Мне сверху видно всё, ты так и знай
В настоящее время очень актуальной стала тема спутниковых снимков. Эта тема привлекает внимание обывателей. Всплеск интереса последовал после жуткой катастрофы, которая произошла в небе над Донбассом в июле 2014 года. Тогда недалеко от Донецка предположительно был сбит с земли пассажирский лайнер компании Malaysia Airlines. Все 298 человек, находившиеся на борту Боинга-777, погибли. Обе стороны конфликта на востоке Украине обвинили в произошедшем друг друга. Собственно, именно эта катастрофа и подняла градус интереса к спутниковым снимкам.
Сразу же после катастрофы официальные представители США заявили, что их спутники-шпионы зафиксировали пуск ракеты класса «земля-воздух». Однако дальше слов дело не пошло, и снимки так и не были представлены общественности. В ответ Минобороны России организовало пресс-конференцию, на которой представило свои спутниковые снимки, которые доказывали факт развертывания в зоне конфликта украинских систем ПВО, в частности, ЗРК «Бук».
Собственно, уже по опубликованным Россией снимкам и можно делать некоторые выводы о возможностях такого средства разведки. Забавно, что параллельно по ТВ в это время на все лады пересказывали мифы времен холодной войны. Все мы слышали эти мифы не раз. Это рассуждения про возможность «прочесть газету, номер машины и сосчитать звездочки на погонах офицера». Однако такими возможностями и технологиями не обладает сегодня ни одна страна в мире. Более того, опубликованные Министерством обороны России снимки и дают нам примерное представление о возможностях разведывательных спутников. На них (в первую очередь специалисты) могут отличить БМП от танка, танк от ЗРК и так далее. Ни о каком чтении из космоса автомобильных номеров речи и не идет, да этого и не требуется.
Более того, в военном ведомстве сидят не идиоты. Именно поэтому российская армия закупает и активно интересуется надувными макетами различной военной техники. Современные массогабаритные макеты могут обмануть любого противника, потому что определить из космоса, какой перед вами танк — надувной или настоящий, — практически невозможно. Современные пневматические макеты, которые в состоянии имитировать даже работающие двигатели, эффективно решают стоящие перед ними задачи. А именно отвлекают удары противника от настоящей техники, вводят его в заблуждение относительно количества техники, ее расположения на местности и мест дислокации.
Сейчас мы на реальных фотоснимках рассмотрим, на что действительно способна современная космическая оптика, и всё ли видно сверху. Стоит сказать отдельное спасибо блоггеру, который собрал материал с этими фотографиями в сети.
Для начала — небольшое открытие. Популярный сервис карт Google Map не публикует снимки, разрешение которых превышало бы 50 см на один пиксель. Более того, до недавнего времени коммерческое распространение снимков подобной детализации было в США под запретом. Поэтому если вам попалась где-то фотография, на которой видно гуляющих по улицам людей, а также другие более мелкие подробности, то перед вами аэрофотосъемка. Публиковать снимки аэрофотосъемки разрешено. Данное противоречие очень долго волновало частные компании, и им все же удалось пролоббировать ослабление закона. Теперь им разрешено продавать снимки, обладающие разрешением 25 см на пиксель. Данный показатель является пределом для современной коммерческой съемки из космоса.
Как нетрудно понять, спутниковая фотосъемка — это фотографирование поверхности Земли со спутников. А аэрофотосъемка — это фотографирование земной поверхности с аэрофотоаппаратов, которые установлены на атмосферных летательных аппаратах (самолетах, вертолетах, дирижаблях, их беспилотных аналогах). Первая аэрофотосъемка была произведена еще в 1858 году, ее выполнил французский фотограф и воздухоплаватель Гаспар-Феликс Турнашон, который запечатлел с воздуха Париж.
Стоит отметить, что даже для того, чтобы делать снимки с разрешением 25 см на пиксель, необходима очень дорогая, крайне сложная техника. К примеру, современный спутник WorldView-3 компании DigitalGlobe в состоянии делать снимки разрешением 31 см на пиксель. При этом на спутнике используется телескоп с диаметром зеркала 1,1 метра, а общая стоимость спутника составляет без малого 650 миллионов долларов. Данный спутник был запущен на орбиту 13 августа 2014 года.
Спутник-наблюдатель Worldview-3 был спроектирован специалистами компании DigitalGlobe, которая является признанным лидером среди мировых провайдеров, предоставляющих контент для карт земной поверхности в высоком разрешении. К услугам данной компании прибегает NASA, а также различные федеральные службы США. К услугам этой компании прибегают и все картографические интернет-сервисы, среди которых Google Maps, Bing и Яндекс-карты. При этом более корректное название аппарата Worldview-3 — космический аппарат дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
Данный космический аппарат состоит из 1,1-метрового телескопа, оснащенного апертурным фильтром, сканера коротковолнового инфракрасного излучения (SWIR — Shortwave Infrared, технология позволяет вести съемку сквозь туман, дымку, пыль, смог, дым и облака) и специально разработанного компанией The Ball Aerospace сенсора CAVIS (Clouds, Aerosol, water Vapor, Ice, and Snow), который позволяет проводить атмосферную коррекцию снимков. Ежедневно подобный космический аппарат ДЗЗ может фотографировать до 680 000 квадратных километров территории. Аппарат расположен на солнечно-синхронной орбите на высоте 620 километров над поверхностью Земли.
Уже в конце августа 2014 года компания DigitalGlobe представила сделанные аппаратом WorldView-3 снимки — это пробные снимки Мадрида с разрешением 40 см на пиксель. На сегодняшний день это наиболее детальные снимки земной поверхности, которые когда-либо были опубликованы в открытом доступе. Снимки, сделанные 21 августа, позволяют пользователям намного легче определять тип транспортных средств (грузовые или легковые автомобили, их модели), а также направление движения и скорость. По информации специалистов компании, для кого-то это может быть очень ценной информацией.
На опубликованных снимках Мадрида можно разглядеть большое количество деталей. Легковые автомобили легко отличаются от грузовых, а где-то даже можно разглядеть купающихся в бассейнах людей, пусть и всего лишь в виде маленьких точек. Мадрид в качестве проведения пробной съемки был выбран не случайно: чем ближе местность расположена к экватору, тем меньше облачность. Также очень часто для демонстрации возможностей современных спутников выбирают крупнейший город ОАЭ Дубай. На территории города большое количество интересных для наблюдения объектов, а пустынная погода способствует съемке.
Огромные денежные затраты на разработку подобных частных космических аппаратов, обеспечивающих такое качество съемки, вызывают резонный вопрос: как они окупаются? Секрет прост: более 50% заказов частной компании DigitalGlobe — заказы прямиком из Пентагона. Остальное оплачивают такие компании как Google и индивидуальные заказчики. Однако это все равно коммерческий частный спутник. А как же спутники-шпионы, которыми располагает, к примеру, ЦРУ?
Здесь все уже гораздо сложнее, однако вполне предсказуемо. В настоящее время самый известный и самый мощный американский спутник-шпион — это аппарат, относящийся к серии Keyhole-11. Key Hole в переводе с английского языка «Замочная скважина». Всего было запущено 16 спутников данного типа. Первый запуск состоялся 19 декабря 1976 года, последний — 28 августа 2013 года. Достоверно об этих спутниках почти ничего не известно, не ясен до конца даже их облик. Рассмотреть их иногда удается лишь астрономам-любителям. Стоит отметить, что именно аппараты серии Keyhole-11 (KH-11) стали первыми в США спутниками-шпионами, в которых применялась оптико-электронная цифровая фотокамера и которые могли передавать изображение на Землю почти сразу же после завершения съемки.
При этом известно, что самый знаменитый в мире космический телескоп Hubble собирался на тех же производственных линиях, с которых сходили и эти спутники-шпионы. Несколько лет назад National Reconnaissance Office — Национальное управление аэрокосмической разведки — подарило агентству NASA два телескопа диаметром 2,4 метра, которые «завалялись» у них на складе. Принимая это во внимание, а также тот факт, что и разведывательные спутники, и телескоп Hubble выводились на орбиту в одинаковых контейнерах, можно предположить, что спутники-шпионы Keyhole-11 также обладают 2,4-метровым зеркалом.
Если провести несложное сравнение с наиболее совершенным гражданским спутником WorldView-3, у которого размер зеркала телескопа составляет 1,1 метра, то путем нехитрых расчетов можно установить, что качество снимков спутника-шпиона должно быть примерно в 2,3 раза лучше (это грубый расчет). При этом есть и разница. Спутник WorldView-3 движется по орбите, высота которой составляет 620 км, а наиболее молодой спутник-шпион серии Keyhole-11 (аппарат USA-245) летает на высоте от 270 до 970 километров над поверхностью нашей планеты.
Известно, что в идеальных условиях съемки космический телескоп Hubble, находящийся на высоте 700 километров, мог бы снять Землю с разрешением до 15 см на пиксель, если бы ему позволяли это сделать технические возможности. Соответственно, спутник-шпион Keyhole в самой низкой точке свое траектории смог бы дать изображение с разрешением до 5 см на пиксель. Но стоит отметить, что это возможно только в идеальных условиях, при отсутствии различных атмосферных искажений, когда нет ни смога, ни тумана, ни пыли, ни облачности над объектом съемки. Из-за влияния атмосферы и других факторов реальное разрешение съемки вряд ли бы было ниже, чем те же 15 см на пиксель, что и у телескопа Hubble.
Одновременно с этим необходимо учитывать и тот факт, что чем выше выдаваемое спутником-шпионом разрешение, тем ближе космический аппарат находится к земной поверхности. А это означает, что уже и полоса его съемки, и возможность увидеть то, что происходит по сторонам, меньше. Данный метод съемки наиболее целесообразен только тогда, когда у стороны, осуществляющей съемку, уже есть информация о разведываемых объектах. При этом во внимание надо принимать и погоду (желательна ясная погода), и время, в которое аппарат может оказаться над местом съемки. То есть к такой съемке надо готовиться заранее, уже примерно представляя, что именно необходимо снимать и где.
Именно по этой причине американские военные и различные разведывательные ведомства готовы платить частным компаниям за предоставленные фотоматериалы. Им элементарно не хватает своих технических средств контроля. Гораздо проще купить необходимые снимки у частных компаний, чем заниматься созданием огромного числа разведывательных спутников, стоимость которых в настоящее время сопоставима со стоимостью крупных боевых кораблей флота. Российскую САУ МСТА-С или РСЗО «Град» одинаково хорошо смогут сфотографировать и современные гражданские спутники и спутники-шпионы. При этом разрешающая способность последних в данном случае может оказаться даже избыточной.
Чтобы наглядно представить себе качество снимков в различном разрешении, выше приведена картинка, которая построена на основе данных, полученных при помощи аэрофотосъемки местности. Картинка дает ясное представление о том, что даже в самых идеальных условиях, чисто теоретически добившись разрешения снимка в 5 см на пиксель, всего один спутник-шпион поможет вам увидеть номерной знак на автомобиле. При этом номерной знак вы увидите в виде ряда белых пикселей, то есть узнаете, что он есть, но ни при каких условиях не сможете прочитать номер на нем, не говоря уже о чтении газет и разглядывании погон: такие фокусы пока просто невозможны физически.
Источники информации:
http://zelenyikot.livejournal.com/47205.html#cutid1
http://sovzond.ru/products/spatial-data/satellites
http://www.securitylab.ru/news/456506.php
https://ru.wikipedia.org
Сразу же после катастрофы официальные представители США заявили, что их спутники-шпионы зафиксировали пуск ракеты класса «земля-воздух». Однако дальше слов дело не пошло, и снимки так и не были представлены общественности. В ответ Минобороны России организовало пресс-конференцию, на которой представило свои спутниковые снимки, которые доказывали факт развертывания в зоне конфликта украинских систем ПВО, в частности, ЗРК «Бук».
Собственно, уже по опубликованным Россией снимкам и можно делать некоторые выводы о возможностях такого средства разведки. Забавно, что параллельно по ТВ в это время на все лады пересказывали мифы времен холодной войны. Все мы слышали эти мифы не раз. Это рассуждения про возможность «прочесть газету, номер машины и сосчитать звездочки на погонах офицера». Однако такими возможностями и технологиями не обладает сегодня ни одна страна в мире. Более того, опубликованные Министерством обороны России снимки и дают нам примерное представление о возможностях разведывательных спутников. На них (в первую очередь специалисты) могут отличить БМП от танка, танк от ЗРК и так далее. Ни о каком чтении из космоса автомобильных номеров речи и не идет, да этого и не требуется.
Опубликованные НАТО снимки были сделаны частной компанией DigitalGlobe
Более того, в военном ведомстве сидят не идиоты. Именно поэтому российская армия закупает и активно интересуется надувными макетами различной военной техники. Современные массогабаритные макеты могут обмануть любого противника, потому что определить из космоса, какой перед вами танк — надувной или настоящий, — практически невозможно. Современные пневматические макеты, которые в состоянии имитировать даже работающие двигатели, эффективно решают стоящие перед ними задачи. А именно отвлекают удары противника от настоящей техники, вводят его в заблуждение относительно количества техники, ее расположения на местности и мест дислокации.
Сейчас мы на реальных фотоснимках рассмотрим, на что действительно способна современная космическая оптика, и всё ли видно сверху. Стоит сказать отдельное спасибо блоггеру, который собрал материал с этими фотографиями в сети.
Для начала — небольшое открытие. Популярный сервис карт Google Map не публикует снимки, разрешение которых превышало бы 50 см на один пиксель. Более того, до недавнего времени коммерческое распространение снимков подобной детализации было в США под запретом. Поэтому если вам попалась где-то фотография, на которой видно гуляющих по улицам людей, а также другие более мелкие подробности, то перед вами аэрофотосъемка. Публиковать снимки аэрофотосъемки разрешено. Данное противоречие очень долго волновало частные компании, и им все же удалось пролоббировать ослабление закона. Теперь им разрешено продавать снимки, обладающие разрешением 25 см на пиксель. Данный показатель является пределом для современной коммерческой съемки из космоса.
Как нетрудно понять, спутниковая фотосъемка — это фотографирование поверхности Земли со спутников. А аэрофотосъемка — это фотографирование земной поверхности с аэрофотоаппаратов, которые установлены на атмосферных летательных аппаратах (самолетах, вертолетах, дирижаблях, их беспилотных аналогах). Первая аэрофотосъемка была произведена еще в 1858 году, ее выполнил французский фотограф и воздухоплаватель Гаспар-Феликс Турнашон, который запечатлел с воздуха Париж.
Стоит отметить, что даже для того, чтобы делать снимки с разрешением 25 см на пиксель, необходима очень дорогая, крайне сложная техника. К примеру, современный спутник WorldView-3 компании DigitalGlobe в состоянии делать снимки разрешением 31 см на пиксель. При этом на спутнике используется телескоп с диаметром зеркала 1,1 метра, а общая стоимость спутника составляет без малого 650 миллионов долларов. Данный спутник был запущен на орбиту 13 августа 2014 года.
Наиболее совершенный гражданский космический аппарат ДЗЗ Worldview-3
Спутник-наблюдатель Worldview-3 был спроектирован специалистами компании DigitalGlobe, которая является признанным лидером среди мировых провайдеров, предоставляющих контент для карт земной поверхности в высоком разрешении. К услугам данной компании прибегает NASA, а также различные федеральные службы США. К услугам этой компании прибегают и все картографические интернет-сервисы, среди которых Google Maps, Bing и Яндекс-карты. При этом более корректное название аппарата Worldview-3 — космический аппарат дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
Данный космический аппарат состоит из 1,1-метрового телескопа, оснащенного апертурным фильтром, сканера коротковолнового инфракрасного излучения (SWIR — Shortwave Infrared, технология позволяет вести съемку сквозь туман, дымку, пыль, смог, дым и облака) и специально разработанного компанией The Ball Aerospace сенсора CAVIS (Clouds, Aerosol, water Vapor, Ice, and Snow), который позволяет проводить атмосферную коррекцию снимков. Ежедневно подобный космический аппарат ДЗЗ может фотографировать до 680 000 квадратных километров территории. Аппарат расположен на солнечно-синхронной орбите на высоте 620 километров над поверхностью Земли.
Уже в конце августа 2014 года компания DigitalGlobe представила сделанные аппаратом WorldView-3 снимки — это пробные снимки Мадрида с разрешением 40 см на пиксель. На сегодняшний день это наиболее детальные снимки земной поверхности, которые когда-либо были опубликованы в открытом доступе. Снимки, сделанные 21 августа, позволяют пользователям намного легче определять тип транспортных средств (грузовые или легковые автомобили, их модели), а также направление движения и скорость. По информации специалистов компании, для кого-то это может быть очень ценной информацией.
Фрагмент спутниковой съемки Мадрида с помощью WorldView-3
На опубликованных снимках Мадрида можно разглядеть большое количество деталей. Легковые автомобили легко отличаются от грузовых, а где-то даже можно разглядеть купающихся в бассейнах людей, пусть и всего лишь в виде маленьких точек. Мадрид в качестве проведения пробной съемки был выбран не случайно: чем ближе местность расположена к экватору, тем меньше облачность. Также очень часто для демонстрации возможностей современных спутников выбирают крупнейший город ОАЭ Дубай. На территории города большое количество интересных для наблюдения объектов, а пустынная погода способствует съемке.
Огромные денежные затраты на разработку подобных частных космических аппаратов, обеспечивающих такое качество съемки, вызывают резонный вопрос: как они окупаются? Секрет прост: более 50% заказов частной компании DigitalGlobe — заказы прямиком из Пентагона. Остальное оплачивают такие компании как Google и индивидуальные заказчики. Однако это все равно коммерческий частный спутник. А как же спутники-шпионы, которыми располагает, к примеру, ЦРУ?
Здесь все уже гораздо сложнее, однако вполне предсказуемо. В настоящее время самый известный и самый мощный американский спутник-шпион — это аппарат, относящийся к серии Keyhole-11. Key Hole в переводе с английского языка «Замочная скважина». Всего было запущено 16 спутников данного типа. Первый запуск состоялся 19 декабря 1976 года, последний — 28 августа 2013 года. Достоверно об этих спутниках почти ничего не известно, не ясен до конца даже их облик. Рассмотреть их иногда удается лишь астрономам-любителям. Стоит отметить, что именно аппараты серии Keyhole-11 (KH-11) стали первыми в США спутниками-шпионами, в которых применялась оптико-электронная цифровая фотокамера и которые могли передавать изображение на Землю почти сразу же после завершения съемки.
При этом известно, что самый знаменитый в мире космический телескоп Hubble собирался на тех же производственных линиях, с которых сходили и эти спутники-шпионы. Несколько лет назад National Reconnaissance Office — Национальное управление аэрокосмической разведки — подарило агентству NASA два телескопа диаметром 2,4 метра, которые «завалялись» у них на складе. Принимая это во внимание, а также тот факт, что и разведывательные спутники, и телескоп Hubble выводились на орбиту в одинаковых контейнерах, можно предположить, что спутники-шпионы Keyhole-11 также обладают 2,4-метровым зеркалом.
Самый известный космический телескоп Hubble
Если провести несложное сравнение с наиболее совершенным гражданским спутником WorldView-3, у которого размер зеркала телескопа составляет 1,1 метра, то путем нехитрых расчетов можно установить, что качество снимков спутника-шпиона должно быть примерно в 2,3 раза лучше (это грубый расчет). При этом есть и разница. Спутник WorldView-3 движется по орбите, высота которой составляет 620 км, а наиболее молодой спутник-шпион серии Keyhole-11 (аппарат USA-245) летает на высоте от 270 до 970 километров над поверхностью нашей планеты.
Известно, что в идеальных условиях съемки космический телескоп Hubble, находящийся на высоте 700 километров, мог бы снять Землю с разрешением до 15 см на пиксель, если бы ему позволяли это сделать технические возможности. Соответственно, спутник-шпион Keyhole в самой низкой точке свое траектории смог бы дать изображение с разрешением до 5 см на пиксель. Но стоит отметить, что это возможно только в идеальных условиях, при отсутствии различных атмосферных искажений, когда нет ни смога, ни тумана, ни пыли, ни облачности над объектом съемки. Из-за влияния атмосферы и других факторов реальное разрешение съемки вряд ли бы было ниже, чем те же 15 см на пиксель, что и у телескопа Hubble.
Одновременно с этим необходимо учитывать и тот факт, что чем выше выдаваемое спутником-шпионом разрешение, тем ближе космический аппарат находится к земной поверхности. А это означает, что уже и полоса его съемки, и возможность увидеть то, что происходит по сторонам, меньше. Данный метод съемки наиболее целесообразен только тогда, когда у стороны, осуществляющей съемку, уже есть информация о разведываемых объектах. При этом во внимание надо принимать и погоду (желательна ясная погода), и время, в которое аппарат может оказаться над местом съемки. То есть к такой съемке надо готовиться заранее, уже примерно представляя, что именно необходимо снимать и где.
Именно по этой причине американские военные и различные разведывательные ведомства готовы платить частным компаниям за предоставленные фотоматериалы. Им элементарно не хватает своих технических средств контроля. Гораздо проще купить необходимые снимки у частных компаний, чем заниматься созданием огромного числа разведывательных спутников, стоимость которых в настоящее время сопоставима со стоимостью крупных боевых кораблей флота. Российскую САУ МСТА-С или РСЗО «Град» одинаково хорошо смогут сфотографировать и современные гражданские спутники и спутники-шпионы. При этом разрешающая способность последних в данном случае может оказаться даже избыточной.
Примерная схема разрешения на основе аэрофотосъемки
Чтобы наглядно представить себе качество снимков в различном разрешении, выше приведена картинка, которая построена на основе данных, полученных при помощи аэрофотосъемки местности. Картинка дает ясное представление о том, что даже в самых идеальных условиях, чисто теоретически добившись разрешения снимка в 5 см на пиксель, всего один спутник-шпион поможет вам увидеть номерной знак на автомобиле. При этом номерной знак вы увидите в виде ряда белых пикселей, то есть узнаете, что он есть, но ни при каких условиях не сможете прочитать номер на нем, не говоря уже о чтении газет и разглядывании погон: такие фокусы пока просто невозможны физически.
Источники информации:
http://zelenyikot.livejournal.com/47205.html#cutid1
http://sovzond.ru/products/spatial-data/satellites
http://www.securitylab.ru/news/456506.php
https://ru.wikipedia.org
Информация