ดาวเทียมถ่ายภาพโคลสอัพอย่างละเอียดของโลกได้อย่างไร

บางทีคุณอาจสงสัยว่าดาวเทียมสอดแนมถ่ายภาพโคลสอัพรายละเอียดบ้านของเราได้อย่างไร คำตอบก็คือพวกเขาใช้กล้อง CCD ความละเอียดสูงควบคู่กับเลนส์ขนาดใหญ่เพื่อถ่ายภาพพื้นดินที่อยู่ด้านล่างเมื่อผ่านไป ภาพที่ถ่ายในช่วงอากาศไม่ดีมีแนวโน้มที่จะถูกกรองออก แม้จะเป็นช่วงปลายกลางทศวรรษ 80 ดาวเทียมสอดแนมก็ส่งภาพถ่ายของพวกเขากลับสู่โลกโดยใช้กระบอกฟิล์มที่เปราะบางซึ่งติดตั้งอยู่บนร่มชูชีพและหยิบขึ้นมาโดยเครื่องบินในกลางอากาศ วันนี้พวกเขาส่งภาพกลับโดยใช้สัญญาณวิทยุที่เข้ารหัส

ข้อมูลส่วนใหญ่เกี่ยวกับดาวเทียมสอดแนมในยุคปัจจุบันถูกจำแนกอย่างสูง ข้อมูลของเรามากมายเกี่ยวกับการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับการคาดเดาและอาจเป็นการเก็งกำไร

การคำนวณแบบเก็งกำไรอย่างหนึ่งเกี่ยวกับประสิทธิภาพของดาวเทียมสอดแนมใช้เกณฑ์ Rayleigh ซึ่งเป็นวิธีการคำนวณความละเอียดของภาพแสง สมการเกี่ยวข้องกับsinθ = 1.22 λ / D โดยที่λคือความยาวคลื่นของแสงθคือความละเอียดเชิงมุมและ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์หรือกระจก สมมติว่าดาวเทียมทำงานในวงโคจรของโลกต่ำที่ระดับความสูงประมาณ 300 กม. ด้วยเลนส์ขนาดฮับเบิล 2.4 เมตรข้ามดูที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นโดยทั่วไปประมาณ 550 นาโนเมตรเราได้รับความละเอียดเชิงมุมที่ 229 nanoradians ซึ่งที่ระดับความสูง 300km แปลเป็นความละเอียดประมาณ 7 ซม. ต่อพิกเซล สิ่งนี้ไม่ได้คำนึงถึงการบังชั้นบรรยากาศหรือความไม่สมบูรณ์ของเลนส์ แต่ดูเหมือนว่าเป็นการประเมินที่ยุติธรรม

สิ่งที่น่าผิดหวังสำหรับชุมชนข่าวกรองระหว่างประเทศรูปภาพสีความละเอียดสูงที่มีขายทั่วไปของโลกได้ให้บริการเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยใช้บริการเช่น Google Earth บริการเชิงพาณิชย์เหล่านี้มีความละเอียดประมาณ 20 ซม. ต่อพิกเซลหรือดีกว่าสำหรับบางพื้นที่ซึ่งน่าจะใกล้กับดาวเทียมสอดแนม ความแตกต่างหลักคือภาพในบริการดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะมีอายุประมาณ 1-3 ปีในขณะที่ดาวเทียมสอดแนมทางทหารอาจอัพเดตภาพทุกครั้งที่พวกเขาโคจรรอบโลกซึ่งจะอยู่ที่ประมาณ 45 นาที แน่นอนว่าความแตกต่างด้านสติปัญญาระหว่างคนทั้งสองนั้นมีขนาดใหญ่มาก

เมื่อเร็ว ๆ นี้ยานอวกาศ Mars Reconnaissance Orbiter ที่เราสร้างขึ้นได้ถูกนำไปใช้ในวงโคจรรอบดาวเคราะห์สีแดงซึ่งส่งคืนภาพความละเอียดสูงของร่างกายนั้น Google Earth และ Google Moon มีอยู่แล้วมันเป็นเพียงเรื่องของเวลาจนกว่าเราจะเริ่มเห็น Google Mars และ Google Asteroids