L'Agence spatiale européenne a développé, avec succès, le programme ERS (European Remote sensing Satellite), qui comprend deux satellites, lancés en 1991 et en 1995 respectivement et placés en orbite polaire héliosynchrone à quelque 780 km d'altitude. Pesant 2,4 t, ils emportent, entre autres instruments scientifiques, un radar à synthèse d'ouverture, un altimètre radar, un radiomètre à balayage et un rétroréflecteur laser permettant des observations permanentes, par tous les temps, des océans, des terres émergées et des glaces polaires ainsi que des mesures de géodésie spatiale. Au Canada, le programme Radarsat constitue, lui aussi, un succès, illustré à ce jour par deux satellites : Radarsat 1, lancé en 1995, auquel est venu s'ajouter en 2001 Radarsat 2, dont les images ont une résolution allant de 3 m pour des scènes de 25 km² à 100 m pour des scènes de 500 km².

Océanographie

Occupant 70 % de la surface de la Terre, les océans ont un rôle géochimique, biologique et économique considérable. En recueillant de façon régulière sur de longues périodes et sur l'ensemble du globe des données sur leur température de surface, les courants qui les traversent, la hauteur des vagues, etc., les satellites contribuent à une meilleure connaissance des océans. L'observation spatiale des océans a commencé véritablement en 1978 avec le lancement du satellite américain Seasat 1. Bien que celui-ci n'ait fonctionné que trois mois, il a fourni une riche moisson de données pour l'étude des courants océaniques. Des avancées significatives ont été obtenues ensuite notamment grâce au satellite franco-américain Topex-Poséidon, placé le 10 août 1992 sur une orbite circulaire à 1 330 km d'altitude, inclinée de 66° sur l'équateur. Avec ses deux altimètres radar, permettant de mesurer la hauteur des vagues et la vitesse du vent, son radiomètre permettant de déterminer la quantité de vapeur d'eau atmosphérique et ses trois instruments d'orbitographie précise, l'engin, toujours opérationnel en 2002, a permis de suivre en détail le phénomène El Niño, d'observer la variabilité surprenante des océans, de suivre des ondes océaniques de plusieurs milliers de kilomètres de large poussées par les vents, de mettre en évidence une hausse du niveau de la mer de un millimètre par an...

Climatologie, surveillance de l'environnement

Envisat : satellite européen d'observation de la Terre et de surveillance de l'environnement

Ce sont les données recueillies par un satellite météorologique américain, Nimbus 7, qui ont pour la première fois attiré l'attention, en 1985, sur la diminution alarmante de la teneur en ozone de la stratosphère (le « trou d'ozone »).

Les missions spatiales représentent une composante majeure des programmes internationaux de recherche visant à décrire, comprendre et modéliser les processus essentiels qui régissent le système géosphère-biosphère et à mieux apprécier l'influence des activités humaines sur le climat.

Dans le prolongement du programme ERS, l'ESA a développé le satellite Envisat. Lancé le 1^er mars 2002 par une fusée Ariane 5 et placé sur une orbite polaire héliosynchrone, à quelque 800 km d'altitude, qu'il décrit en 101 minutes, cet engin de 8,2 t emporte dix instruments (radar à synthèse d'ouverture, radiomètres, spectromètres, altimètre radar, etc.), pour mesurer la concentration des gaz à effet de serre dans l'atmosphère, suivre les variations de la couche d'ozone, observer la déforestation, détecter les traces d'hydrocarbures en haute mer, étudier les vagues et les courants marins, fournir des données sur le réchauffement de la Terre et l'évolution du climat et, plus généralement, sur les interactions entre l'atmosphère, les océans, les calottes polaires, la végétation et les activités humaines. Sa mission doit durer cinq ans au moins.

Défense

L'URSS a dû attendre 1983 pour disposer de satellites de reconnaissance photographique.

Si l'observation de la Terre depuis l'espace connaît de nombreuses applications civiles, elle joue aussi un rôle important pour les besoins de la défense. Aux États-Unis, l'US Air Force dispose de son propre réseau de satellites météorologiques, DMSP (Defense Meteorological Satellites Program). Lors de la guerre du Golfe, en 1991, ces engins ont aidé à la planification des opérations militaires, permis d'évaluer certains risques particuliers tels que les tempêtes de sable et permis également de détecter et de suivre les fumées des puits de pétrole incendiés.