Hur tar satelliter detaljerade närbilder av jorden?

Du kanske har undrat hur spaningssatelliter tar detaljerade närbilder av vårt hem, jorden. Svaret är att de använder högupplösta CCD-kameror kopplade till stora linser för att ta bilder av marken precis under dem när de passerar. Bilder tagna under dåligt väder kommer sannolikt att filtreras bort. Redan så sent som i mitten av 80-talet levererade spaningssatelliter sina bilder tillbaka till jorden med hjälp av ömtåliga filmkapslar monterade på fallskärmar och plockade upp av flygplan i luften. Idag skickar de tillbaka bilderna med hjälp av krypterade radiosändningar.

Den mesta informationen om dagens spionsatelliter är högst hemligstämplad. Så mycket av vår information om hur dessa enheter kan fungera är baserad på gissningar och kan vara spekulativa.
En spekulativ beräkning av spionsatelliternas prestanda använder Rayleigh-kriteriet, ett sätt att beräkna upplösningen för en optisk bild. Ekvationen involverar sinθ = 1.22 λ/D, där λ är ljusets våglängd, θ är vinkelupplösningen och D är diametern på linsen eller spegeln. Om vi ​​antar en satellit som arbetar i låg omloppsbana runt jorden på cirka 300 km höjd, med en lins i storleken Hubble 2.4 m tvärs över, och tittar på ljus med en typisk synlig våglängd runt 550 nm, får vi en vinkelupplösning på 229 nanoradianer, vilket på 300 km höjd , översätts till en upplösning på cirka 7 cm per pixel. Detta tar inte hänsyn till atmosfärisk ockultation eller brister i linsen, men det verkar vara en rättvis uppskattning.

Till stora förtret för internationella underrättelsetjänster har kommersiellt tillgängliga högupplösta färgbilder av världen nyligen blivit tillgängliga med hjälp av tjänster som Google Earth. Dessa kommersiella tjänster erbjuder upplösningar på cirka 20 cm per pixel eller bättre för vissa områden, troligen närmar sig spionsatelliter. Den primära skillnaden är att bilder på sådana tjänster tenderar att vara runt 1-3 år gamla, medan militära spaningssatelliter förmodligen uppdaterar sina bilder varje gång de kretsar runt jorden, vilket är ungefär var 45:e minut. Intelligensskillnaden mellan de två är förstås enorm.

Nyligen sattes den USA-byggda Mars Reconnaissance Orbiter ut i omloppsbana runt den röda planeten, och returnerade även högupplösta bilder av den kroppen. Google Earth och Google Moon finns redan, det är bara en tidsfråga innan vi börjar se Google Mars och Google Asteroids.