za_neptunie (za_neptunie) wrote in engineering_ru,
za_neptunie
za_neptunie
engineering_ru

Чтение газет из космоса - очередной космический миф?



    Гипотетический снимок грузовика из космоса в боевике “Миротворец“ 2007 года.

      В сюжетах голливудских боевиков часто показывают, как со шпионских спутников читают газеты или номерные знаки автомобилей. Но так ли это на самом деле?

      Существуют предположения, что самые крупные спутники для оптических наблюдений (KH-11) имеют у себя телескопы с зеркалами, идентичными по диаметру космическому телескопу имени Хаббла. То есть 2.4 метра. Тем самым теоретически эти спутники должны при фотографировании поверхности Земли получать разрешение 5 см или лучше (в случае более крупных зеркал – диаметр головного обтекателя тяжелых РН ограничен 5 метрами). В итоге лучшие снимки с этих спутников могут выглядеть следующим образом:





         Взято отсюда.

         Первые большие сомнения в этих характеристиках возникли в 1990 году. Это было вызвано тем, что выведенный в космос космический телескоп “Хаббл“ не смог выполнять свою задачу по причине заводского брака при изготовлении его главного зеркала. Тем самым, это породило большие сомнения, что военные спутники используют такие большие зеркала. В противном случае к моменту создания телескопа Хаббл уже бы существовало отлаженное производство таких больших зеркал для использования их в космосе. Правда недавно военные подарили NASA два 2.4-метровых зеркала, но и в этом случае оказалось, что они имеют отличную оптическую схему. У этих зеркал поле зрения почти в 100 раз больше, чем у телескопа “Хаббл“. Следовательно, и их разрешающая способность при наблюдении поверхности нашей планеты будет значительно меньше.


         С другой стороны, если бы разведывательные спутники могли получать четкие снимки с разрешением в несколько см на пиксель, то отпала бы необходимость в аэрофотосъемке. В тоже время, как показывает практика, у космических держав до сих пор есть и разведывательные самолеты, и специальный договор об Открытом небе. Согласно этому договору, его участники совершают друг у друга регулярные разведывательные полеты с использованием авиации для наблюдения за военной инфраструктурой с целью повышения взаимного доверия.



      Пример коммерческой аэрофотосъемки частного сектора с разрешением 7 см на пиксель. На нем хорошо видна женщина в красной одежде. Крупнее снимок можно увидеть здесь. Взято здесь.


    Примечание. Более того, в последние годы появилась совершенно новая область аэрофотосъемки с использованием небольших беспилотных аппаратов. При высоте полета в 30-50 метров они получают снимки поверхности с разрешением всего лишь в 1-2 см на пиксель.


        Затем появились дополнительные свидетельства, что космическая разведка далеко не всемогуща. Дело в том, что интерес представляет не только фотографирование поверхности Земли из космоса, но и фотографирование самих секретных спутников с Земли. Для этой задачи требуются специальные телескопы, с очень быстрой системой наведения, которая позволяет отслеживать быстро пролетающий по небу космический аппарат. Самый крупный такой специализированный телескоп был построен на Гаваях: он называется AEOS (Advanced Electro Optical System Telescope).



    Телескоп AEOS. Источник.


     Этот телескоп весит 75 тонн, имеет 3.67-метровое главное адаптивное зеркало с 941 активными корректорами. Кроме того важно отметить, что телескоп установлен в одном из лучших мест для астрономических наблюдений – на высоте в 3 км над уровнем моря. По открытым источникам телескоп способен выполнять наблюдения космических аппаратов и баллистических ракет с помощью  оптической и инфракрасной камер. В идеале этот телескоп должен был фотографировать низкоорбитальные спутники с разрешением в сантиметр на пиксель. Однако его обнародованные возможности оказались гораздо скромнее. Дело в том, что в 2003 году произошло печальное событие – разбился космический корабль “Колумбия“. Катастрофа случилась из-за повреждения кромки крыла кусками льда при запуске. Уже быстрое изучение записи запуска позволило заподозрить, что произошло непоправимое. В связи с этим NASA запросило военных о том, чтобы они сделали, как можно более детальные снимки космического корабля в космосе, для того чтобы оценить, насколько опасны его повреждения для входа в атмосферу. В результате были задействованы не разведывательные спутники, а именно телескоп AEOS. Снимки действительно были получены, и на них не было обнаружено никаких повреждений космического корабля. После катастрофы и её расследования эти снимки были опубликованы:




      Снимок Колумбии с помощью оптической камеры телескопа AEOS. Источник.

       По сообщениям разрешение этих снимков составило 6-8 дюймов или 15-20 сантиметров на пиксель. Это значение определенно говорило о жестком пределе оптики при наблюдениях через всю земную атмосферу. Особенно учитывая, что космические телескопы значительно меньше по габаритам и возможностям бортового электропитания. Также наземные телескопы располагаются обычно в идеальных местах для наблюдений, а спутникам для оптических наблюдений в основном приходиться фотографировать области суши вблизи уровня моря, где наблюдается максимальная толщина земной атмосферы.

       С годами появляется все больше фактов, что возможности космической съемки в оптике ограничены разрешением порядка 30-50 см на пиксель. Дело в том, что со временем правительственные службы сначала сняли ограничения на свободное распространение космических снимков с разрешением до 50 см на пиксель, а совсем недавно и до 25 см. Поэтому сейчас можно сравнить снимки из космоса с 50 см и 30 см разрешением.



    Перекресток в ОАЭ с разрешением в 0.5 метра. Взято отсюда.



      Перекресток в Нью-Йорке с разрешением в 0.3 метра. Взято отсюда.

       Сравнение показывает, что количество пикселей действительно значительно выросло при переходе к более высокому разрешению. Однако детальность (информативность) снимка при переходе разрешения от 0.5 до 0.3 метров выросла очень незначительно. Поэтому и не исключено, что предел возможности космической оптики для фотографирования Земли уже достигнут.  Лучше снимков Земли из космоса мы уже не увидим. Налицо гибель ещё одного космического мифа.

       Интересно мнение читателей по этому вопросу.
Tags: космос, мониторинг, оптика
Subscribe
promo engineering_ru november 19, 2014 23:55 90
Buy for 200 tokens
Раз пошла такая пьянка тема, то добавлю в общую копилку сообщений о компьютерных центрах свой небольшой фоторепортаж двухлетней давности о вычислительном центре, коорый работает на благо прогресса до сих пор. У Ганноверского института гравитационной физики есть много…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 158 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →