Wie machen Satelliten detaillierte Nahaufnahmen der Erde?

Vielleicht haben Sie sich gefragt, wie Aufklärungssatelliten detaillierte Nahaufnahmen unserer Heimat, der Erde, machen. Die Antwort ist, dass sie hochauflösende CCD-Kameras mit gekoppelten großen Objektiven verwenden, um den Boden direkt unter ihnen beim Überfahren zu fotografieren. Bilder, die bei schlechtem Wetter aufgenommen wurden, werden wahrscheinlich herausgefiltert. Noch Mitte der 80er Jahre lieferten Aufklärungssatelliten ihre Bilder mit zerbrechlichen Filmkanistern, die an Fallschirmen montiert und von Flugzeugen in der Luft aufgenommen wurden, zur Erde zurück. Heute senden sie die Bilder über verschlüsselte Funkübertragungen zurück.

Die meisten Informationen über moderne Spionagesatelliten sind streng geheim. Viele unserer Informationen darüber, wie diese Geräte funktionieren könnten, basieren auf Vermutungen und können spekulativ sein.
Eine spekulative Berechnung der Leistung von Spionagesatelliten verwendet das Rayleigh-Kriterium, eine Methode zur Berechnung der Auflösung eines optischen Bildes. Die Gleichung beinhaltet sinθ = 1.22 λ/D, wobei λ die Wellenlänge des Lichts, θ die Winkelauflösung und D der Durchmesser der Linse oder des Spiegels ist. Angenommen, ein Satellit, der in einer niedrigen Erdumlaufbahn in etwa 300 km Höhe arbeitet, mit einer Hubble-großen Linse von 2.4 m Durchmesser, der Licht einer typischen sichtbaren Wellenlänge um 550 nm betrachtet, erhalten wir eine Winkelauflösung von 229 Nanoradian, die bei einer Höhe von 300 km , entspricht einer Auflösung von etwa 7 cm pro Pixel. Dies berücksichtigt nicht die atmosphärische Verdeckung oder Unvollkommenheiten in der Linse, aber es scheint eine angemessene Schätzung zu sein.

Sehr zum Leidwesen der internationalen Geheimdienste sind seit kurzem kommerziell erhältliche hochauflösende Farbbilder der Welt über Dienste wie Google Earth verfügbar. Diese kommerziellen Dienste bieten Auflösungen von etwa 20 cm pro Pixel oder besser für einige Gebiete, die sich wahrscheinlich Spionagesatelliten nähern. Der Hauptunterschied besteht darin, dass Bilder auf solchen Diensten in der Regel etwa 1-3 Jahre alt sind, während militärische Aufklärungssatelliten ihre Bilder wahrscheinlich jedes Mal aktualisieren, wenn sie die Erde umrunden, was ungefähr alle 45 Minuten der Fall ist. Der Intelligenzunterschied zwischen den beiden ist natürlich enorm.

Kürzlich wurde der in den USA gebaute Mars Reconnaissance Orbiter in einer Umlaufbahn um den Roten Planeten eingesetzt und lieferte auch hochauflösende Bilder dieses Körpers. Google Earth und Google Moon existieren bereits, es ist nur eine Frage der Zeit, bis wir Google Mars und Google Asteroids sehen.