(MSX) est un satellite artificiel développé au milieu des années 1990 pour répondre aux besoins du système de défense américain contre les missiles intercontinentaux. Le projet est géré par le (BMDO devenu en 2002 la ) et le satellite est assemblé par le laboratoire (APL).

L'objectif de la mission était de cartographier l'arrière plan céleste et terrestre visible durant la phase balistique extra-atmosphérique des missiles balistiques pour permettre aux capteurs du système de défense anti-missiles de mieux distinguer leurs cibles. Les données collectées ont permis également de faire un recensement très détaillé des sources infrarouges dans le plan galactique couvrant ainsi des besoins dans le domaine de l'astronomie. MSX est placé le sur une orbite polaire (). Quatre ans après son lancement, le satellite qui avait achevé ses objectifs principaux a été affecté au Réseau de surveillance spatiale des États-Unis pour lequel il a recensé les objets circulant en orbite géosynchrone. Ayant rempli tous ses objectifs avec succès la mission s'est achevée en largement après la durée programmée de sept ans.

La charge utile de cet engin spatial de comprend un télescope fonctionnant dans l'infrarouge moyen et long refroidi par cryogénie ainsi que plusieurs spectrographes imageurs fonctionnant en lumière visible et dans l'ultraviolet. Ces instruments couvrent les bandes spectrales allant de l'ultraviolet () à l'infrarouge long ().

Contexte Mise au point du système antimissile balistique américain

Le projet MSX est une contribution à la mise au point du système défense américain contre les missiles intercontinentaux développé dans le cadre du projet (GMD). Le système repose sur des missiles antibalistiques qui doivent intercepter les ogives entrant dans l'espace alors que celles-ci sont à mi-parcours du vol de leur trajectoire balistique. Les capteurs de ces missiles doivent pouvoir identifier les cibles et distinguer celles qui représentent une menace. Pour y parvenir il est nécessaire de caractériser le comportement et la signature des cibles et de parvenir à les dégager de l'arrière plan. Il faut modéliser avec une grande fidélité les arrières plans céleste, terrestre et le limbe terrestre. Ces données doivent être collectées pour l'ensemble du globe et sur une période suffisamment longue pour prendre en compte les variations saisonnières et géographiques.

Campagnes d'observation antérieures

Pour modéliser l'arrière plan, plusieurs expériences ont été menées, en particulier la série des Delta et deux expériences embarquées sur la navette spatiale américaine : l' et la . Ces expériences ont collecté des données exploitables mais insuffisante du fait de la durée trop brève des missions et de la sensibilité limitée des capteurs. La mission MSX a pour objectif de pallier ces insuffisances.

Objectifs de la mission MSX

MSX observe les longueurs d'onde de 4,29, 4,35, 8,28, 12,13, 14,65 et . Le télescope infrarouge de est refroidi par un bloc d'hydrogène solide et équipé de cinq capteurs à infrarouges à balayage ligne au plan focal.

L'étalonnage de MSX posa un défi pour les concepteurs de l'expérience, car les données de base n'existaient pas pour les bandes spectrales qui devaient être observées. Les ingénieurs résolurent le problème en faisant tirer par MSX des projectiles de composition connue en face des détecteurs, et en calibrant les instruments avec les courbes de corps noir connues des objets. La calibration de MSX servit de base pour les autres satellites travaillant dans les mêmes gammes de longueur d'onde, dont AKARI (2006-2011) et le télescope spatial Spitzer.

Caractéristiques techniques

Plateforme

MSX est un satellite de dont le corps a la forme approximative d'un parallélépipède de . Il est composé de trois éléments qui s'échelonnent sur sa longueur. La section inférieure contient l'électronique et repose sur l'adaptateur qui lie le satellite à son lanceur. Cette section sert d'embase au télescope infrarouge SPIRIT-III. La section médiane est une structure qui contient l’instrument SPIRIT-III. La section supérieure héberge les instruments et leurs détecteurs. Le satellite est conçu pour suivre une cible (missile balistique) se déplaçant rapidement en pointant l'ensemble de ses instruments vers celle-ci sur une durée qui peut atteindre une demi-heure. Cet objectif central a joué un rôle majeur dans la définition de l'architecture du satellite. Le satellite est stabilisé 3 axes à l'aide de quatre roues de réaction et trois magnéto-coupleurs. Les capteurs utilisés pour contrôler l'attitude comprennent deux gyrolasers un viseur d'étoiles, deux capteurs d'horizon, cinq capteurs solaires et un magnétomètre tri-axial. La précision de pointage obtenue est de 0,1°. L'énergie est fournie par deux panneaux solaires fournissant chacun en début de vie orientable avec un degré de liberté. L'énergie est stockée dans une batterie nickel hydrogène à d'une capacité de . Les données collectées sont enregistrées sur deux enregistreurs à bande magnétique d'une capacité unitaire de . Les communications avec les stations terriennes se font en avec un débit de 25 ou par seconde (transmission des données au sol) et en (télémesures, envoi des commandes). Le satellite dispose également d'un radar passif destiné à fournir la position de cibles à une distance maximale de avec une précision de 0,1°.

Instruments

Télescope infrarouge SPIRIT III

Spectrographe imageur UVISI

Caméra SBV

La caméra SBV () est développée par le laboratoire Lincoln du MIT. Son rôle est de collecter la signature des étoiles en lumière visible et d'établir un catalogue des objets en orbite autour de la Terre. Dotée d'une optique ayant une ouverture de , elle observe en lumière visible (0,3-) avec un champ de vue de . Son détecteur est un CCD spécifiquement développé pour la mission doté de . L'instrument pèse et consomme .

Déroulement de la mission

MSX est lancé par une fusée décollant depuis Vandenberg AFB en Californie. MSX est placé sur une orbite polaire héliosynchrone à d'altitude avec une inclinaison orbitale de . L'agence BMDO est charge du déroulement de la mission avec les différentes laboratoires mettant en œuvre les instruments tandis que l'APL est responsable du contrôle du satellite. Durant les mois de la mission, le télescope infrarouge SPIRIT-III fonctionne mais début 1997 l'hydrogène solide qui maintient la température des détecteurs à s'est complètement évaporé et l'instrument devient inopérant. La suite instrumentale UVISI qui ne nécessite pas de refroidissement réalise des sondages de l'atmosphère terrestre en utilisant la technique de l'occultation stellaire. sont ainsi effectuées entre et . Durant la pluie de météores des Léonides du les spectrographes imageurs UVISI réalisent la première analyse spectrale complète sur les longueurs d'onde comprises entre 110 et . Quatre ans après son lancement, les objectifs définis dans le cadre du système anti-missiles balistiques sont atteints. La nouvelle mission de MSX est la détection et la surveillance des objets en orbite autour de la Terre et MSX, qui fait désormais partie du Réseau de surveillance spatiale des États-Unis est transféré à l' le . Ces opérations sont effectuées à l'aide de l'instrument SBV le seul encore actif à cette date. Cet instrument, le seul à réaliser la tâche d'identification des débris spatiaux depuis l'espace, permet de cartographier et d'identifier l'ensemble des objets présents au niveau de l'orbite géosynchrone de la Terre.

La mission s'achève avec l'épuisement des ergols en soit après la fin de vie théorique du satellite. Le satellite ne dispose plus d'ergols pour permettre une désorbitation rapide. Des opérations sont effectuées pour que le satellite ne puisse plus redevenir actif malgré les automatismes du système de survie, en particulier pour qu'il ne produise pas d'émissions radio.

Résultats scientifique

Durant les qui ont suivi le lancement (jusqu'à épuisement de l'hydrogène solide), le télescope SPIRIT-III cartographie dans l'infrarouge le plan galactique ainsi que des zones du ciel, soit non observées, soit identifiées comme particulièrement brillantes par le télescope spatial (IRAS). Le plan galactique a été cartographié dans quatre bandes spectrales en infrarouge moyen (entre 6 et ) sur une hauteur de 5° avec une résolution spatiale de d'arc. Quatre passes ont été effectuées sur les deux tiers de cette région permettant d'assembler couvrant chacune une superficie de avec une résolution de d'arc dans chacune des bandes spectrales. Les données astronomiques recueillies par MSX sont actuellement disponibles dans le (IRSA) fournie par le (IPAC) de la NASA. Une collaboration entre le et l'IPAC a conduit à créer une archive contenant des images couvrant environ 15 % du ciel, dont l'ensemble du plan galactique, le Grand Nuage de Magellan et des régions du ciel non observées par IRAS..

Débris spatial

La seule personne connue ayant été heurtée par un débris spatial fut touchée par un morceau de la fusée qui lança MSX. Lottie Williams s'entraînait dans un parc à Tulsa le lorsqu'elle fut touchée à l'épaule par un morceau de d'un matériau métallique noirci. Le U.S Space Command confirma que la fusée du lancement d' de Midcourse Space Experiment était rentrée dans l'atmosphère plus tôt. L'objet la heurta à l'épaule et tomba sur le sol sans la blesser. Williams conserva l'objet et des tests de la NASA montrèrent ultérieurement que le fragment était similaire aux matériaux de la fusée, et Nicholas Johnson, le responsable scientifique des déchets orbitaux de l'agence pense qu'elle fut effectivement touchée par un morceau de la fusée..

Notes et références

Bibliographie Contexte et besoins

Caractéristiques techniques de la plateforme/bus

Opérations

Instruments

Résultats

Voir aussi

Articles connexes Missile Defense Agency Réseau de surveillance spatiale des États-Unis Ground-Based Midcourse Defense Astronomie infrarouge

Liens externes Accès au catalogue des sources infrarouge observées par le télescope MSX et hébergées dans l'IPAC. Guide utilisateur du catalogue des sources infrarouge observées par le télescope MSX .

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