Programme des explorateurs

Le programme Explorers est un programme d'exploration de la NASA qui offre des possibilités de vol pour les recherches en physique, géophysique , héliophysique et astrophysique depuis l'espace. Lancé en 1958, Explorer 1 a été le premier vaisseau spatial des États-Unis à atteindre l'orbite. Plus de 90 missions spatiales ont été lancées depuis. À partir d' Explorer 6 , il a été exploité par la NASA, en collaboration régulière avec diverses autres institutions, dont de nombreux partenaires internationaux.

Les lanceurs du programme Explorer comprenaient Juno I , Juno II , divers lanceurs Thor , Scout , Delta et Pegasus , ainsi que Falcon 9 .

Le programme comprend trois classes : les explorateurs de classe moyenne (MIDEX), les petits explorateurs (SMEX) et les explorateurs de classe universitaire (UNEX), avec des missions d'opportunité sélectionnées menées avec d'autres agences.

Le programme Explorer a débuté comme une proposition de l'armée américaine ( projet Orbiter ) pour placer un satellite artificiel « civil » en orbite pendant l' Année géophysique internationale (AGI). Bien que cette proposition ait été rejetée en faveur du projet Vanguard de l'US Navy , qui a réalisé le premier vol suborbital Vanguard TV0 en décembre 1956, le lancement de Spoutnik 1 par l' Union soviétique le 4 octobre 1957 (et la « crise de Spoutnik » qui en a résulté) et l'échec de la tentative de lancement de Vanguard 1 ont permis au programme de l'armée d'être financé pour égaler les réalisations spatiales soviétiques. Explorer 1 a été lancé sur la sonde Juno I le 1er février 1958, devenant le premier satellite américain, et découvrant également la ceinture de radiations de Van Allen .

Quatre satellites de suivi de la série Explorer ont été lancés par le lanceur Juno I en 1958, dont Explorer 3 et Explorer 4 ont réussi, tandis qu'Explorer 2 et Explorer 5 n'ont pas réussi à atteindre l'orbite. Le véhicule Juno I a été remplacé par le Juno II en 1959.

Avec la création de la NASA en 1958, le programme Explorer a été transféré de l' armée américaine à la NASA . La NASA a continué à utiliser ce nom pour une série continue de missions spatiales relativement petites, généralement un satellite artificiel avec une orientation scientifique spécifique. Explorer 6 en 1959 a été le premier satellite scientifique sous la direction du projet du Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA à Greenbelt, Maryland .

La plateforme de surveillance interplanétaire (IMP) a été lancée en 1963 et comprenait un réseau de onze satellites Explorer conçus pour collecter des données sur le rayonnement spatial dans le cadre du programme Apollo . Le programme IMP a constitué une avancée majeure dans la conception électronique des engins spatiaux , car il a été le premier programme spatial à utiliser des puces de circuits intégrés (IC) et des MOSFET (transistors MOS). L'IMP-A ( Explorer 18 ) en 1963 a été le premier engin spatial à utiliser des puces de circuits intégrés, et l'IMP-D ( Explorer 33 ) en 1966 a été le premier à utiliser des MOSFET.

Au cours des deux décennies suivantes, la NASA a lancé plus de 50 missions Explorer , certaines en lien avec des programmes militaires, généralement de nature exploratoire ou de relevé ou ayant des objectifs spécifiques ne nécessitant pas les capacités d'un observatoire spatial majeur. Les satellites Explorer ont fait de nombreuses découvertes importantes sur : la magnétosphère terrestre et la forme de son champ de gravité ; le vent solaire ; les propriétés des micrométéoroïdes qui pleuvent sur la Terre ; les rayons ultraviolets, cosmiques et X du système solaire et au-delà ; la physique ionosphérique ; le plasma solaire ; les particules énergétiques solaires ; et la physique atmosphérique . Ces missions ont également étudié la densité de l'air, la radioastronomie, la géodésie et l'astronomie gamma .

Avec la diminution du budget de la NASA, les missions Explorer sont devenues rares au début des années 1980.

En 1988, la classe Small Explorer (SMEX) a été créée avec pour objectif de proposer des opportunités de vol fréquentes pour des missions scientifiques spatiales très ciblées et relativement peu coûteuses dans les disciplines de l'astrophysique et de la physique spatiale. Les trois premières missions SMEX ont été choisies en avril 1989 parmi 51 candidats et lancées en 1992, 1996 et 1998 La deuxième série de deux missions a été annoncée en septembre 1994 et lancée en 1998 et 1999.

Au milieu des années 1990, la NASA a lancé le programme Medium-class Explorer (MIDEX) pour permettre des vols plus fréquents. Ces missions sont plus grandes que les SMEX et devaient être lancées à bord d'un nouveau type de lanceur de classe moyenne-légère. Ce nouveau lanceur n'a pas été développé et ces missions ont été effectuées à bord d'une fusée Delta II modifiée . La première annonce concernant le MIDEX a été faite en mars 1995, et le premier lancement dans le cadre de cette nouvelle classe a été FUSE en 1999.

En mai 1994, la NASA a lancé le programme pilote STEDI ( Student Explorer Demonstration Initiative ) pour démontrer que des missions spatiales de grande qualité peuvent être menées à bien à l'aide de petites missions peu coûteuses. Parmi les trois missions sélectionnées, SNOE a été lancée en 1998 et TERRIERS en 1999, mais cette dernière a échoué après son lancement. Le programme STEDI a pris fin en 2001. Plus tard, la NASA a mis en place le programme UNEX ( University-Class Explorer ) pour des missions beaucoup moins coûteuses, considéré comme le successeur de STEDI.

Les missions Explorer étaient initialement gérées par le Small Explorer Project Office du Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA. Au début de 1999, ce bureau a été fermé et avec l'annonce de la possibilité de lancer la troisième série de missions SMEX, la NASA a converti la classe SMEX de sorte que chaque mission soit gérée par son chercheur principal , sous la supervision du projet Explorer du GSFC. Le bureau du programme Explorer du Goddard Space Flight Center assure la gestion des nombreuses missions d'exploration scientifique opérationnelles qui se caractérisent par des coûts relativement modérés et des missions de petite à moyenne taille qui peuvent être construites, testées et lancées dans un court laps de temps par rapport aux observatoires plus grands comme les grands observatoires de la NASA .

Hors lancements, le coût actuel des missions de la classe MIDEX est de 250 millions de dollars US en 2018, les futures missions MIDEX étant plafonnées à 350 millions de dollars US. Le plafond des coûts des missions SMEX en 2017 était de 165 millions de dollars US. Les missions UNEX sont plafonnées à 15 millions de dollars US. Un sous-projet appelé Missions of Opportunity (MO) a financé des instruments scientifiques ou des composants matériels de missions spatiales embarquées non-NASA, et le coût total de la NASA est plafonné à 70 millions de dollars US.

La classe Small Explorers a été mise en place en 1989 spécifiquement pour financer des missions d'exploration spatiale qui ne coûtaient pas plus de 120 millions de dollars américains . Les missions sont gérées par le projet Explorers au Goddard Space Flight Center (GSFC).

La première série de trois missions SMEX a été lancée entre 1992 et 1998. La deuxième série de deux missions a été lancée en 1998 et 1999. Ces premières missions étaient gérées par le Small Explorer Project Office du Goddard Space Flight Center. Au début de 1999, ce bureau a été fermé et avec l'annonce de la possibilité de lancer la troisième série de missions SMEX, la NASA a converti le programme de sorte que chaque mission soit gérée par son chercheur principal , sous la supervision du GSFC Explorers Project.

La NASA a financé une étude compétitive de cinq missions candidates de Small Explorers en héliophysique pour un vol en 2022. Les propositions étaient Mechanisms of Energetic Mass Ejection – eXplorer (MEME-X), Focusing Optics X-ray Solar Imager (FOXSI), Multi-Slit Solar Explorer (MUSE), Tandem Reconnection and Cusp Electrodynamics Reconnaissance Satellites (TRACERS) et Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere (PUNCH). En juin 2019, la NASA a sélectionné TRACERS et PUNCH pour un vol.

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  Échantillon
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  RHESSI
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  IBEX
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  IXPE

Les missions d'opportunité (MO) sont des enquêtes caractérisées par le fait qu'elles font partie d'une mission spatiale non NASA de toute taille et dont le coût total pour la NASA est inférieur à 55 millions de dollars. Ces missions sont menées sans échange de fonds avec l'organisation qui parraine la mission. La NASA sollicite des propositions pour des missions d'opportunité dans le cadre d'enquêtes SMEX, MIDEX et UNEX.

Trois satellites étaient prévus dans cette série : Beacon Explorer-A , Beacon Explorer-B , Beacon Explorer-C .

Une série de trois satellites géodésiques en orbite terrestre (GEOS) ont été mis en orbite : GEOS 1 , GEOS 2 , GEOS 3 .

Les numéros de nom des explorateurs peuvent être trouvés dans le catalogue principal du NSSDC , généralement attribués à chaque vaisseau spatial d'une mission. Ces numéros n'ont été officiellement attribués qu'après 1975.

De nombreuses missions sont proposées, mais ne sont pas retenues. Par exemple, en 2011, le programme Explorers a reçu 22 demandes de missions complètes, 20 demandes de missions d'opportunité et 8 demandes de missions USPI. Parfois, les missions ne sont que partiellement développées mais doivent être interrompues pour des raisons financières, technologiques ou bureaucratiques. Certaines missions ont échoué une fois en orbite, notamment WIRE et TERRIERS.

Voici quelques exemples de missions qui n’ont pas été développées ou qui ont été annulées :

• Chouette 1 et 2 (coût, 1965)
• MSS A (Satellite des tempêtes magnétiques, Explorer-A, 1970)
• CATSAT (STEDI 3) (coût)
• IMEX (UNEX 2) (coût)
• RENOMMÉE (MIDEX 4)
• SPIDR (SMEX 8) (technique, 2003)
• GEMMES (SMEX 13)

Exemples récents de conclusions de missions lancées, annulées en raison de contraintes budgétaires :

• RAPIDE - 2009
• TRACE - 2010 (Observatoire solaire, voir Observatoire de la dynamique solaire )
• Carte de Wilkinson - 2010
• WISE - 2011 (prolongée en 2013 sous le nom de mission NEOWISE)
• RXTE -2012
• Explorateur de l'évolution de la galaxie - 2013

Nombre de lancements par décennie :