La détection des missiles balistiques

Missiles balistiques

La détection des missiles balistiques a pour but de contribuer à deux catégories de missions.

D’une part, la mission d’alerte avancée consistant en la surveillance des essais balistiques de nations proliférantes, et en la détection du lancement d’un missile en direction de notre territoire ou de nos zones d’intérêt vital, permettant à la fois de connaître l’agresseur et d’alerter les zones visées.

D’autre part, la détection permet dans le cadre d’une Défense Antimissile Balistique (DAMB) de fournir « les coordonnées » cinématiques du missile aux systèmes de surveillance et d’armes situés en aval dans la chaîne d’alerte / désignation.
En fait il existe deux types de moyens de détection des missiles balistiques : les moyens d’alerte infrarouge (principalement sur satellite géostationnaire) et les radars à balayage électronique.

LES MOYENS D'ALERTE SPATIAUX

Les moyens d’alerte spatiaux utilisent un capteur infrarouge monté sur un satellite géostationnaire pour détecter les émissions infrarouges du jet (cf figure 1) de gaz à haute température (>1000°C) du missile pendant la phase propulsée (phase de poussée par les moteurs fusées). Cette détection est en général opérée par le capteur qui scrute le disque terrestre. Le choix des canaux spectraux de détection privilégie les bandes d’absorption infrarouge de l’atmosphère (raies d’absorption de l’eau ou du CO2). En effet, elles effacent le bruit de fond du rayonnement terrestre (cf figure 4) et améliorent le contraste du point lumineux que constitue le jet du missile qui se déplace au dessus des couches denses de l’atmosphère. Les mesures effectuées sont 2D (angulaires) et permettent, au moyen d’algorithmes sophistiqués d’estimer le point de lancement, la cinématique du missile et son point d’arrivée, voire de caractériser « l’identité du missile » (missile de type SCUD par exemple). Le satellite géostationnaire offre l’avantage d’une couverture hémisphérique et donc d’une large zone d’accès terrestre. Pour couvrir la totalité de la surface terrestre, il faut plusieurs satellites (trois au minimum) sachant qu’un fonctionnement stéréoscopique peut améliorer non seulement la précision des algorithmes mais aussi lever les fausses alarmes provoquées par exemple par les reflets du soleil sur les nuages , visibles d’un satellite mais pas d’un autre. La détection du missile balistique n’est possible que pendant la phase propulsée, la flamme du propulseur disparaissant après.

LE RADAR A BALAYAGE ELECTRONIQUE

Une autre façon de détecter un missile consiste à utiliser un radar à balayage électronique, situé cette fois au sol. Le faisceau du radar va balayer une large zone à l’horizon formant ce qu’on appelle une barrière de détection. Selon le positionnement géographique du radar par rapport à la trajectoire du missile, et selon sa portée, la trajectoire du missile va couper tôt ou tard la barrière de détection, lors de la phase propulsée ou après extinction du propulseur. En effet, il suffit que le propulseur ou la charge utile soit à portée du radar pour permettre une mesure directe de la position et de la vitesse du missile, donc avoir une connaissance précise de sa cinématique, mais aussi une analyse de sa charge utile (cf figure 2).
Par comparaison avec à un satellite géostationnaire, la zone géographique couverte par un radar est plus limitée selon sa portée et sa zone de déploiement. On peut cependant étendre cette zone, soit en maximisant la portée du radar en opérant à basse fréquence (UHF), ce qui permet d’ atteindre des portées de plusieurs milliers de km, soit par l’utilisation de plusieurs radars (moyenne portée) en bénéficiant cette fois d’un fonctionnement en réseau combinant les couvertures. De plus, le radar offre une durée d’observation plus longue (y compris après l’extinction du propulseur) et une meilleure précision. Cela permet non seulement de détecter le missile en phase propulsée, comme le satellite, mais aussi en phase balistique et donc de poursuivre la charge militaire. Il peut aussi bénéficier d’une désignation du missile balistique par le satellite, et éliminer les fausses alarmes du satellite. Satellite et radar sont donc complémentaires.

Les USA et la Russie (cf figure 3) ont réalisé depuis plusieurs décennies des systèmes d’alerte spatiaux (satellites DSP puis SBIRS pour les USA) et radars basse fréquence (réseau BMWES US et radars LP A puis Voronezh russes) . Ces radars n’étant pas déplaçables et situés pour certains au Nord de l’Europe, les USA ont également déployé en Turquie un radar de tir moyenne portée en bande X (AN- TPY2) pour surveiller le Sud et assurer l’alerte avancée du croiseur Aegis en Méditerranée. Les radars russes (le radar Voronezh d’Armavir notamment) sont bien placés pour observer les zones Sud. Les Japonais ont fait le choix d’utiliser jusqu’à présent un réseau de radars FPS 3 et 5 (cf figure 4) fixes, moyenne portée pour l’alerte et la désignation des Patriot et SM3. Les Européens pourraient également envisager d’utiliser des radars navals moyenne portée (classe 1000 km) comme le SMART-L néerlandais (voire figure 4) qui opère en bande L et se trouve sur différentes frégates européennes, pour former un réseau d’alerte complétant le système US (radar AN TPY2) au sein de l’OTAN.

La France pour sa part, a lancé d’abord l’expérimentation « Spirale » qui a permis de réaliser en 2009 des mesures en orbite du « bruit infrarouge terrestre » (cf figure 5).. Des travaux de conception d’un système complet (satellite, radar TLP Très Longue Portée, et C2) sont menés en parallèle par Astrium et Thales en vue de la réalisation d’un système, radar TLP vers 2018 (cf figure 5), puis un satellite vers 2020. Pour l’heure, un démonstrateur radar TLP est en cours de réalisation par Thales avec l’ONERA, pour 2014.