Joint Polar Satellite System

Vue d'artiste de Suomi NPP, précurseur des JPSS.

Données générales

Organisation	NASA,NOAA
Constructeur	Ball Aerospace & Technologies
Programme	Joint Polar System Satellite
Domaine	Satellite météorologique
Statut	Opérationnel
Autres noms	JPSS 1
Lancement	NOAA 20 : 18 novembre 2017 à 09 h 47 TU
Lanceur	NOAA 20 :Delta II 7920-10C
Durée	7 ans (mission primaire)
Identifiant COSPAR	2017-073A
Site	www.jpss.noaa.gov/index.html

Caractéristiques techniques

Masse au lancement	2 540 kg
Contrôle d'attitude	Stabilisé sur 3 axes
Source d'énergie	Panneaux solaires
Puissance électrique	1 932 watts

Orbite

Orbite	Polaire
Périgée	816 km
Apogée	828 km
Inclinaison	98,7°

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Joint Polar Satellite System ouJPSS est une série de quatresatellites météorologiques déployés enorbite polaire par laNational Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) avec la participation de laNASA à compter de 2017. Ils doivent prendre la suite des satellitesNOAA POES à la suite de l'échec du programmeNPOESS. Ces satellites sont développés sur le modèle deSuomi NPP. Le premier exemplaire (NOAA 20) est placé en orbite le18 novembre 2017 et les trois suivants doivent l'être entre 2022 et 2031.

En 1994, le programmeNPOESS est lancé à l'initiative dugouvernement américain pour développer la prochaine génération desatellites météorologiques en orbite polaire. Ceux-ci doivent remplacer simultanément la famille des satellitesNOAA POES civils et desDMSP militaires et ainsi réduire les coûts. Le programme est piloté par les trois agences gouvernementales concernées : laNOAA est chargée de l'ensemble du nouveau programme, laUnited States Air Force (enfrançais :« Armée de l'air américaine ») des dispositifs de collecte et de traitement des données et laNASA des développements des instruments. Pour réduire les risques, un satellite préparatoire de série leSuomi NPP (enanglais :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 à7 milliards dedollars américains.

Le projet rencontre plusieurs difficultés : la mise au point de l'instrumentVIIRS se heurte à des problèmes techniques, le coût global passe à10 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 à14 milliards de dollars et la mise au point de VIIRS rencontre toujours des difficultés.

Finalement, le programme commun est annulé enfévrier 2010 : il est décidé que la NOAA développe de son côté deux satellites JPSS tandis que laUnited States Air Force fournit les satellites complémentaires dans le cadre du programmeDefense Weather Satellite System (en) (DWSS). Ce dernier est à son tour annulé en 2012 et remplacé par leWeather System Follow-on Microwave (WSF-M). Enoctobre 2010, la réalisation du satellite NPP (baptiséSuomi 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^[1].

Le programme JPSS avec le cahier des charges suivants :

• Utiliser les instruments développés par la NASA et mis en œuvre surSuomi NPP.
• Développer deux satellites JPSS-1 et JPSS-2 placés sur une orbite de l'après midi utilisant les cinq instruments de Suomi NPP.
• Trouver des satellites hôtes pour les instruments prévus par le programme NPOES qui ne peuvent être intégrés dans les JPSS :Total and Spectral Solar Irradiance Sensor (TSIS),Advanced Data Collection System (ADCS), et leSearch and Rescue Satellite - Aided Tracking (SARSAT).
• Développer le segment terrestre permettant d'assurer la collecte des données fournies par les satellites du nouveau programme.

Le coût total du programme est évalué en 2010 à11,9 milliards de dollars. Les retards liés à la dissolution du projet commun aux trois agences fait glisser le calendrier au programme désormais réalisé avec la seule aide de la NASA. Ce délai fait courir un risque si les satellites en orbite tombent en panne avant que le premier satellite du nouveau programme ne soit lancé. En effet les satellites placés en orbite polaire constituent la principale source de données utilisée par les programmes de prévision météorologique, en particulier ceux relatifs à l'intensité et à la trajectoire des ouragans^[2].

Les satellites ont des caractéristiques très proches deSuomi NPP et il utilise comme celui-ci uneplate-formeBCP 2000 de son constructeurBall Aerospace & Technologies. Le satellite, qui a la taille d'un petit autobus, pèse au lancement environ 2 540 kg. Ses panneaux solaires fournissent en début de vie une énergie de 1 932 W. Le satellite est stabilisé sur trois axes avec une précision de 50secondes d'arc. Les échanges de données se font enbande Ka avec une débit descendant de300 mégabits/s avec une liaison de secours également enbande Ka permettant de passer par les satellites relaisTDRS. Par ailleurs, une liaison enbande X avec un débit de15 mégabits par seconde est prévue pour l'envoi de données directement aux utilisateurs finaux. La durée de vie prévue est de sept ans^[1].

Comme le satellite Suomi NPP, les JPSS emportent cinq instruments^[1] :

• VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite), le plus grand des instruments, est unradiomètre à22 canaux qui fournit des images dans l'infrarouge des océans, de la glace, de l'atmosphère et des surfaces continentales. 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 (Advanced Technology Microwave Sounder), est un scanner micro-ondes à11 canaux qui fournit des profils de température et d'humidité de l'atmosphère
• CrIS (Cross-track Infrared Sounder), fournit comme ATMS des profils de température et d'humidité de l'atmosphère.
• OMPS (Ozone Mapping and Profiler Suite), mesure les caractéristiques de lacouche d'ozone dans la haute atmosphère.
• CERES (Clouds and the Earth Radiant Energy System), mesure à la fois l'énergie solaire réfléchie par laTerre et la chaleur émise par notre planète. Les données permettent de déterminer le bilan thermique de la Terre.

Le programme comprend quatre satellites. Le premier satellite (JPSS-1) est lancé le18 novembre 2017 par un lanceurDeltaII 7920-10C depuis labase de lancement de Vandenberg et placé sur une orbite polaire de 816 × 828 kilomètres avec une inclinaison orbitale de 98,7°^[3]. Le second (JPSS-2) doit être lancé en 2022. Ces deux satellites doivent être positionnés sur une orbite de l'après midi (13 h 30) et compléter ainsi la constellation formée par les satellitesDMSP de laUSAF et les satellitesMetOp de l'organisation européenneEUMETSAT. JPSS-1 (NOAA 20) prend la suite de Suomi NPP et JPSS-2 celle de JPSS-1.

• NPOESS.
• NOAA POES.
• Suomi NPP

• (en)Site officiel de la NOAA.
• (en)Rapport du GAO (la cour des comptes américaine) sur le programme (décembre 2014).
• (en)JPSS sur le site EO Portal (ESA).

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