Watchmen Watch: O estado atual das instalações de rastreamento espacial

Você quase certamente ouviu falar da recente publicação de imagens de satélite de alta definição que mostram as consequências da tentativa malsucedida do Irã de lançar seu foguete Safir a combustível líquido. As conseqüências geopolíticas do desenvolvimento de tais mísseis balísticos pelo Irã são uma história interessante por si só, mas, neste caso, estamos mais interessados ​​em como essa imagem foi obtida. Considerando todas as variáveis ​​conhecidas, como a data e a hora do incidente e a localização do bloco, os analistas calcularam que a imagem provavelmente foi tirada pelo satélite americano secreto americano KH-11 [ buraco da fechadura ou aprox. perev. ]



A imagem é incrível - esse nível de detalhe excede todos os meios de observação do espaço, aos quais os cidadãos comuns têm acesso. Segundo algumas estimativas, a foto foi tirada a uma distância de 382 km, e a resolução da imagem parece não ser pior que 10 cm por pixel. E, como a órbita do satélite às vezes afunda até 270 km acima da superfície da Terra, é provável que sua resolução máxima seja ainda maior.

Obviamente, muitos aspectos da operação dos satélites KH-11 permanecem classificados, especialmente as versões mais recentes do equipamento. No entanto, sua existência e o conceito de trabalho não são um segredo há várias décadas. As imagens recebidas dos satélites KH-11, de uma maneira ou de outra, caíram em domínio público nas décadas de 1980 e 1990, e embora a imagem do Irã seja definitivamente da mais alta qualidade, ela não parece tão surpreendente, dado o tempo decorrido nas fotos anteriores.

Mas sabemos muito menos sobre o que substituirá o KH-11. O satélite que tirou essa foto é conhecido como USA 224; Está em órbita desde 2011. Desde então, a Agência Nacional de Inteligência Aeroespacial dos Estados Unidos (NRO) lançou vários novos satélites espiões; planeja colocar em órbita um pouco mais até 2021.

Vamos dar uma olhada mais de perto na série KH-11 de satélites espiões e compará-los com o que sabemos sobre os recursos das tecnologias de observadores orbitais da próxima geração que já estão voando sobre nossas cabeças.

Agente secreto do Hubble

O satélite KH-11 KENNEN foi desenvolvido para substituir o filme KH-9 HEXAGON, que apareceu na década de 1960. Para receber imagens desses satélites, era necessário enviar pequenas cápsulas com um filme de volta à Terra. Eles entraram na atmosfera e foram pegos na mosca por um avião em espera; esse processo foi lento, complexo e caro. A nova tecnologia digital KH-11 tornou possível transmitir imagens em uma rede de comunicações quase em tempo real.

Mas, apesar do fato de o primeiro KH-11 ter sido lançado em 1976, nenhuma foto deste satélite era de domínio público. Felizmente, os analistas têm uma boa idéia de sua aparência, pois ele tem um primo muito famoso: o Telescópio Espacial. Hubble. Ambos os telescópios espaciais com o sistema óptico Ritchie-Chretien (uma variação do sistema Cassegrain) foram construídos pela Lockheed e, como observa a NASA, alguns elementos do esquema Hubble (por exemplo, o diâmetro do espelho principal de 2,4 m) foram escolhidos "para reduzir o custo fabricação usando tecnologias de fabricação desenvolvidas para satélites espiões militares. ”


Fotografia Amadora 2010

E essa semelhança familiar não é apenas fruto do raciocínio ocioso. Em 2010 e depois em 2015, o entusiasta da astrofotografia Ralph Vandeberg conseguiu filmar diretamente dois satélites KH-11 diferentes usando equipamento amador. E, apesar da tecnologia relativamente baixa do equipamento usado, ele conseguiu fotografar esses dispositivos secretos, e essas fotos confirmam as suspeitas dos analistas de que eles são muito parecidos com o Hubble.

Nestas fotos granuladas, você pode ver uma forma cônica semelhante, bem como uma tampa de abertura no final do telescópio. O KH-11 também possui pelo menos uma "asa" solar como o Hubble, e possivelmente uma antena direcional do outro lado; embora Ralph diga que poderia ser apenas um clarão do sol.

O tamanho do KH-11 é quase certamente o mesmo diâmetro do Hubble, já que eles têm os mesmos espelhos, mas há rumores de que não são tão longos. O tamanho reduzido do foco dará ao KH-11 um campo de visão mais amplo que o Hubble, e isso é mais adequado para observar o que está acontecendo no chão.

Melhor possível

Se apenas uma pessoa com equipamento de consumo pudesse encontrar, rastrear e fotografar dois satélites KH-11, é razoável supor que isso também fosse possível para a inteligência estrangeira. É improvável que quaisquer satélites tecnologicamente avançados sejam surpreendidos.

Obviamente, saber sobre sua existência e saber do que são capazes são duas coisas diferentes. Mas acontece que é fácil responder a essa pergunta. A resolução angular do telescópio pode ser calculada usando o critério Rayleigh , que leva em consideração o comprimento da onda observada e o diâmetro da abertura. Essa resolução angular, combinada com a altitude do satélite no momento da observação, pode nos dizer qual o tamanho do objeto para que o KH-11 possa notá-lo da órbita.


O KH-8 GAMBIT teve uma resolução semelhante

Para um espelho de 2,4 m de diâmetro observando um comprimento de onda de 500 nm, o critério Rayleigh fornece uma resolução limitada por difração de 0,05 segundos de arco. A uma altitude de 250 km, isso se transforma em uma resolução de 6 cm na superfície. Vale considerar que esse máximo é teórico e, na prática, a resolução será menor devido a distorções atmosféricas e ao fato de que o satélite dificilmente estará exatamente acima do local observado. Acontece que, com uma resolução estimada de 10 cm, a fotografia iraniana está dentro das capacidades estimadas do KH-11.

Novamente, para o reconhecimento de um inimigo em potencial, não será difícil realizar todos esses cálculos e entender o que o KH-11 pode ver. Especialmente considerando que os EUA usam satélites espiões com uma resolução física há mais de 50 anos. O KH-8 GAMBIT, um satélite de espionagem de filmes lançado em 1966, também conseguiu visualizar objetos de 5 a 10 cm de tamanho em condições ideais.

Próxima geração

Pode parecer estranho que a resolução do satélite espião americano de 1966 seja comparável à resolução dos satélites modernos, dada a quantidade de tecnologia que avançou. Mas, de fato, esses telescópios são ópticos, e a física que controla seu trabalho foi calculada muito antes que alguém pudesse sonhar em enviá-los ao espaço. O equipamento periférico dos telescópios definitivamente evoluiu desde a década de 1960 - motores, rendimento, consumo de energia e confiabilidade. No entanto, hoje em dia, um espelho com 2,4 m de diâmetro funcionará como há 50 ou 100 anos.


Imagem obtida por síntese de radar de abertura

E se as capacidades dos telescópios ópticos estão próximas dos limites físicos, para onde você pode seguir em frente? A maneira mais óbvia de aumentar a eficiência desses satélites é usar programas de aprimoramento de imagem. Graças às inovações computacionais da última década, as imagens dos telescópios podem ser aprimoradas e limpas digitalmente. Talvez seja por isso que a imagem iraniana parece melhor do que as imagens KH-11 publicadas na década de 1990, embora a resolução real do telescópio não tenha mudado desde então.

Bem, além disso, acredita-se que os satélites espiões mais recentes, como, por exemplo, o NROL-71 , lançado em janeiro de 2019, possam complementar ou até substituir os telescópios ópticos por outras tecnologias, em particular, usando a síntese de radares de abertura (PCA) ) Um satélite com um radar tem muitas vantagens sobre o óptico - por exemplo, a capacidade de observar o alvo à noite ou com mau tempo. Em condições de laboratório, os SARs atingiram uma resolução menor que um milímetro e, embora a resolução real ao olhar para um alvo a centenas de quilômetros seja claramente menor, essa tecnologia tem o potencial de levar a observação da órbita além das limitações físicas existentes desde o lançamento dos primeiros satélites Cold Spy guerra