距离那么远,速度那么快,间谍卫星怎么拍得那么清楚?

投稿时间:2022-01-07  消息来源:  提交者:古姿女郎

编者按:正所谓“知己知彼百战不殆”,我国古代兵书《孙子兵法》不仅讲出了“知己知彼”的重要性,还给出了“知己知彼”的方法,并将这些方法归纳为三种,即使用间谍、观察敌人以及敌情侦察。
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由此可见,从古时候开始,军事家对于情报就是格外重视的。相比古代而言,现代的情报获取方式就要高效得多了,早在第二次世界大战之前,很多国家就开始使用间谍飞机来侦查敌情,后来随着航天技术的发展,又出现了间谍卫星。相比飞机而言,运行于近地轨道的卫星无疑更具侦查优势,间谍卫星所能够侦查的范围是传统侦查手段所无法比拟的。卫星看得广是理所当然的,可是卫星为什么能把照片拍得如此清楚呢?
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间谍卫星用什么来拍照片?当然是相机,那么问题就来了,这个拍摄距离也太远了吧。

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间谍卫星通常位于地表100-200公里左右的高度,这也是间谍卫星相较于传统飞机侦察的优势所在。使用飞机对他国进行侦查很可能会侵犯他国的领空,而使用间谍卫星就完全没有这种风险。因为领空通常指一国领陆、领水以上的空域,而领空的最高高度大约在35公里左右,所以在数百公里的高度进行拍摄是谁也管不着的。但如此也带来了一个新的问题,就是如何能够在数百公里外把照片拍清楚呢?间谍卫星虽然是使用照相机来进行拍摄的,但与我们日常所使用的照相机还是有很大差别的。
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间谍卫星上所搭载的照相机被称为“机载相机”,它具有普通相机所无可比拟的分辨率,因此才能够将数百公里外地面上的一座房屋或一辆汽车照得清清楚楚。
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其实这也没有什么值得惊讶的,在地球轨道上运行的哈勃望远镜可是连将数光年以外的星象都能记录下来呢。太空望远镜和间谍卫星有什么关系?关系还是挺大的,因为哈勃望远镜原本就是军方所淘汰下来的锁眼间谍卫星,连镜片都是军方的。如果你不相信,大可以看看美国最新一代的锁眼间谍卫星,仅从外观上看起来就跟哈勃望远镜是亲戚。既然连数十光年外的宇宙深空都看得到,拍摄几百公里外的地表影像自然不是个事。
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拍摄距离远只需要提高分辨率和其它一些参数就行了,那速度问题如何解决呢?
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经常拍照的人都知道,移动中的物体是最难拍的,物体移动的速度越快,拍摄出来的影像就越模糊。当然,这种移动是相对而言的,即便物体没动,而我们自己坐在一列高速行驶的火车上,一样什么也拍不清楚。而对于我这种手抖的人来说,拍照就更显艰难。当然,要解决手抖的问题很容易,只需要一部手持稳定器,而要想拍摄移动中的物体,也可以使用高速快门,可卫星的移动速度显然有些太快了。
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要想让卫星围绕地球运行,就必须让它的速度保持在第一宇宙速度与第二宇宙速度之间,也就是每秒7.9千米和每秒11.2千米之间。
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如此高的运动速度,拍摄什么岂不都是一片模糊?不用担心,以这个运动速度如果拍摄眼前的物体,的确会是一片模糊,但间谍卫星所要拍摄的东西是位于数百公里外的地表。物体与我们的距离越远,它的相对运动速度就越慢,比如民航客机的巡航速度约为每秒200米,但在地面上的我们看来,它一秒钟也就移动了2厘米。间谍卫星也是同样的道理,虽然运行速度快,但好在距离够远,所以地表物体的相对运动速度并不是很快,性能稍好一点的相机都可以把地面拍清楚。
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如何能够把照片拍清楚的问题解决了,现在又有一个新的问题,那就是如何把拍摄到的影像传回地球呢?
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远程传输不就好了?那是现在,而间谍卫星是上世纪60年代的产物,那个时候的机载相机还是使用胶卷的。所以,当卫星将一卷胶卷拍满之后,就会直接把它扔回地球,当然胶卷的外部是有隔热层保护的。不过回收胶卷的人员并不会等到胶卷坠落地面再行回收,因为这样做可能存在泄密的风险,毕竟胶卷里拍摄的都是机密影像,所以接收人员会使用飞机在空中回收胶卷。现而今早已不必如此麻烦了,而间谍卫星所拍摄的影像也越发清晰,照此下去,也许在未来我们每个人的一举一动都会被太空中的眼睛记录下来。
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