Можно ли со спутника-шпиона увидеть номера машин, звёздочки на погонах и заголовки газет? Возможности современной космической оптики. Спутниковые фотографии: угол съёмки, который меняет все

Когда в 1957 году СССР запустил на орбиту Земли первый в мире искусственный спутник,
в США случилась паника, т.к. считалось, что СССР технологически отсталая страна.

На что способна космическая оптика? Правда ли, что со спутника можно увидеть номера машин, звёздочки на погонах и заголовки в газетах, - как пугали друг друга обыватели во времена Холодной войны? Космоблогер ZELENYIKOT на конкретных примерах рассказывает о возможностях современных спутников.

Для начала, небольшое открытие для многих: в Google Map нет спутниковых снимков разрешением выше 50 см на пиксель. До недавнего времени, коммерческое распространение более детальных спутниковых снимков было запрещено в США. Поэтому если вы нашли в каком-нибудь городе снимки, где видны гуляющие люди и другие подробности - это аэрофотосъемка, ее публиковать можно.

Такое противоречие долго не устраивало космических частников, и они все же пролоббировали послабление закона, и теперь можно продавать снимки разрешением до 25 см на пиксель. На сегодня это предел коммерческой спутниковой съемки.

Но даже для таких снимков нужна сложнейшая техника. Вот, например, спутник WorldView-3 компании DigitalGlobe: разрешение 31 см, диаметр зеркала телескопа 1,1 м, стоимость $650 млн долларов.

Для примера DigitalGlobe выложили снимки Мадрида.

Как видим, можно рассмотреть множество подробностей: легковые машины просто отличить от грузовых, даже, кажется, купающихся людей в бассейнах можно рассмотреть в виде точек. Но Мадрид выбран неслучайно: чем ближе к экватору, тем меньше облачность. Еще для демонстрации возможностей спутников часто выбирают Дубай - там много всяких колоритных объектов, и пустынная погода способствует наблюдению.

Колоссальные затраты на создание частных спутников, способных на такое качество съемки, вызывают закономерный вопрос: как они окупаются? В этом секрета нет: более 50% заказов компании DigitalGlobe идут из Пентагона. Остальное от Google и индивидуальных заказчиков.

Но это все равно коммерческие спутники, а что же могут военные и ЦРУшные?

Тут все сложнее, но в целом вполне предсказуемо. Легендарный и самый мощный американский спутник-шпион относится к серии Keyhole-11. Достоверно о нем мало что известно, даже облик не до конца прояснен, хотя астрономы-любители периодически «перехватывают» его.

Зато известно, что космический телескоп Hubble создавался на производственной линии, с которой ранее сходили спутники-шпионы, а пару лет назад американский шпионский отдел (National Reconnaissance Office) подарил NASA два телескопа диаметром 2,4 метра, которые завалялись на складе.

Поэтому, наиболее вероятно, KH-11 имеет зеркало диаметром 2,4 метра, как и известный космический телескоп Hubble.

Путем несложного сравнения с WorldView-3, у которого зеркало 1,1 метр, мы получаем, что качество шпионских снимков должно быть примерно в 2,3 раза лучше. Но есть разница: WorldView-3 летает на высоте 617 км, а самый молодой KH-11 (под названием USA-245) на высоте от 270 до 970 км.

Космический телескоп Hubble с высоты 700 км мог бы снять Землю с разрешением до 10-15 см, в идеальных условиях, если бы ему позволяли технические возможности. Соответственно, KH-11 в нижней точке своей орбиты способен дать разрешение до 5 см. Но, опять-таки - это в идеальных условиях, в отсутствие облачности, смога, тумана и просто пыли над объектом съемки. Кроме того, чем выше разрешение, и чем ближе спутник к поверхности Земли, тем уже полоса захвата его съемки и меньше возможности посмотреть по сторонам. Т. е. такую съемку целесообразно применять только по заранее разведанным объектам, в ясную погоду, и только во время, которое обусловлено орбитой аппарата.

Потому американская военщина и платит американской коммерсанщине, что своих технических средств не хватает, и проще купить нужные снимки, чем создавать кучу спутников, каждый стоимостью с авианосец.

А чтобы представить качество снимков в разном разрешении, я подготовил примерную схему на основе данных аэрофотосъемки.

Таким образом, в идеальных условиях, теоретически, всего один спутник-шпион способен рассмотреть планку номерного знака на машине в виде нескольких белых пикселей. Но прочесть номер, не говоря уже о погонах и газетах - невозможно просто физически.

Когда в 1957 году СССР запустил на орбиту Земли первый в мире искусственный спутник, в США случилась паника, т.к. считалось, что СССР технологически отсталая страна

Иллюстрация: «Рассвет космической эры», Грегори Тодд, создана в честь 50-летия запуска первого искусственного спутника Земли

На что способна космическая оптика? Правда ли, что со спутника можно увидеть номера машин, звёздочки на погонах и заголовки в газетах, — как пугали друг друга обыватели во времена Холодной войны?

Для начала, небольшое открытие для многих: в Google Map нет спутниковых снимков разрешением выше 50 см на пиксель. До недавнего времени, коммерческое распространение более детальных спутниковых снимков было запрещено в США. Поэтому если вы нашли в каком-нибудь городе снимки, где видны гуляющие люди и другие подробности — это аэрофотосъемка, ее публиковать можно.

Такое противоречие долго не устраивало космических частников, и они все же пролоббировали послабление закона, и теперь можно продавать снимки разрешением до 25 см на пиксель. На сегодня это предел коммерческой спутниковой съемки.

Но даже для таких снимков нужна сложнейшая техника. Вот, например, спутник WorldView-3 компании DigitalGlobe: разрешение 31 см, диаметр зеркала телескопа 1,1 м, стоимость $650 млн долларов.

Для примера DigitalGlobe выложили снимки Мадрида.

Большая версия изображения — (5мб)

Как видим, можно рассмотреть множество подробностей: легковые машины просто отличить от грузовых, даже, кажется, купающихся людей в бассейнах можно рассмотреть в виде точек. Но Мадрид выбран неслучайно: чем ближе к экватору, тем меньше облачность. Еще для демонстрации возможностей спутников часто выбирают Дубай — там много всяких колоритных объектов, и пустынная погода способствует наблюдению.

Колоссальные затраты на создание частных спутников, способных на такое качество съемки, вызывают закономерный вопрос: как они окупаются? В этом секрета нет: более 50% заказов компании DigitalGlobe идут из Пентагона. Остальное от Google и индивидуальных заказчиков.

Но это все равно коммерческие спутники, а что же могут военные и ЦРУшные?

Тут все сложнее, но в целом вполне предсказуемо. Легендарный и самый мощный американский спутник-шпион относится к серии Keyhole-11 . Достоверно о нем мало что известно, даже облик не до конца прояснен, хотя астрономы-любители периодически «перехватывают » его.

Зато известно, что космический телескоп Hubble создавался на производственной линии, с которой ранее сходили спутники-шпионы, а пару лет назад американский шпионский отдел (National Reconnaissance Office) подарил NASA два телескопа диаметром 2,4 метра, которые завалялись на складе.

Поэтому, наиболее вероятно, KH-11 имеет зеркало диаметром 2,4 метра, как и известный космический телескоп Hubble.

Путем несложного сравнения с WorldView-3, у которого зеркало 1,1 метр, мы получаем, что качество шпионских снимков должно быть примерно в 2,3 раза лучше. Но есть разница: WorldView-3 летает на высоте 617 км, а самый молодой KH-11 (под названием USA-245) на высоте от 270 до 970 км.

Космический телескоп Hubble с высоты 700 км мог бы снять Землю с разрешением до 10-15 см, в идеальных условиях, если бы ему позволяли технические возможности. Соответственно, KH-11 в нижней точке своей орбиты способен дать разрешение до 5 см. Но, опять-таки — это в идеальных условиях, в отсутствие облачности, смога, тумана и просто пыли над объектом съемки. Кроме того, чем выше разрешение, и чем ближе спутник к поверхности Земли, тем у же полоса захвата его съемки и меньше возможности посмотреть по сторонам. Т. е. такую съемку целесообразно применять только по заранее разведанным объектам, в ясную погоду, и только во время, которое обусловлено орбитой аппарата.

Потому американская военщина и платит американской коммерсанщине, что своих технических средств не хватает, и проще купить нужные снимки, чем создавать кучу спутников, каждый стоимостью с авианосец.

А чтобы представить качество снимков в разном разрешении, я подготовил примерную схему на основе

На фотографии изображен ледник, расположенный на полуострове Кенай, вдоль залива Аляска, имеющий длину в 240 километров. Фото сделано со спутника 8 августа 2005 года. Это изображение показывает абляции — уменьшение массы ледника в результате таяния и испарения, зависящее главным образом от климатических факторов. Темные полосы на поверхности ледника — это грязь, стекающая со скал.

К югу от Хартума мы видим орошаемые поля, которые простираются через Эль-Гезира (один из 15 штатов Судана). Это фото было сделано с усовершенствованного космического термоэмиссионного и отражающего радиометра (ASTER), расположенного на спутнике НАСА 25 декабря 2006 года.

Далеко в пустыне Сахара находится этот кратер, который появился сотни миллионов лет назад еще до появления первых динозавров на Земле. Это почти идеальный круг, который составляет 1,9 километров в ширину и 100 метров в высоту. Современные геологи давно спорят о причине возникновения этого кратера, некоторые считают, что он образовался из-за жизнедеятельности вулкана.

Безоблачное небо позволило сделать четкий снимок Тибета со спутника НАСА. На фото мы видим снежные шапки некоторых горных вершин и лед, частично покрывающий озера.

На снимке из космоса изображен контур национального парка, расположенного в южной части Туниса (государство на средиземноморском побережье Северной Африки), недалеко от ливийской границы.

Два циклона были замечены из космоса к югу от Исландии, островного государства, расположенного в северной части Атлантического океана (к северо-западу от Великобритании).

Даже в самых заснеженных местах, таких как , встречаются долины без снега (между морем Росса и Восточной Антарктикой). Такие долины называются Сухими. По ним гуляет холодный, сухой воздух, который катится под уклон в сторону моря с больших высот ледникового покрова.

Примерно 480 на 320 километров простирается большая пустыня Дашт-е Лут, расположенная на юго-востоке Ирана. Эта область состоит из песка, который в некоторых местах создает одни из самых высоких дюн в мире (300 метров в высоту).

Остров Акимиски - крупнейший остров в заливе Джеймс (Канада). Длина береговой линии острова — 261 километр. В настоящее время остров необитаем, из растительности там можно увидеть лишайники, мхи, травы и карликовые чёрные ели. Фото сделано из космоса со спутника 9 августа 2000 года.

На фотографии запечатлен Бирдский ледник в Антарктике, имеющий 136 километров в длину и 24 километра в ширину. Берет свое начало в обширном полярном плато и движется со скоростью 0,8 километров в год на восток, впадая в итоге в Ледяной массив Росса. Назван так в честь американского исследователя Антарктики адмирала Бирда.

Руб аль-Хали («пустынная четверть мира») — обширная песчаная пустыня на Ближнем Востоке, занимающая 650 тысяч кв. километров в южной части Аравийского полуострова, расположенная на территории государств Саудовская Аравия, Оман, ОАЭ и Йемен.

Детальное изображение с тайваньского спутника Formosat-2 шельфовых ледников (плавучие или частично опирающиеся на дно) на Антарктическом полуострове. Уровень детализации фотографии настолько велик, что огромные айсберги (несколько сотен метров в длину) кажутся всего лишь небольшими льдинками.

Вид из космоса на высохшее русло реки в горах в юго-восточной провинции Фарс, Иран. Широкий пояс сельскохозяйственных земель тянется вдоль дороги.

Тропический циклон Билли у берегов Западной Австралии.

Красочное цветение фитопланктона (часть планктона, который может осуществлять процесс фотосинтеза) по всему Черному морю вблизи турецкого города Синоп и Самсун.

Изображение леса в северной республике Конго (государство в Африке) с грязными лесовозными дорогами (оранжевые линии).

Вид из космоса на вулкан Харрат Хайбар в Саудовской Аравии. Его высота 2093 метра. Огромное базальтовое плато (около 200 километров), состоящее из многочисленных конусов.

Пыль оседает на север побережья Ливии (государство в Северной Африке на побережье Средиземного моря).

Активный стратовулкан Сент-Хеленс (гора Святой Елены), расположенный в округе Скамания штата Вашингтон, США. На фотографии видно, что к югу от гор простираются пышные зеленые леса, а к северу — слабая растительность.
Стратовулкан - тип вулкана, имеющий коническую форму и сложенный из множества слоёв затвердевших лавы, тефры и вулканического пепла.

Дома и улицы шумного Лас-Вегаса, Невада, видны на этом фото из космоса.

Заход солнца на реке Амазонке, Южная Америка.

Так выглядит со спутника Северное побережье Исландии (государство, расположенное в северной части Атлантического океана).

Облака окружают высокую гору с давно потухшим вулканом Элгон в Африке. Расположена она на границе Кении и Уганды, окружена тропическими лесами и зарослями бамбука. Ее высота 4321 метра.

Новые карты Google Maps

Каждые несколько месяцев Google обновляет спутниковые карты Google Maps и Google Earth, добавляя новые спутниковые фотографии и улучшая методы обработки. Например, три года назад компания научилась составлять безоблачную мозаику неба .

Новые фотографии улучшают качество только спутниковых фотографий среднего и общего плана (зум от 0 до 12) , но не самые детальные фотографии городов на максимальном зуме, которые поставляют другие частные и государственные спутники, в том числе от DigitalGlobe.

Несмотря на это, разница в качестве потрясающая.

Ледник Колумбия на Аляске

Город Детройт, США (к северу и западу от реки)

Швейцарские Альпы

Набор инструментов Landsat 8 гораздо более продвинутый, чем у Landsat 7 - и это сразу видно на фотографиях, которые отличаются лучшей детализацией, более насыщенными цветами. Кроме того, Landsat 8 отличается беспрецедентной частотой обновления снимков: каждый день он снимает почти вдвое большую территорию, чем Landsat 7 (400 сцен в сутки у Landsat 8 против 250 сцен в сутки у Landsat 7).

Google признаётся, что все последние годы составляла мозаику спутниковых карт только из фотографий Landsat 7, который после аппаратного сбоя 2003 года начал присылать некачественные данные - фотографии с большими диагональными белыми полосами. Например, вот как выглядят фотографии одной и той же территории в американском городе Оклахома-Сити в 2000 и 2003 годах.

Оклахома-Сити, 9 июля 2000 года

Оклахома-Сити, 20 сентября 2003 года

Фотографии с такими полосами сложнее склеивать в единую мозаику.

Для обработки использовались стандартные программные интерфейсы Earth Engine API, доступные в том числе для сторонних исследователей. Те же API использовались учёными для составления интерактивных карт изменения лесного покрытия планеты и карт рисков распространения малярии .

Мозаику всей поверхности нашей планеты Google составила из фотографий Landsat 8 общим объёмом примерно 1 петабайт , совокупным разрешением 700 триллионов пикселей . Для сравнения, это количество пикселей примерно в 7000 раз больше, чем предполагаемое количество звёзд в нашей галактике Млечный путь, или в 70 раз больше, чем предполагаемое количество галактик во Вселенной.

Для склеивания 1 петабайта фотографий Google понадобилось более 6 миллионов часов процессорного времени: задача почти неделю обсчитывалась на кластере из 43 000 компьютеров в вычислительном облаке Google.

Озеро Балхаш, Казахстан

Город Бразилиа, Бразилия

С сегодняшнего дня новые спутниковые фотографии открыты во всех картографических продуктах Google, в том числе на спутниковом слое Google Maps.

Многие пользователи хотели бы насладиться спутниковыми фото родных мест, увидеть сверху свой дом, близлежащую речку или лес, словом всё то, что принято называть «малой Родиной». Инструментом для реализации этого желания могут стать спутниковые картографические сервисы, предоставляющие уникальную возможность просмотра в детализированном графическом режиме всех требуемых геолокаций. После моих попыток посмотреть со спутника на свой дом в режиме онлайн я нашёл действительно качественные сервисы и в статье поделюсь своими наработками.

В сети существует огромное разнообразие картографических сервисов, предоставляющих пользователю доступ к спутниковым картам высокого разрешения. При этом абсолютное большинство таких сервисов использует API от «Google Maps», и лишь несколько сервисов (в том числе отечественный «Яндекс.Карты») могут похвалиться собственными картографическими наработками, отличными от доминантных в данном сегменте карт от Гугл.

При этом работа с такими картами довольно шаблонна. Вы переходите на один из них, при необходимости включаете спутниковое отображение, а затем вводите в строку поиска свой адрес (населённый пункт, улицу, номер дома). После этого сервис находит требуемую локацию, а вы с помощью колёсика мышки можете увеличить или уменьшить имеющееся отображение. Если же сервис по каким-либо причинам не находит ваш дом, рекомендую ввести название города (посёлка, села) и улицу, а потом найти нужный дом самостоятельно с помощью мышки.

При этом некоторые сервисы позволяют не только увидеть свой дом сверху, но и погулять по улицам родного города, и вблизи насладиться видом нужных нам зданий.

Перейдём к списку сервисов, которые помогут нам увидеть свой дом со спутника.

Google Карты — смотрим на свой дом со спутника в реальном времени

Самый популярный мировой картографический ресурс – это, несомненно, «Google Maps» (Карты Гугл). Кроме карт, представленных в схематическом и спутниковом виде, в сервис также включена возможность 360° просмотра улиц многих городов мира (Street View). Информация об уличном траффике и пробках (Google Traffic), планировщик маршрута из точки А в точку Б, 3Д отображение многих географических точек, другие полезные возможности.

Для просмотра своего дома можно воспользоваться двумя основными возможностями:

Яндекс.Карты — позволит увидеть необходимый объект в России

Другой картографический сервис, с помощью которого вы сможете насладиться видом своего дома – это «Яндекс.Карты ». Этот сервис является наиболее популярным в России, так как уровень отображения им территории России и частота обновления данных по РФ превышает все существующие аналоги, включая и общепризнанные карты от Гугл.

Как и сервис «Гугл Мапс», «Яндекс.Карты» могут похвалиться как стандартным, так и спутниковым отображением карт (а также режимом «Гибрид», предполагающим нанесение различных текстовых и схематических разметок на спутниковой карте). Кроме того, для пользователей доступен режим отображения улиц («Яндекс.Панорамы»), индикатор дорожных заторов («Яндекс.Пробки»), а также краундсорсинговая система «Народная карта», доступная для редактирования любому пользователю.

Чтобы посмотреть свой дом с помощью «Яндекс.Карты» перейдите на ресурс, вбейте в строке поиска сверху свой адрес, и нажмите ввод. Для перехода в режим просмотра улиц кликните внизу экрана на кнопку с биноклем (панорамы улиц и фотографии). А затем выберите одну из улиц, отмеченную синим цветом (вы перейдёте в режим просмотра улицы в данной точке, и сможете насладиться колоритом данных мест).

Bing.Maps – спутниковая карта от Microsoft

«Bing.Maps » — это сетевой картографический сервис от Майкрософт, ранее известный под названиями «Windows Live Maps» и «MSN Virtual Earth». В его возможности входит спутниковое отображение карт, просмотр улиц, отображение в 3Д для 60 городов мира, прокладка оптимального маршрута и другие возможности, шаблонные для сервисов данного типа.

Чтобы понаблюдать за своим домом с помощью «Bing.Maps» перейдите на указанный сервис, нажмите на «Дорога» справа, и выберите «Гибридный вид». Затем введите в строку поиска нужный вам адрес, и просмотрите открывшейся вид.

MapQuest – популярный американский картографический сервис

«MapQuest » (в переводе «Карточный поиск») – это бесплатный американский картографический сервис, второй по популярности в США после «Google Maps». Ресурс может похвалиться высокой степенью детализации улиц многих стран мира, поможет проложить удобный маршрут, проинформирует об имеющемся траффике и многое другое.

Для работы с ним необходимо перейти на данный ресурс, нажать на кнопку с изображением земного шара справа (Satelite), что позволит переключиться в спутниковый режим отображения. После этого в строке поиске слева введите нужный вам адрес (желательно, латиницей), и наслаждайтесь отображением нужной локации с помощью сервиса «MapQuest».

Заключение

Посмотреть со спутника на ваш дом можно с помощью сервисов, перечисленных мной в данном материале. Для территории России я бы рекомендовал сервис «Яндекс.Карты» — уровень его детализации и частота обновляемых данных инспирируют считать карты от Яндекса лучшим картографическим сервисом на территории РФ. В мировом же масштабе сервис «Карты Гугл» является неоспоримым лидером, потому будет оптимальным использовать инструментарий данного сервиса для отображения карт многих стран мира.

Вконтакте