Наука и техника

Тема спутниковых снимков часто поднимается в разговорах, весьма далеких от космоса. При этом из обсуждения к обсуждению перемываются древние мифы “Холодной войны” про возможность "прочесть из космоса номер машины" или даже "посчитать звездочки на погонах". Сегодня мы на конкретных примерах рассмотрим на что способна космическая оптика, и все ли видно сверху…

Для начала, небольшое открытие для многих: в Google Map нет спутниковых снимков разрешением выше 50 см на пиксель. До недавнего времени, коммерческое распространение более детальных спутниковых снимков было запрещено в США. Поэтому если вы нашли в каком-нибудь городе снимки, где видны гуляющие люди и другие подробности — это аэрофотосъемка, ее публиковать можно.

Такое противоречие долго не устраивало космических частников, и они все же пролоббировали послабление закона, и теперь можно продавать снимки разрешением до 25 см на пиксель. На сегодня это предел коммерческой спутниковой съемки.

Но даже для таких снимков нужна сложнейшая техника. Вот, например, спутник WorldView-3 компании DigitalGlobe: разрешение 31 см, диаметр зеркала телескопа 1,1 м, стоимость $650 млн долларов.

Не так давно компания впервые опубликовала пробные снимки разрешением 40 см. На сегодня это самые детальные спутниковые снимки, которые когда-либо были легально и открыто опубликованы.

Для примера DigitalGlobe выложили снимки Мадрида.

Как видим, можно рассмотреть множество подробностей: легковые машины просто отличить от грузовых, даже, кажется, купающихся людей в бассейнах можно рассмотреть в виде точек. Но Мадрид выбран неслучайно: чем ближе к экватору, тем меньше облачность. Еще для демонстрации возможностей спутников часто выбирают Дубай — там много всяких колоритных объектов, и пустынная погода способствует наблюдению.

Колоссальные затраты на создание частных спутников, способных на такое качество съемки, вызывают закономерный вопрос: как они окупаются? В этом секрета нет: более 50% заказов компании DigitalGlobe идут из Пентагона. Остальное от Google и индивидуальных заказчиков.

Но это все равно коммерческие спутники, а что же могут военные и ЦРУшные?
Тут все сложнее, но в целом вполне предсказуемо. Легендарный и самый мощный американский спутник-шпион относится к серии Keyhole-11. Достоверно о нем мало что известно, даже облик не до конца прояснен, хотя астрономы-любители периодически "перехватывают" его.

Зато известно, что космический телескоп Hubble создавался на производственной линии, с которой ранее сходили спутники-шпионы, а пару лет назад американский шпионский отдел (National Reconnaissance Office) подарил NASA два телескопа диаметром 2,4 метра, которые завалялись на складе.

Поэтому, наиболее вероятно, KH-11 имеет зеркало диаметром 2,4 метра, как и известный космический телескоп Hubble.

Путем несложного сравнения с WorldView-3, у которого зеркало 1,1 метр, мы получаем, что качество шпионских снимков должно быть примерно в 2,3 раза лучше. Но есть разница: WorldView-3 летает на высоте 617 км, а самый молодой KH-11 (под названием USA-245) на высоте от 270 до 970 км.

Космический телескоп Hubble с высоты 700 км мог бы снять Землю с разрешением до 10-15 см, в идеальных условиях, если бы ему позволяли технические возможности. Соответственно, KH-11 в нижней точке своей орбиты способен дать разрешение до 5 см. Но, опять-таки — это в идеальных условиях, в отсутствие облачности, смога, тумана и просто пыли над объектом съемки.

Кроме того, чем выше разрешение, и чем ближе спутник к поверхности Земли, тем уже полоса захвата его съемки и меньше возможности посмотреть по сторонам. Т.е. такую съемку целесообразно применять только по заранее разведанным объектам, в ясную погоду, и только во время, которое обусловлено орбитой аппарата.

Потому американская военщина и платит американской коммерсанщине, что своих технических средств не хватает, и проще купить нужные снимки, чем создавать кучу спутников, каждый стоимостью с авианосец.

А чтобы представить качество снимков в разном разрешении, я подготовил примерную схему на основе данных аэрофотосъемки.

Таким образом, в идеальных условиях, теоретически, всего один спутник-шпион способен рассмотреть планку номерного знака на машине в виде нескольких белых пикселей. Но прочесть номер, не говоря уже о погонах и газетах — невозможно просто физически…

http://www.softmixer.com/2014/09/blog-post_4.html