Come fanno i satelliti a scattare fotografie dettagliate del primo piano della Terra?

Forse ti sei chiesto come i satelliti da ricognizione scattano fotografie dettagliate da vicino della nostra casa, la Terra. La risposta è che usano telecamere CCD ad alta risoluzione accoppiate a grandi obiettivi per scattare foto del terreno proprio sotto di loro mentre passano sopra. Le foto scattate in caso di maltempo possono essere filtrate. Fino alla metà degli anni '80, i satelliti da ricognizione restituivano le loro immagini sulla Terra usando fragili scatole metalliche montate su paracadute e raccolte da aerei a mezz'aria. Oggi restituiscono le immagini utilizzando trasmissioni radio crittografate.

La maggior parte delle informazioni sui moderni satelliti spia è altamente classificata. Molte delle nostre informazioni su come questi dispositivi potrebbero funzionare si basano su ipotesi e possono essere speculative.

Un calcolo speculativo sulle prestazioni dei satelliti spia utilizza il criterio di Rayleigh, un modo per calcolare la risoluzione di un'immagine ottica. L'equazione coinvolge sinθ = 1,22 λ / D, dove λ è la lunghezza d'onda della luce, θ è la risoluzione angolare e D è il diametro della lente o dello specchio. Supponendo che un satellite operi in orbita terrestre bassa a circa 300 km di altitudine, con una lente di dimensioni Hubble di 2,4 m di diametro, guardando la luce di una tipica lunghezza d'onda visibile intorno a 550 nm, otteniamo una risoluzione angolare di 229 nanoradianti, che a 300 km di altitudine , si traduce in una risoluzione di circa 7 cm per pixel. Ciò non tiene conto dell'occultazione atmosferica o delle imperfezioni dell'obiettivo, ma sembra una stima attendibile.

Con grande disappunto delle comunità di intelligence internazionali, le immagini a colori del mondo ad alta risoluzione disponibili in commercio sono diventate recentemente disponibili utilizzando servizi come Google Earth. Questi servizi commerciali offrono risoluzioni di circa 20 cm per pixel o meglio per alcune aree, probabilmente in avvicinamento ai satelliti spia. La differenza principale è che le immagini su tali servizi tendono ad avere circa 1-3 anni, mentre i satelliti da ricognizione militare probabilmente aggiornano le loro immagini ogni volta che orbitano attorno alla Terra, che è approssimativamente ogni 45 minuti. La differenza di intelligenza tra i due è, ovviamente, enorme.

Di recente, il Mars Reconnaissance Orbiter costruito negli Stati Uniti è stato schierato in orbita attorno al Pianeta Rosso, restituendo anche immagini ad alta risoluzione di quel corpo. Google Earth e Google Moon esistono già, è solo questione di tempo prima che iniziamo a vedere Google Mars e Google Asteroids.