-8 (TecSAR) Ofeq-10 (TecSAR 2) Ofeq-11
Italie	IMINT OPTSAT-3000 Radar spatialIMINT COSMO-SkyMed En construction :CSG
Japon	IMINT IGS 1A/B IGS 2A/B IGS 3A IGS 4A/B IGS 5A IGS 6A IGS 7A IGS 8A/B
Corée du sud	IMINT ANASIS II Radar spatialIMINT Projet 425
Espagne	Radar spatialIMINT PAZ
Turquie (en)	IMINT Göktürk-1 (en) Göktürk-2 (en) Göktürk-3 (en)
Royaume-Uni (en)	IMINT Carbonite-2
Maroc	IMINT Mohammed-VI
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