Geostationary Operational Environmental Satellite

Pour les articles homonymes, voir Goes (homonymie).

Le satellite GOES 14, représentant de la version opérationnelle la plus récente, avant son lancement en 2009

Le satellite GOES 2 de 1^re génération (1977)

Le satellite GOES 4 de 2^e génération (1980)

Lancement de GOES-N par une fusée Delta IV Medium+ (4,2) (2006)

La série Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) constitue la principale famille de satellites météorologiques utilisés par le National Weather Service (NWS), le service météorologique national des États-Unis. L'imagerie et les données provenant de GOES procurent un flux continu et fiable d'informations utilisées pour la prévision météorologique (prévision par les métérologistes et prévision numérique du temps) et la recherche. Ces satellites ont une orbite géostationnaire, c'est-à-dire qu'ils ont la même vitesse de rotation que la Terre et stationnent au-dessus d'un point fixe de l'équateur ce qui leur permet d'observer en permanence la même zone.

Historique

Depuis le premier satellite géostationnaire lancé par la Nasa, le SMS-1 en 1974, trois générations de satellites de ce type ont été développés : les GOES-1 à 3 lancés entre 1975 et 1978, les GOES-4 à 7 lancés entre 1980 et 1987 et la génération actuelle dont le premier représentant, GOES-8, a été lancé en 1994.

Boeing est le fabricant des GOES D à H et N à P alors que Space Systems/Loral a construit les satellites A à C et I à M. Le rôle de la NASA est d'acheter, concevoir et planifier le développement des nouveaux satellites ainsi que leur lancement. Une fois les satellites en orbite, la gestion des opérations relève de la NOAA. Une nouvelle génération de satellites GOES, dont la tête de série GOES-R doit être lancée en 2015, a été commandée en 2003.

Par convention, le nom des satellites GOES comporte avant leur lancement un suffixe de type lettre (ex. GOES-A) qui se transforme en chiffre si la mise en orbite est un succès GOES-1.

Voici la liste chronologique :

Cinq satellites GOES sont opérationnels en 2011. Ils remplissent les missions suivantes :

• GOES-11, alias GOES-Ouest, stationne au-dessus de la longitude 135°Ouest au-dessus de l'Océan Pacifique^[2].
• GOES-12, alias GOES-Sud, stationne au-dessus de la longitude 60° Ouest au-dessus de l'Amazone et couvre les Amériques ainsi qu'une partie de l'océan Atlantique^[3].
• GOES-13, alias GOES-Est, stationne au-dessus de la longitude 75° Ouest. Il est à l'origine de la plus grande partie des prévisions météorologiques américaines^[4].
• GOES 14 placé en orbite le 7 juillet 2009 est en réserve^[5].
• GOES 15 placé en orbite le 4 mars 2010 est en réserve.

Plusieurs autres satellites GOES ont été affectés à d'autres tâches. GOES-3 n'est plus impliqué dans les prévisions météorologiques mais joue un rôle critique dans les communications entre le États-Unis et la Base polaire américaine Amundsen-Scott.

GOES-12 : image montrant la vapeur d'eau.

GOES-12 : image dans le spectre visible.

Caractéristiques techniques

Les GOES sont placés en orbite géostationnaire à 35 790 km de la surface de la Terre. Ils sont stationnés au-dessus d'un point particulier afin de couvrir en continu la même portion du globe 24 heures par jour. La série a connu plusieurs générations, la présente génération a commencé par GOES-I. Les premiers satellites GOES pesaient environ 300 kg alors que la génération construite en 2011 dépasse les 3 tonnes.

Ces satellites sont stabilisés et pointent leurs instruments en permanence vers la Terre en continu grâce à un système de gyroscopes à trois axes. La mission principale de ces satellites étant la météorologie, ils transportent deux types de capteurs :

• un radiomètre imageur qui peut capter plusieurs longueurs d'onde du spectre électromagnétique dans le visible et l'infrarouge,
• un sondeur qui effectue à distance un sondage aérologique de l'atmosphère terrestre pour en tirer la structure de température et d'humidité.

Ces capteurs prennent un certain temps pour acquérir les données sur la partie du globe qu'ils regardent. Chaque partie en est sondée selon la résolution des instruments qui est actuellement de 1 km² sous le point satellitaire et diminue en allant vers les bords du disque terrestre à cause de l'angle de visée.

Actuellement, les GOES émettent une série d'images toutes les 15 minutes mais en limitant la zone couverte, la fréquence peut être augmentée pour atteindre une série toutes les 7 minutes et demi. Lorsqu'un ouragan ou une tornade frappe l'Amérique du Nord, c'est cette fréquence qui est requise, ce qui oblige à limiter la fenêtre de données au sud du Canada, aux États-Unis et aux Antilles^[6], la majorité de l'Amérique du Sud n'étant plus couverte que toutes les trois heures. Comme cette situation se produit 40 % du temps durant la saison des ouragans et des tornades, le GOES-10 a été repositionné au-dessus de l'Amazone en octobre 2006 pour y remédier, à condition que GOES-N fonctionne normalement pour prendre sa place.

Certains instruments secondaires font partie de l'appareil. On note le système de collection de données, le système de transmission et le système de surveillance des conditions d'opérations. Ce dernier suit les fonctions vitales du satellite grâce à un magnétomètre, un détecteur de rayons X, un détecteur de protons énergétiques et un détecteur de particules Alpha. Finalement, les GOES ont deux localisateurs de balises de détresse utilisé par la recherche et sauvetage du centre de sauvetage de l'US Air Force.

Utilisation

Les données visibles et infrarouges provenant des satellites GOES sont interprétées par les météorologistes pour repérer les systèmes météorologiques et la structure de l'atmosphère. En temps réel, ils peuvent suivre à court terme l'évolution de dépressions, ouragans, orages et envoyer des avertissements ou alertes. Grâce aux données de température, vents et humidité venant des GOES, et qui sont injectées dans les modèles numériques de prévision, des cartes d'évolution de ces systèmes sont produites. Elles servent aux météorologistes dans la prévision à plus long terme.

En mode recherche, les données accumulées sur des événements marquants comme l'ouragan Hugo (1989) et les tornades du Middle West américain, peuvent conduire à une amélioration des techniques de prévision et des modèles.

La quatrième génération

La série GOES-R de la quatrième génération est en cours de développement : deux exemplaires sont aujourd'hui commandés dont le premier doit être placé en orbite en 2015. Ces satellites disposent des capacités suivantes^[7] :

• Images en lumière visible et en infrarouge de l'ensemble de l'hémisphère toutes les 5 minutes avec une résolution de 500 mètres en lumière visible et de 1 à 2 km dans le reste de la bande spectrale (Instrument Advanced Baseline Imager ABI)
• Couverture simultanée de plusieurs zones touchées par des phénomènes météorologiques graves toutes les 30 secondes sans interruption de la couverture globale de l’hémisphère
• Détection et cartographie de foudre (Instrument Geostationary Lightning Mapper GLM)
• Recueil en continu de données sur l'environnement spatial :
  • Mesure du champ magnétique terrestre (Instrument Magnetometer MAG)
  • Détection des particules provenant de la magnétosphère, les ions à haute énergie, les protons solaires et galactiques (Suite d'instruments Space Environment In-Situ Suite SEISS)
  • Détection des rayons X, gamma (γ) (Instrument EUV and X-Ray Irradiance Sensors EXIS) et ultraviolet (instrument Solar Ultraviolet Imager SUVI).

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Satellite météorologique
• METEOSAT
• TIROS
• Geostationary Meteorological Satellite (GMS)
• Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM)

Liens externes

• (en) Informations à propos des GOES sur le site de la NOAA
• (en) La génération GOES I à M

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