In che modo i satelliti scattano fotografie dettagliate della Terra in primo piano?

Forse ti sei chiesto come fanno i satelliti da ricognizione a scattare fotografie dettagliate e ravvicinate della nostra casa, la Terra. La risposta è che usano telecamere CCD ad alta risoluzione accoppiate a grandi obiettivi per scattare foto del terreno proprio sotto di loro mentre passano. È probabile che le foto scattate in caso di maltempo vengano filtrate. Ancora a metà degli anni ’80, i satelliti da ricognizione riportavano le loro immagini sulla Terra utilizzando fragili contenitori di pellicola montati su paracadute e raccolti da aerei a mezz’aria. Oggi restituiscono le immagini tramite trasmissioni radio crittografate.

La maggior parte delle informazioni sui satelliti spia moderni è altamente classificata. Molte delle nostre informazioni su come potrebbero funzionare questi dispositivi si basano su supposizioni e possono essere speculative.
Un calcolo speculativo sulle prestazioni dei satelliti spia utilizza il criterio di Rayleigh, un modo per calcolare la risoluzione di un’immagine ottica. L’equazione implica sinθ = 1.22 λ/D, dove è la lunghezza d’onda della luce, è la risoluzione angolare e D è il diametro della lente o dello specchio. Supponendo che un satellite operi in orbita terrestre bassa a circa 300 km di altitudine, con una lente delle dimensioni di Hubble di 2.4 m di diametro, guardando la luce di una tipica lunghezza d’onda visibile di circa 550 nm, otteniamo una risoluzione angolare di 229 nanoradianti, che a 300 km di altitudine , si traduce in una risoluzione di circa 7 cm per pixel. Questo non tiene conto dell’occultazione atmosferica o delle imperfezioni dell’obiettivo, ma sembra una stima equa.

Con grande dispiacere delle comunità di intelligence internazionali, le immagini a colori ad alta risoluzione disponibili in commercio del mondo sono recentemente diventate disponibili utilizzando servizi come Google Earth. Questi servizi commerciali offrono risoluzioni di circa 20 cm per pixel o superiori per alcune aree, probabilmente in prossimità dei satelliti spia. La differenza principale è che le immagini su tali servizi tendono ad avere circa 1-3 anni, mentre i satelliti da ricognizione militari probabilmente aggiornano le loro immagini ogni volta che orbitano attorno alla Terra, che è approssimativamente ogni 45 minuti. La differenza di intelligenza tra i due è, ovviamente, enorme.

Recentemente, il Mars Reconnaissance Orbiter, costruito negli Stati Uniti, è stato dispiegato in orbita attorno al Pianeta Rosso, restituendo anche immagini ad alta risoluzione di quel corpo. Google Earth e Google Moon esistono già, è solo questione di tempo prima che inizieremo a vedere Google Mars e Google Asteroids.