您几乎可以肯定听说过最近发布的高清卫星图像，这些图像显示了伊朗
未能成功发射液体燃料“
蓝宝石”火箭的后果。 伊朗发展这种弹道导弹的地缘政治后果本身就是一个有趣的故事，但在这种情况下，我们对如何获得这种形象更加感兴趣。 考虑到所有已知变量，例如事件的日期和时间以及护垫的位置，
分析人员计算得出 ，图像可能是由美国秘密卫星
KH-11拍摄的
。 佩雷夫 ]。
图像令人惊叹-这种细节水平超出了普通公民可以进入的所有太空观察手段。 根据一些估计，该照片是从382 km的距离拍摄的，图像分辨率似乎不低于每个像素10 cm。 考虑到卫星的轨道有时会下沉到地球表面上方270公里，因此其最大分辨率可能更高。
当然，KH-11卫星运行的许多方面仍处于机密状态，尤其是设备的最新版本。 但是，它们的存在和工作理念几十年来一直不是秘密。 从KH-11卫星接收到的图像以某种方式在1980年代和1990年代落入了公共领域，尽管来自伊朗的图像绝对是最高质量的，但鉴于以前的照片已经过了一段时间，这似乎并不令人惊讶。
但是我们对什么将替代KH-11知之甚少。 拍摄这张照片的卫星被称为USA 224； 自2011年以来一直在轨道上运行。 此后，美国国家航空情报局（NRO）发射了几枚新的间谍卫星。 它计划在2021年之前再进入轨道。
让我们仔细看看KH-11系列间谍卫星，并将它们与我们已经了解的下一代轨道观测器技术的功能进行比较。
哈勃秘密特工
KH-11 KENNEN卫星是为取代1960年代出现的基于电影的KH-9 HEXAGON而开发的。 为了从这些卫星接收图像，必须将带有胶卷的小型太空舱发送回地球。 他们进入了大气层，被一架等候的飞机抓住。 这个过程缓慢，复杂且昂贵。 新的KH-11数字技术使通过通信网络近乎实时地传输图像成为可能。
但是，尽管事实是第一枚KH-11于1976年发射升空，但该卫星的单张照片均未公开。 幸运的是，分析人士对他的外表有所了解，因为他有一个非常著名的表亲：太空望远镜。 哈勃 这两架带有
Ritchie-Chretien光学
系统 （卡塞格伦系统的变体）的太空望远镜都是由洛克希德公司制造的，并且正如NASA指出的那样，选择了哈勃方案的某些要素（例如主镜直径为2.4 m）“以降低成本通过使用为军事间谍卫星开发的制造技术进行制造。”
业余摄影2010这种家庭相似不仅仅是闲散推理的结果。 在2010年和2015年，天文摄影爱好者拉尔夫·范德伯格（Ralph Vandeberg）能够使用业余设备直接拍摄两颗不同的KH-11卫星。 而且，尽管所用设备的技术水平相对较低，他仍然能够拍摄这些秘密设备，并且这些照片证实了分析师的怀疑，即他们非常类似于哈勃望远镜。
在这些颗粒状的照片中，您可以看到类似的圆锥形形状，以及望远镜末端的光圈盖。 KH-11也至少有一个像哈勃望远镜那样的太阳“机翼”，另一侧可能还有定向天线。 尽管拉尔夫说这可能只是太阳耀斑。
KH-11的尺寸几乎可以肯定与哈勃望远镜直径相同，因为它们具有相同的反光镜，但有传言称它的长度并不那么长。 缩短的焦距将使KH-11的视野比哈勃望远镜更宽，这更适合观察地面上发生的事情。
最好的可能
如果只有一个拥有消费级设备的人能够找到，跟踪和拍摄两颗KH-11卫星，则可以合理地假设，这对于外国情报也是可能的。 任何技术先进的卫星都不太可能被意外地捕获。
当然，了解它们的存在以及了解它们的功能是两件事。 但是事实证明，这个问题很容易回答。 可以使用
瑞利准则来计算望远镜的角分辨率，该
准则考虑了观察波的长度和孔径的直径。 这种角分辨率，再加上观察时卫星的高度，可以告诉我们该物体应该有多大，这样KH-11才能从轨道上注意到它。
KH-8 GAMBIT具有类似的分辨率对于观察波长为500 nm的直径为2.4 m的反射镜，瑞利标准给出的衍射极限分辨率为0.05弧秒。 在250 km的海拔高度上，表面分辨率变为6 cm。 值得考虑的是，这个最大值是理论上的，实际上，由于大气畸变以及由于卫星不太可能正好位于观测位置之上的事实，分辨率会较低。 事实证明，伊朗的摄影机估计分辨率为10厘米，在KH-11的估计能力范围内。
同样，为了侦察潜在的敌人，进行所有这些计算并了解KH-11会看到什么并不困难。 特别是考虑到美国使用这种物理分辨率的间谍卫星已有50多年的历史了。 KH-8 GAMBIT是一部电影间谍卫星，于1966年发射，在理想条件下也能够观看5至10厘米大小的物体。
下一代
考虑到技术的进步，1966年美国间谍卫星的分辨率与现代卫星的分辨率相当，这似乎很奇怪。 但是，实际上，这些望远镜是光学的，控制它们工作的物理学早在人们梦想将它们送入太空之前就已经计算过了。 自1960年代以来，望远镜的外围设备肯定已经发生了变化-引擎，吞吐量，功耗和可靠性。 但是，直径为2.4 m的镜子今天将像50或100年前一样工作。
使用孔径雷达合成获得的图像如果光学望远镜的功能接近物理极限，那么您可以继续前进吗？ 提高这些卫星效率的最明显方法是使用图像增强程序。 得益于过去十年的计算突破，望远镜的图像可以被锐化和数字清洁。 也许这就是为什么伊朗的图像看起来要比1990年代发布的KH-11图像更好的原因，尽管从那以后望远镜的实际分辨率就没有改变。
好吧，除此之外，据信较新的间谍卫星，例如2019年1月发射的
NROL-71 ，可以用其他技术补充甚至取代光学望远镜，特别是使用
孔径雷达合成 （PCA） ） 带雷达的卫星比光学系统具有许多优势-例如，在夜间或恶劣天气下观察目标的能力。 在实验室条件下，SAR的分辨率小于1毫米，尽管从几百公里处观察目标时的实际分辨率会明显降低，但这项技术有可能使从轨道进行的观测超出自首次发射“冷间谍”卫星以来存在的物理限制。战争。