Système d'observation de la Terre

NASA comprenant une série de missions de satellites artificiels et d'instruments scientifiques en orbite terrestre , conçus pour l'observation globale à long terme de la surface terrestre, de la biosphère , de l'atmosphère et des océans . Depuis le début des années 1970, la NASA développe son Système d'observation de la Terre, en lançant une série de satellites Landsat au cours de cette décennie. Parmi les premiers, on peut citer l'imagerie micro-ondes passive, lancée en 1972 par le satellite Nimbus 5. Suite au lancement de diverses missions satellitaires, la conception du programme a débuté à la fin des années 1980 et s'est rapidement développée tout au long des années 1990. Depuis sa création, le programme n'a cessé de se développer, couvrant désormais la terre, la mer, le rayonnement et l'atmosphère. Collectées dans un système appelé EOSDIS , ces données sont utilisées par la NASA pour étudier l'évolution et les changements de la biosphère terrestre. L'objectif principal de cette collecte de données est la climatologie. Le programme est la pierre angulaire du programme de sciences de la Terre de la NASA .

Avant le développement du Système d'observation de la Terre (EOS) actuel, les bases de ce programme ont été posées au début des années 1960 et 1970. TIROS-1 , le tout premier satellite météorologique en orbite terrestre basse à grande échelle , avait pour principal objectif d'explorer l'observation infrarouge par télévision comme méthode de surveillance et d'étude de la surface terrestre. Essentiel au développement des satellites actuellement utilisés, TIROS-1 a permis à la NASA d'utiliser des instruments et des méthodes de collecte de données expérimentaux pour étudier la météorologie à l'échelle mondiale. Surtout, ces nouvelles informations recueillies par TIROS-1 ont permis aux météorologues et aux scientifiques d'observer des phénomènes météorologiques de grande ampleur. Ils pouvaient ainsi répondre à des questions telles que : « Faut-il évacuer la côte en raison de l'ouragan ? » . Après TIROS, le programme expérimental de satellites de technologies d'application (ATS) a été développé. L'objectif principal de ces satellites était la prévision météorologique et l'étude de l'environnement spatial. Ce programme visait notamment à lancer des satellites en orbite géosynchrone et à évaluer l'efficacité de ce type d'orbite pour l'observation de la Terre. ATS-3 , la mission la plus longue, a eu une durée de vie de plus de 20 ans. Il s'agissait du premier satellite à capturer des images en couleur depuis l'espace et il a joué un rôle important dans les communications.

Après le succès de TIROS-1 et d'ATS-3, la NASA, en collaboration avec l'Institut d'études géologiques des États-Unis (USGS), a fait progresser l'observation de la Terre grâce à une série de satellites Landsat lancés tout au long des années 1970 et 1980. Le satellite Nimbus 5, lancé en 1972, utilisait l'imagerie micro-ondes passive, une méthode très efficace pour observer les variations de la couverture de glace de mer. Les observations ont été approfondies par des missions ultérieures telles que Nimbus 7 , équipé d'un scanner couleur de zone côtière (CZCS) pour étudier en détail les variations de couleur des océans, et d'un spectromètre de cartographie de l'ozone total (TOMS) pour mesurer l'irradiance solaire et le rayonnement réfléchi par l'atmosphère terrestre. Les premiers satellites de ces programmes ont ouvert la voie à une grande partie du programme EOS actuel. Les satellites TIROS ont joué un rôle crucial dans les essais et le développement non seulement des instruments d'observation de la Terre, tels que les spectromètres , mais aussi grâce aux nombreux enseignements tirés des différents capteurs utilisés pour maintenir ces satellites en orbite pendant des périodes prolongées. Des capteurs comme les capteurs d'horizon ont été testés sur ces premiers satellites et ont été adaptés pour développer des méthodes d'observation et des configurations opérationnelles plus avancées.

Depuis le lancement du programme, l'objectif général est resté inchangé : « surveiller et comprendre les composantes clés du système climatique et leurs interactions grâce à des observations mondiales à long terme » . Grâce à divers programmes tels que Landsat et A-Train, les scientifiques acquièrent une meilleure compréhension de la Terre et de ses changements. Actuellement, les données recueillies par les satellites du Système d'observation de la Terre (EOS) sont numérisées et compilées par le Système de données et d'information du Système d'observation de la Terre. Les scientifiques utilisent ensuite ces données pour prévoir les phénomènes météorologiques et, plus récemment, pour prévoir les effets du changement climatique dans le cadre d'accords tels que l'Accord de Paris sur le climat. Ces données sont principalement collectées par l'EOS, puis analysées.

Dans le domaine de l'observation de la Terre et de toutes les missions qui y contribuent, de nombreux partenariats intergouvernementaux et internationaux ont permis de financer, de mener des recherches et de développer le réseau complexe de satellites et d'engins spatiaux qui assurent le succès du Système d'observation de la Terre. Au total, les partenariats intergouvernementaux représentent près de 37 % des missions, tandis que 27 % d'entre elles impliquent également des partenariats internationaux avec d'autres pays et des entreprises internationales.

En 2022, neuf satellites Landsat (Landsat 7, 8 et 9) orbitaient autour de la Terre. Le programme Landsat a impliqué de nombreuses organisations depuis sa création, notamment l'Institut d'études géologiques des États-Unis (USGS). Parmi les autres agences intergouvernementales participant au programme d'observation de la Terre figurent l'Agence des services scientifiques environnementaux (ESSA), le Département de la Défense des États-Unis (USDOD), le Département de l'Énergie des États-Unis (USDOE) et l'Agence américaine d'observation océanique et atmosphérique (NOAA). La coopération entre ces agences intergouvernementales permet d'accroître le financement du programme et de mutualiser les ressources gouvernementales. Ces partenariats débutent souvent lorsqu'une autre agence gouvernementale souhaite intégrer un instrument spécifique à la charge utile d'une mission.

De même, les partenariats internationaux avec des pays résultent soit d'une charge utile spécifique (instrument) accompagnant une mission existante développée par la NASA, soit d'une collaboration entre la NASA et une autre agence spatiale, comme l'Agence spatiale européenne (ESA), nécessitant l'utilisation des installations de cette dernière. Un tel partenariat a été observé en 2000 lors du lancement du satellite ERS-1 depuis le Centre spatial guyanais, un spatioport situé en Guyane française, en Amérique du Sud. Parmi les agences internationales ayant apporté leur concours ou collaboré avec la NASA figurent la CONAE (Agence spatiale argentine), le CNES (Agence spatiale française), le DLR (Centre aérospatial allemand), Roscosmos (agence spatiale d'État russe) et la JAXA (Agence spatiale japonaise, anciennement NASDA).

Tout au long du programme, divers partenariats ont été noués avec des entreprises et des organisations, tant aux États-Unis qu'à l'étranger. En 2002, les missions SeaWIFS ont bénéficié d'une collaboration avec GEOeye, une société américaine d'imagerie satellitaire. De même, des organisations telles que le Conseil international pour la science (ICSU), l'Organisation internationale de normalisation (ISO), le Système mondial de données (WDS) et le Comité sur les satellites d'observation de la Terre (CEOS) ont participé à la planification, à la collecte et à l'analyse des données des missions. Comme mentionné précédemment, le financement, l'acquisition d'instruments supplémentaires et un soutien accru en matière de coordination et d'analyse des données sont autant d'avantages découlant de ces partenariats.