Watchmen Watch: Der aktuelle Stand der Weltraum-Tracking-Einrichtungen

Sie haben mit ziemlicher Sicherheit von der jüngsten Veröffentlichung hochauflösender Satellitenbilder gehört, die die Folgen des erfolglosen iranischen Versuchs zeigen, seine Flüssigbrennstoff- Safir- Rakete zu starten. Die geopolitischen Konsequenzen der Entwicklung solcher ballistischer Raketen durch den Iran sind an sich schon eine interessante Geschichte, aber in diesem Fall interessiert uns mehr, wie dieses Bild erhalten wurde. Unter Berücksichtigung aller bekannten Variablen wie Datum und Uhrzeit des Vorfalls sowie der Position des Pads berechneten die Analysten, dass das Bild wahrscheinlich vom geheimen amerikanischen Satelliten KH-11 [ Schlüsselloch oder „Schlüsselloch“ / ca. perev. ].



Das Bild ist erstaunlich - diese Detailgenauigkeit übertrifft alle Beobachtungsmöglichkeiten aus dem Weltraum, zu denen normale Bürger Zugang haben. Nach einigen Schätzungen wurde das Foto aus einer Entfernung von 382 km aufgenommen, und die Bildauflösung scheint nicht schlechter als 10 cm pro Pixel zu sein. Und da die Umlaufbahn des Satelliten manchmal bis zu 270 km über der Erdoberfläche sinkt, ist seine maximale Auflösung wahrscheinlich sogar noch höher.

Natürlich bleiben viele Aspekte des Betriebs der KH-11-Satelliten klassifiziert, insbesondere die neuesten Versionen der Ausrüstung. Ihre Existenz und das Konzept der Arbeit sind jedoch seit mehreren Jahrzehnten kein Geheimnis mehr. Die von den KH-11-Satelliten auf die eine oder andere Weise empfangenen Bilder wurden bereits in den 1980er und 1990er Jahren öffentlich zugänglich, und obwohl das Bild aus dem Iran definitiv von höchster Qualität ist, scheint es angesichts der Zeit, die auf früheren Fotos vergangen ist, nicht so überraschend.

Wir wissen jedoch viel weniger darüber, was KH-11 ersetzen wird. Der Satellit, der dieses Foto aufgenommen hat, ist als USA 224 bekannt. Es befindet sich seit 2011 im Orbit. Die United States National Aerospace Intelligence Agency (NRO) hat seitdem mehrere neue Spionagesatelliten gestartet. Bis 2021 sollen noch einige weitere in die Umlaufbahn gebracht werden.

Schauen wir uns die KH-11-Serie von Spionagesatelliten genauer an und vergleichen sie mit dem, was wir über die Fähigkeiten von Orbitalbeobachtertechnologien der nächsten Generation wissen, die bereits über unseren Köpfen fliegen.

Hubble Secret Agent

Der Satellit KH-11 KENNEN wurde entwickelt, um den filmbasierten KH-9 HEXAGON zu ersetzen, der in den 1960er Jahren erschien. Um Bilder von diesen Satelliten zu erhalten, mussten kleine Kapseln mit einem Film zur Erde zurückgeschickt werden. Sie betraten die Atmosphäre und wurden spontan von einem wartenden Flugzeug gefangen. Dieser Prozess war langsam, komplex und teuer. Die neue digitale Technologie KH-11 ermöglichte es, Bilder nahezu in Echtzeit über ein Kommunikationsnetz zu übertragen.

Trotz der Tatsache, dass der erste KH-11 1976 gestartet wurde, war kein einziges Foto dieses Satelliten gemeinfrei. Glücklicherweise haben Analysten eine gute Vorstellung von seinem Aussehen, da er einen sehr berühmten Cousin hat: das Weltraumteleskop. Hubble. Beide Weltraumteleskope mit dem optischen System Ritchie-Chretien (eine Variante des Cassegrain-Systems) wurden von Lockheed gebaut, und wie die NASA feststellt, wurden einige Elemente des Hubble-Schemas (z. B. der Hauptspiegeldurchmesser von 2,4 m) ausgewählt, um die Kosten zu senken Herstellung unter Verwendung von Herstellungstechnologien, die für militärische Spionagesatelliten entwickelt wurden. “


Amateurfotografie 2010

Und diese Familienähnlichkeit ist nicht nur die Frucht müßigen Denkens. Im Jahr 2010 und dann im Jahr 2015 konnte der Astrofotograf Ralph Vandeberg zwei verschiedene KH-11-Satelliten mit Amateurausrüstung direkt abschießen. Und trotz der relativ geringen Technologie der verwendeten Geräte konnte er diese geheimen Geräte fotografieren, und diese Fotos bestätigen den Verdacht der Analysten, dass sie dem Hubble sehr ähnlich sind.

Auf diesen körnigen Fotos sehen Sie eine ähnliche konische Form sowie eine Blendenabdeckung am Ende des Teleskops. Der KH-11 hat auch mindestens einen Solarflügel wie den Hubble und möglicherweise eine Richtantenne auf der anderen Seite. obwohl Ralph sagt, es könnte nur eine Sonneneruption sein.

Die Größe des KH-11 hat mit ziemlicher Sicherheit den gleichen Durchmesser wie der Hubble, da sie die gleichen Spiegel haben, aber angeblich nicht so lang sind. Die verkürzte Fokuslänge gibt dem KH-11 ein breiteres Sichtfeld als dem Hubble, und dies ist besser geeignet, um zu beobachten, was am Boden passiert.

Am besten möglich

Wenn nur eine Person mit Geräten für Endverbraucher zwei KH-11-Satelliten finden, verfolgen und fotografieren könnte, ist davon auszugehen, dass dies auch für ausländische Geheimdienste möglich war. Es ist unwahrscheinlich, dass technologisch fortschrittliche Satelliten überrascht werden können.

Über ihre Existenz Bescheid zu wissen und zu wissen, wozu sie fähig sind, sind natürlich zwei verschiedene Dinge. Es stellt sich jedoch heraus, dass diese Frage recht einfach zu beantworten ist. Die Winkelauflösung des Teleskops kann unter Verwendung des Rayleigh-Kriteriums berechnet werden, das die Länge der beobachteten Welle und den Durchmesser der Apertur berücksichtigt. Diese Winkelauflösung in Verbindung mit der Höhe des Satelliten zum Zeitpunkt der Beobachtung kann uns sagen, wie groß das Objekt sein sollte, damit der KH-11 es aus der Umlaufbahn erkennen kann.


KH-8 GAMBIT hatte eine ähnliche Auflösung

Für einen Spiegel mit 2,4 m Durchmesser, der eine Wellenlänge von 500 nm beobachtet, ergibt das Rayleigh-Kriterium eine beugungsbegrenzte Auflösung von 0,05 Bogensekunden. In einer Höhe von 250 km ergibt sich eine Auflösung von 6 cm an der Oberfläche. Es ist zu berücksichtigen, dass dieses Maximum theoretisch ist und in der Praxis die Auflösung aufgrund von atmosphärischen Verzerrungen und aufgrund der Tatsache, dass der Satellit wahrscheinlich nicht genau über dem beobachteten Ort liegt, geringer ist. Es stellt sich heraus, dass die iranische Fotografie mit einer geschätzten Auflösung von 10 cm innerhalb der geschätzten Fähigkeiten von KH-11 liegt.

Auch hier wird es für die Aufklärung eines potenziellen Feindes nicht schwierig sein, all diese Berechnungen durchzuführen und zu verstehen, was der KH-11 sehen kann. Besonders wenn man bedenkt, dass die USA seit mehr als 50 Jahren Spionagesatelliten mit einer solchen physischen Auflösung einsetzen. Mit dem KH-8 GAMBIT, einem 1966 gestarteten Filmspionagesatelliten, konnten unter idealen Bedingungen auch Objekte mit einer Größe von 5 bis 10 cm betrachtet werden.

Nächste Generation

Es mag seltsam erscheinen, dass die Auflösung des amerikanischen Spionagesatelliten von 1966 mit der Auflösung moderner Satelliten vergleichbar ist, wenn man bedenkt, wie viel Technologie Fortschritte gemacht hat. Tatsächlich sind diese Teleskope jedoch optisch, und die Physik, die ihre Arbeit steuert, wurde berechnet, lange bevor man davon träumen konnte, sie in den Weltraum zu schicken. Die Peripheriegeräte von Teleskopen haben sich seit den 1960er Jahren definitiv weiterentwickelt - Motoren, Durchsatz, Stromverbrauch und Zuverlässigkeit. Ein Spiegel mit einem Durchmesser von 2,4 m funktioniert heute jedoch wie vor 50 oder 100 Jahren.


Bild erhalten mit Aperturradarsynthese

Und wenn die Fähigkeiten optischer Teleskope nahe an den physikalischen Grenzen liegen, wo können Sie dann weitermachen? Der naheliegendste Weg, um die Effizienz dieser Satelliten zu steigern, ist die Verwendung von Bildverbesserungsprogrammen. Dank der Computerdurchbrüche des letzten Jahrzehnts können Bilder von Teleskopen geschärft und digital gereinigt werden. Vielleicht sieht das iranische Bild deshalb besser aus als die in den neunziger Jahren veröffentlichten KH-11-Bilder, obwohl sich die tatsächliche Auflösung des Teleskops seitdem nicht geändert hat.

Außerdem wird angenommen, dass neuere Spionagesatelliten wie beispielsweise NROL-71 , die im Januar 2019 gestartet wurden, optische Teleskope durch andere Technologien ergänzen oder sogar ersetzen können, insbesondere unter Verwendung der Aperturradarsynthese (PCA). ) Ein Satellit mit Radar hat viele Vorteile gegenüber dem optischen - zum Beispiel die Fähigkeit, das Ziel nachts oder bei schlechtem Wetter zu beobachten. Unter Laborbedingungen erreichten SARs eine Auflösung von weniger als einem Millimeter, und obwohl die tatsächliche Auflösung bei Betrachtung eines Ziels aus Hunderten von Kilometern deutlich geringer sein wird, kann diese Technologie die Beobachtung aus dem Orbit über die physikalischen Grenzen hinaus bringen, die seit dem Start der ersten Cold Spy-Satelliten bestanden Krieg.