KH-9 и KH-11

[Stalky]

Старый пишет:
Приходится очередной раз повторить что внешний вид КН-11 известен.
 http://space.skyrocket.de/doc_sdat/eos-a.htm
 http://space.skyrocket.de/img_sat/eos-a__1.jpg

Неплохо бы добавить к слову "известен" слово "предположительно".

Всё же Вы его лично не лицезрели и даже мануал к нему в исполнении Вилли Кампайлса не читали.

[Stalky]

Прол пишет:

Liss пишет:
The flood of photographic and electronic data was growing far larger than the force of analysts needed to make something of it

А это реальная проблема. Поэтому США и остановили наращивание военной разведгруппировки и занялись халявой на дармовых (почти) для них гражданских КА[IMG].

А с чего Вы решили, что снимки с гражданских КА для NGA почти дармовые? имхо NGA так не думает и потому периодически на эту тему возникают проблемы с выделением федеральных средств на приобретение снимков с коммерсантов, что, в свою очередь, повергает коммерсантов в глубокое уныние.

Прол пишет:
всегда думал, что "Враг государства" - фантастика 

Ну вот SkyBox показал же всем нам, что это никакая не фантастика. В чём проблема-то? Хорошие (чувствительные и быстрые) приёмники(излучения) у янкесов давно есть, а остальное - дело техники. 

[Прол]

Stalky пишет:
А с чего Вы решили, что снимки с гражданских КА для NGA почти дармовые?

Так ведь париться о развитии и поддержании своей группировки не надо    . Покупка материалов у коммерсантов - совсем другие деньги. Хотя, ИМХО, без частичного финансирования NGA коммерческих пусков не обходится.

Stalky пишет:
Ну вот SkyBox показал же всем нам, что это никакая не фантастика. В чём проблема-то? Хорошие (чувствительные и быстрые) приёмники(излучения) у янкесов давно есть, а остальное - дело техники.

SkyBox - да, но это сейчас, а КН-11 40 лет назад. Хотя, наверное, Вы правы:  в 80-х такой режим рассматривался как основной и у нас в "Араксе-В" (до которого дело не дошло).  

[KURYER]

U.S. to launch next-generation optical spy satellite in 2018      ИСТОЧНИК

[Liss]

Тов. Молчан о прошлом и будущем средств ОЭР США...

Justin Ray quoted me in his recent Spaceflight Now article on the next generation of NRO electro-optical satellites, which I refer to here generically as KH-11, after the first in this line of spacecraft:

http://spaceflightnow.com/2015/05/01/next-round-of-u-s-optical-spy-satellites-to-start-launching-in-2018/

This message expands on my speculative comments to SFN regarding the possible orbit of the next generation KH-11.

Do these orbits look familiar?
                                                         257 X 480 km
1 09627U 76125A   77302.90734402  .00119502  00000-0  56198-3 0  1940
2 09627  96.9731   4.6079 0165221  69.1494 293.5049 15.65601255 48883

                                                         266 X 469 km
1 10947U 78060A   78247.71082122  .00074707  00000-0  39215-3 0   587
2 10947  96.8081 313.1420 0151023 211.8432 147.3767 15.65930608 12801

                                                         271 X 497 km
1 12799U 81085A   81309.26749698  .00134649  00000-0  82252-3 0   868
2 12799  96.9644  16.8713 0166620 290.9083  67.6810 15.60160104  9748

                                                         261 X 534 km
1 13659U 82111A   83131.25417423  .00076757  24516-5  41956-3 0  2032
2 13659  96.9789 243.8482 0201137 214.2647 144.6906 15.55435485 27223

They bear a strong family resemblance to the present orbit of USA 186, now on its extended mission:

USA 186                                                  265 X 454 km
1 28888U 05042A   15128.78609485  .00050000  00000-0  25019-3 0    07
2 28888  96.8751 166.9978 0139599 169.0805 190.9193 15.68713458    03

The old TLEs are of deceased members of the family line - four of the first five KH-11 spacecraft. It is interesting to see the resurrection of the old orbit for USA 186's extended mission. During its primary mission (2005-2013), it occupied the standard western KH orbital plane, where it operated in the ~250 v 1000 km orbit introduced in 1985. It's replacement, USA 245 (13043A / 39232), continues to use the higher orbit.

During USA 161's ~9 years as the standard eastern plane KH-11, its perigee ranged between ~310 km and 400 km; typical apogee was between ~900 km and 1000 km. After it was replaced by USA 224 (11002A / 3734 , it adopted its present nearly circular 390 km orbit for its extended mission. Our latest elements are based on observations at the end of the summer 2014 northern hemisphere visibility window:

USA 161                                                  383 X 388 km
1 26934U 01044A   14270.56049043  .00016000  00000-0  20177-3 0    08
2 26934  96.9959  41.0452 0003500  14.9902 345.0096 15.59586592    04

Could the present low orbits of USA 161 and USA 186 be clues of what to expect from the next generation KH (first launch expected in 2018 on a Delta 4-Heavy)?

Looking farther back in time, the previous generation of high-res s/c was the KH-8 (Gambit 3) film-return type, first launched in 1966. It's standard perigee height was about half that of the lowest KH-11 perigee. Here is an example:

KH 8-22                                                  131 X 430 km
1 03984U 69050A   69154.67924923  .00200000  00000-0  97482-5 0    01
2 03984 110.0179 190.1720 0224999 128.0998 233.9501 15.97027143    09

The perigee height was dictated by the required best resolution and the size of its primary mirror, which was ~1.2 m in diameter.

The drag experienced by KH-8 was severe, which limited its orbital life; however, film-capacity was the main determinant of its useful life.

The useful life of the electro-optical KH-11 is limited only by the quantity of fuel it carries and the durability of its hardware. For a given quantity of fuel, the greater the perigee height, the greater the useful life. The diameter of KH-11's primary mirror is double that of KH-8, 2.4 m, enabling it to achieve approximately the same resolution from double the perigee height. Therefore, we can conclude that the doubling of mirror diameter was to maintain, not improve resolution.

In comments on a draft of this post, Allen Thomson informed me that, "the diffraction-limited ~7 cm resolution that the KH-11 gets from 250 km and the KH-8 got from half that, is in the range of the 5 - 10 cm resolution limit imposed by atmospheric turbulence as worked out by David Fried and, independently, by John C. Evvard in the mid-1960s. So I don't think dropping the perigee (or going to a bigger aperture) would achieve better resolution -- they're already maxed out." Allen cited the following papers:

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19690003603.pdf

https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?id=53168

It is known that the primary mirror of the next generation KH is the same diameter as that of the present generation, 2.4 m. Amazingly, this was openly announced:

http://spacenews.com/us-intelligence-official-drops-hint-about-next-gen-spy-sat-capability/

Given the significantly greater payload of Delta 4-Heavy over Titan-4B, I could imagine the next generation KH carrying a much greater fuel load, that would permit it to operate for a long time in orbits like those currently inhabited by USA 161 and USA 186.

Given that the mirror diameter will remain 2.4 m, and the resolution limit imposed by atmospheric turbulence, it is reasonable to assume that the perigee will be about the same as the present ~250 km. The advantage of the reduced apogee is more nearly constant resolution during each revolution about the Earth.

A likely advantage of the ~250 v 1000 km orbit (besides reduced drag), was wide-area coverage from near apogee. I suspect that need can now be met by the small commercial imagers that sell data to the gov't, which would facilitate using lower apogee orbits.

Ted Molczan

[Старый]

Ох, ошибаются они с 10-сантиметровым пределом по атмосферной турбулентности...

[Stalky]

Старый пишет:

Ох, ошибаются они с 10-сантиметровым пределом по атмосферной турбулентности...

Вообще-то, они указывают в диапазоне 5-10 см, а не 10 см. Что имхо не одно и то же.

И последние годы думаю, что так и есть, если вообще не ещё меньше.

[Ded]

Stalky пишет:

Старый пишет:

Ох, ошибаются они с 10-сантиметровым пределом по атмосферной турбулентности...

Вообще-то, они указывают в диапазоне 5-10 см, а не 10 см. Что имхо не одно и то же.

И последние годы думаю, что так и есть, если вообще не ещё меньше.  

А сколько, по Вашей оценке?

[Stalky]

Ded пишет:
А сколько, по Вашей оценке?

А по моей оценке этот предел относительный, а не абсолютный.
Для космических ОЭС с дифракционным пределом по пространственному разрешению лучше 20 см искажения, вносимые турбулентностью атмосферы, ухудшают конечный результат на 30-60 процентов. Речь, ясен пень, об имхо. 

[Старый]

Stalky пишет:

Старый пишет:

Ох, ошибаются они с 10-сантиметровым пределом по атмосферной турбулентности...

Вообще-то, они указывают в диапазоне 5-10 см, а не 10 см. Что имхо не одно и то же.

И последние годы думаю, что так и есть, если вообще не ещё меньше.  

Ошибаются они в меньшую сторону. Реально - 30 см. И ничего с этим пределом в последние и не в последние годы не сделано.

[Lanista]

А что с ним сделаешь?

[Liss]

Старый пишет:

Stalky пишет:

Старый пишет:

Ох, ошибаются они с 10-сантиметровым пределом по атмосферной турбулентности...

Вообще-то, они указывают в диапазоне 5-10 см, а не 10 см. Что имхо не одно и то же.

И последние годы думаю, что так и есть, если вообще не ещё меньше.    

Ошибаются они в меньшую сторону. Реально - 30 см. И ничего с этим пределом в последние и не в последние годы не сделано.

Ыкхм!
По общему поверью, классический KH-11 образца 1976 года имеет оптическую схему, сходную с "Хабблом", у которого зеркало 2.4 м и фокусное расстояние 57.6 м.
Зеркало 2.4 м дает для волны 500 нм дифракционный предел 0.25E-6, т.е. 0.05''. Соответствующее ограничение по разрешению с высоты 250 км -- 63 мм.
Опять же геометрически при фокусе 57.6 м, высоте 250 км и матрице (древней как отходы жизнедеятельности мамонта) с пикселями 10 нм получается теоретическое пространственное разрешение 43 мм.

Вопрос. Если реально достижимы только 30 см, то нахрена на KH-11 дико дорогие зеркала в 2.4 м и более, обеспечивающие волновой предел на уровне 6 см? Нафига длиннофокусная оптика, дающая в теории 4 см?

За-чем?
 

[Старый]

Liss пишет: 
Ыкхм!
По общему поверью, классический KH-11 образца 1976 года имеет оптическую схему, сходную с "Хабблом", у которого зеркало 2.4 м и фокусное расстояние 57.6 м.
Зеркало 2.4 м дает для волны 500 нм дифракционный предел 0.25E-6, т.е. 0.05''. Соответствующее ограничение по разрешению с высоты 250 км -- 63 мм.
Опять же геометрически при фокусе 57.6 м, высоте 250 км и матрице (древней как отходы жизнедеятельности мамонта) с пикселями 10 нм получается теоретическое пространственное разрешение 43 мм.

Это суеверие.  

Вопрос. Если реально достижимы только 30 см, то нахрена на KH-11 дико дорогие зеркала в 2.4 м и более, обеспечивающие волновой предел на уровне 6 см? Нафига длиннофокусная оптика, дающая в теории 4 см? 
За-чем?

А кто сказал что там такое зеркало есть?

[Старый]

Liss пишет: 

За-чем?

Лучше задайся другим вопросом: если зеркала аналогичные хаббловским уже несколько лет находились в производстве и летали то откуда все эта эпопея с изготовлением зеркала для Хаббла? Чисто заговор с целью убедить мир что это других таких зеркал нет, или были ещё какие резоны?

[Старый]

Liss пишет: 
Опять же геометрически при фокусе 57.6 м, высоте 250 км и матрице (древней как отходы жизнедеятельности мамонта) с пикселями 10 нм получается теоретическое пространственное разрешение 43 мм.

Ты вобще в курсе что у Хаббла переключаемое увеличение которое даёт несколько разных фокусных расстояний и соответственно углов поля зрения? И меньший из них какраз соответствует разрешению в 1 фут с 250 км. 
 Что касается матрицы то ты в курсе что это было первое применение ПЗС-матрицы в космосе и никто не знал будет ли она вообще работать. Поэтому для подстраховки широкоугольно-планетной камеры поставили что? Поставили камеру слабых объектов. Стоп, ты вобще в курсе как на Хаббле оказалась КСО (она же FOC)? 
 Так вот, не будучи уверенными что ШПК вообще будет работать, они поставили для резервирования "уже хорошо отработанную" КСО. Теперь вопрос на засыпку: где это камеру слабых объектов успели "хорошо отработать"? Второй вопрос на засыпку: а на каком принципе она работала? 
 А ты говоришь "древние матрицы"...

[Liss]

Хаббл и его история -- отдельная песня. Не переводи стрелки.
Наличие на американских разведывательных КА зеркальных систем с апертурой 2.4 м официально признано с передачей NASA от разведывательного ведомства двух готовых к использованию телескопов с таким зеркалом. Один из них, как ты наверняка знаешь, присматривают для космической обсерватории WFIRST в версии AFTA.

Поэтому тебе придется объяснить явное противоречие между потенциальными возможностями зеркала диаметром 2.4 м (дифракционный предел 63 мм) и заявляемой тобою невозможность получить разрешение лучше 30 см из-за атмосферных помех.

[Старый]

Liss пишет:
Наличие на американских разведывательных КА зеркальных систем с апертурой 2.4 м официально признано с передачей NASA от разведывательного ведомства двух готовых к использованию телескопов с таким зеркалом. Один из них, как ты наверняка знаешь, присматривают для космической обсерватории WFIRST в версии AFTA.

Ага. Только это с нового спутника разработки Боинга, разработка которого была с позором закрыта из-за перерасхода всего и вся. Видать на зеркало потратились.  

Поэтому тебе придется объяснить явное противоречие между потенциальными возможностями зеркала диаметром 2.4 м (дифракционный предел 63 мм) и заявляемой тобою невозможность получить разрешение лучше 30 см из-за атмосферных помех.

Ну это я объясню легко. Затем же зачем у телескопа БТА зеркало диаметром 6 метров.
 Есть такое понятие как "светосила". Зеркало делают большим чтобы оно собирало больше света, чтоб можно было уменьшать экспозицию и применительно к спутнику осматривать бОльшую площадь. Ничего не заставляет использовать оптику на максимальном угловом разрешении. 

[Liss]

Старый пишет:

 Есть такое понятие как "светосила". Зеркало делают большим чтобы оно собирало больше света, чтоб можно было уменьшать экспозицию и применительно к спутнику осматривать бОльшую площадь. Ничего не заставляет использовать оптику на максимальном угловом разрешении.

Для получения изображений звездного неба с максимальной проницающей способностью -- да.
А для съемки яркой (!) поверхности Земли -- нафига?

[Старый]

Liss пишет: 
Для получения изображений звездного неба с максимальной проницающей способностью -- да.
А для съемки яркой (!) поверхности Земли -- нафига?

Чтобы уменьшить экспозицию. За единицу времени в каждый элемент ПЗС-матрицы будет попадать больше фотонов. При большом увеличении снимаемая местность слишком быстро проходит через поле зрения и приёмник не успевает накопить необходимое количество фотонов. 
 Опять же поверхность земли не всегда достаточно яркая, сравни на гуглмапе что видно на освещённой поверхности и в тени. 

[dmdimon]

https://www.osapublishing.org/josa/abstract.cfm?id=53168
"...Based on published data for typical strength of atmospheric turbulence, the integral of the MTF was calculated as a function of altitude and the corresponding resolution computed. This resolution is shown to correspond to a length of about 4.6 cm on the ground. ..."