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距離那麼遠,速度那麼快,間諜衛星怎麼拍得那麼清楚?

正所謂“知己知彼百戰不殆”,我國古代兵書《孫子兵法》不僅講出了“知己知彼”的重要性,還給出了“知己知彼”的方法,并将這些方法歸納為三種,即使用間諜、觀察敵人以及敵情偵察。

由此可見,從古時候開始,軍事家對于情報就是格外重視的。相比古代而言,現代的情報擷取方式就要高效得多了,早在第二次世界大戰之前,很多國家就開始使用間諜飛機來偵查敵情,後來随着航天技術的發展,又出現了間諜衛星。相比飛機而言,運作于近地軌道的衛星無疑更具偵查優勢,間諜衛星所能夠偵查的範圍是傳統偵查手段所無法比拟的。衛星看得廣是理所當然的,可是衛星為什麼能把照片拍得如此清楚呢?

距離那麼遠,速度那麼快,間諜衛星怎麼拍得那麼清楚?

間諜衛星用什麼來拍照片?當然是相機,那麼問題就來了,這個拍攝距離也太遠了吧。

間諜衛星通常位于地表100-200公裡左右的高度,這也是間諜衛星相較于傳統飛機偵察的優勢所在。使用飛機對他國進行偵查很可能會侵犯他國的領空,而使用間諜衛星就完全沒有這種風險。因為領空通常指一國領陸、領水以上的空域,而領空的最高高度大約在35公裡左右,是以在數百公裡的高度進行拍攝是誰也管不着的。但如此也帶來了一個新的問題,就是如何能夠在數百公裡外把照片拍清楚呢?間諜衛星雖然是使用照相機來進行拍攝的,但與我們日常所使用的照相機還是有很大差别的。

距離那麼遠,速度那麼快,間諜衛星怎麼拍得那麼清楚?

間諜衛星上所搭載的照相機被稱為“機載相機”,它具有普通相機所無可比拟的分辨率,是以才能夠将數百公裡外地面上的一座房屋或一輛汽車照得清清楚楚。

其實這也沒有什麼值得驚訝的,在地球軌道上運作的哈勃望遠鏡可是連将數光年以外的星象都能記錄下來呢。太空望遠鏡和間諜衛星有什麼關系?關系還是挺大的,因為哈勃望遠鏡原本就是軍方所淘汰下來的鎖眼間諜衛星,連鏡片都是軍方的。如果你不相信,大可以看看美國最新一代的鎖眼間諜衛星,僅從外觀上看起來就跟哈勃望遠鏡是親戚。既然連數十光年外的宇宙深空都看得到,拍攝幾百公裡外的地表影像自然不是個事。

距離那麼遠,速度那麼快,間諜衛星怎麼拍得那麼清楚?

拍攝距離遠隻需要提高分辨率和其它一些參數就行了,那速度問題如何解決呢?

經常拍照的人都知道,移動中的物體是最難拍的,物體移動的速度越快,拍攝出來的影像就越模糊。當然,這種移動是相對而言的,即便物體沒動,而我們自己坐在一列高速行駛的火車上,一樣什麼也拍不清楚。而對于我這種手抖的人來說,拍照就更顯艱難。當然,要解決手抖的問題很容易,隻需要一部手持穩定器,而要想拍攝移動中的物體,也可以使用高速快門,可衛星的移動速度顯然有些太快了。

距離那麼遠,速度那麼快,間諜衛星怎麼拍得那麼清楚?

要想讓衛星圍繞地球運作,就必須讓它的速度保持在第一宇宙速度與第二宇宙速度之間,也就是每秒7.9千米和每秒11.2千米之間。

如此高的運動速度,拍攝什麼豈不都是一片模糊?不用擔心,以這個運動速度如果拍攝眼前的物體,的确會是一片模糊,但間諜衛星所要拍攝的東西是位于數百公裡外的地表。物體與我們的距離越遠,它的相對運動速度就越慢,比如民航客機的巡航速度約為每秒200米,但在地面上的我們看來,它一秒鐘也就移動了2厘米。間諜衛星也是同樣的道理,雖然運作速度快,但好在距離夠遠,是以地表物體的相對運動速度并不是很快,性能稍好一點的相機都可以把地面拍清楚。

距離那麼遠,速度那麼快,間諜衛星怎麼拍得那麼清楚?

如何能夠把照片拍清楚的問題解決了,現在又有一個新的問題,那就是如何把拍攝到的影像傳回地球呢?

遠端傳輸不就好了?那是現在,而間諜衛星是上世紀60年代的産物,那個時候的機載相機還是使用膠卷的。是以,當衛星将一卷膠卷拍滿之後,就會直接把它扔回地球,當然膠卷的外部是有隔熱層保護的。不過回收膠卷的人員并不會等到膠卷墜落地面再行回收,因為這樣做可能存在洩密的風險,畢竟膠卷裡拍攝的都是機密影像,是以接收人員會使用飛機在空中回收膠卷。現而今早已不必如此麻煩了,而間諜衛星所拍攝的影像也越發清晰,照此下去,也許在未來我們每個人的一舉一動都會被太空中的眼睛記錄下來。

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