前段时间新闻上说,美国的韦伯望远镜2021年就要上天了,镜片直径是哈勃的3倍。如果哈勃能看清地面上的车牌,那么韦伯可能就能看清手机上的字,可见美国人的偷窥心有多强烈。插一句题外笑话(以后和人户外亲热的时候,就要小心美国人天上的卫星了,要不然CIA会拿着照片来勒索你的。)
这样的高精度应该会先运用到军事上,那么现在的锁眼卫星会不会弱于韦伯, 其实这个问题,得先问国会。锁眼当时一颗就是十几亿,最新的已经到二、三十亿了,而韦伯一颗那是上百亿了。
图:詹姆斯·韦伯空间望远镜
詹姆斯·韦伯空间望远镜是美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测设备,质量为6.2吨,约为哈勃空间望远镜(11吨)的一半。主反射镜由铍制成,口径达到6.5米,面积为哈勃太空望远镜的5倍以上。截止目前,其预算已经超过100亿美元。
如果要维持足够的重访密度,需要几颗十几颗的话,那这钱就花得海了,国会山贵老爷们那里真能通过?
图:美国海军的福特级航母
美国海军的福特级航母首舰也就是130亿美元,二号舰有望降到100亿美元,和韦伯望远镜同价。美国海军一共11艘航母,一度考虑减少到10艘,就是因为太穷养不起。
而且现在实际上进入了追求重访密度的时代,也就是用大量卫星频繁过顶的办法,争取一个点每个小时都有卫星过境,获取小时周期刷新率。这个模式需要的是大量廉价的小型卫星来满足需求,传统的超大型成像卫星的定位就相当尴尬了。
图:中国的吉林一号
比如中国的吉林一号星座,最终目标是137颗卫星,建立重放周期15分钟的观测网。现在几百公斤的小卫星的分辨率能到1米,就可以直接看到轿车,用处已经很大。
毕竟两、三百公斤的小卫星可以实现20厘米级别的分辨率,那锁眼的10厘米、韦伯的三、四厘米虽然是很大的性能提升,但是对于使用来说区别没那么大,成本和效率却低了。
分辨率特别高的卫星,独有用途是拍摄对方新出现的武器,以评估其性能,比如这张俄罗斯新弹道导弹发射车。大多数情况下,1米分辨率的照片就足够了。但是单纯讲分辨率是比较偏颇的,实际上卫星的成像能力有很多指标,分辨率只是其中之一而已。
单纯的光学侦察卫星,也分为普查和详查两种,普查就是宽视场,详查就是窄视场,普查看到的地域面积大但是分辨率没那么高,而详查就是很窄的视场内看的很清晰,如果窄视场分辨率是宽视场的10倍,但是宽视场的成像幅宽是窄视场的10倍,那基本可以认为两个卫星水平差不多。
图:"锁眼"侦察卫星
KH-11系列的分辨率已经达到了目前物理学上的极限,也就是可见光的衍射极限了。现代卫星已经很难在此基础上提高分辨率,所以追求的是更大的幅宽,更短的重访周期,还有多光谱、红外成像探测。
在此之外还有多光谱和可见光的区别,多光谱的天然分辨率就要低不少,但是成像能分辨目标的性质,还可以勘探土地情况和矿产,所以其它卫星是不能单纯跟锁眼之类对比分辨率。
图:高分1号的全色谱分辨率是2米,多光谱分辨率是8米。
所以个人认为,下一代或者现在,己经实际上进入了,追求重访密度的时代,也就是用大量卫星频繁过顶的办法,争取一个点每个小时都有卫星过境,获取小时周期刷新率。这个模式需要的是大量廉价的小型卫星来满足需求。