太空“相机”对决，美国能在250公里外看清车牌！中国技术如何？

2019年，时任美国总统特朗普在推特上发了一条引人注目的帖子——一张伊朗火箭发射失败的卫星照片。

这可不得了，因为伊朗自己都没公布发射失败的消息呢，美国这是明目张胆的"卫星偷拍"啊！不过更让人惊掉下巴的是这张照片的清晰度，据分析，分辨率高达10-15厘米。

这是什么概念？

也就是说，这颗美国的侦察卫星，在250多公里的高空，能把地面一辆汽车的车牌号都看得一清二楚！

本文内信源来自(中国国防报等)，并掺杂部分个人观点，细节可能存在润色，请理智阅读，仅供参考!

网友们纷纷惊呼，这是什么神仙"天眼"？当时伊朗导弹专家的心情估计和他们的火箭一样，都有点"裂开"。

这个大名鼎鼎的"天眼"，正是美国的"锁眼"（KH-11）侦察卫星。

自1976年首次发射以来，"锁眼"家族已经发展到第12代，总共约有17颗升空，在轨最新型号是去年发射的USA-290。

这些"锁眼"个个都是精英，在约250公里的低轨道上巡视地球，机身犹如哈勃望远镜，搭载直径2.4米的光学镜头，堪称太空中最锐利的"眼睛"。

据悉，"锁眼"卫星的研制可谓是美国国家侦察局的重中之重。
早在上世纪60年代，美国中央情报局就启动了代号为"CORONA"的侦察卫星计划，而"锁眼"则是其最杰出的继承者。

1970年，美国国家侦察局接过了"锁眼"的研制重任，耗资数十亿美元，集结了当时最顶尖的航天技术力量，历经6年的艰苦努力，才最终让"锁眼"的首批卫星得以问世。

这些"锁眼"卫星的核心就是那枚直径2.4米的主光学镜头。

它由美国著名的航天光学公司伊泰克公司（Itek Corporation）制造，采用了类似于施密特-卡塞格伦式的反射式光学系统，将光线聚焦到卫星内部搭载的CCD传感器上，再将获取的图像信号传回地面接收站。

这种大口径反射式光学系统不仅成像清晰，而且结构紧凑，重量轻，非常适合用于卫星平台。

不过，为了让"锁眼"能够适应太空的极端环境，这些光学元件都必须经过特殊处理，比如表面镀金以减少光线散射，镜筒内部充满氦气以防止镜片变形等。

可以说，没有顶尖的制造工艺，就很难造出这样的"超级镜头"。

有了这样先进的光学系统，"锁眼"卫星的成像能力自然非同一般。

据美国《大众机械》杂志介绍，"锁眼"的分辨率最高可达到10厘米，也就是说，它能够从250公里的高空清晰地辨认出地面一辆小轿车的轮廓。

更重要的是，得益于其宽大的视场角和灵活的姿态控制能力，"锁眼"能够对目标进行"跟踪拍摄"，就像摄影师用长焦镜头"追拍"运动员一样，始终将镜头对准感兴趣的区域。

这使得它不仅能拍到高清的"静态照"，还能获取目标活动的"动态影像"，为情报分析提供更多的细节信息。

有了"锁眼"这样的利器，美国对世界各地的军事设施可谓观察入微。

在历次局部战争中，"锁眼"都发挥了不可或缺的作用。

比如在1991年的海湾战争期间，美军出动了多颗"锁眼"卫星，对伊拉克的指挥中心、防空阵地、导弹发射车等重要目标进行昼夜不停的监视。

据参战的美军指挥官回忆，卫星传回的图像清晰度令人惊叹，"简直就像站在敌人头顶上看他们"。

这些及时准确的情报为美军的空中打击提供了极大助力，让战机能够在万米高空精确命中地面目标，取得了"铁穹行动"的巨大成功。

不过，即便是"锁眼"这样的神器，也有"近视眼"的时候，它最大的局限性就是容易受到天气条件的影响。

由于"锁眼"主要依靠可见光成像，当空中有云层遮挡或者雾霾严重时，地面的信号就很难穿透大气层到达卫星的镜头，导致成像质量大打折扣。

美军在科索沃战争中就吃过这样的亏——当时巴尔干半岛上空持续数周阴雨绵绵，"锁眼"拍到的照片大多模糊不清，情报价值有限。

除了受天气影响，"锁眼"的视野其实也不算很大。

尽管它采用了大口径的光学镜头，视场角可达几十平方公里，但与广阔的地表面积相比，这一覆盖范围显然还是杯水车薪。

何况单颗"锁眼"卫星只能在某一时刻俯拍某一区域，想要对多个目标同时监视，或者实现对特定目标的持续跟踪，就必须依靠卫星编队，轮流"接力"。

但由于卫星在轨道上高速运行，单颗卫星的驻留时间其实很短，往往只有几分钟，这就给持续监视带来了不小的困难。

用现役美军一位上校的话说，"锁眼"用的是"长焦镜头"，视野范围就像"用吸管看世界"，只能聚焦在某一点上，难以获得全局视野。

为了克服"锁眼"的这些局限性，美国国家侦察局近年来加紧研制新一代侦察卫星，尤其是部署在地球静止轨道上的新型号。

这些静止轨道卫星的最大优势就是"站得高、看得远"。

由于静止轨道高达3.6万公里，卫星在此"悬停"，其视野可覆盖地球表面近40%的区域。

更重要的是，相对于地面，静止轨道卫星的位置保持不变，因此可以对某一区域进行连续不断的观测，真正实现"24小时盯梢"。

用专家的话说，若静止轨道上部署4~5颗新型侦察卫星，再配合低轨道卫星组网，美国就能编织一张名副其实的"天网"，让地面任何一个角落都"无所遁形"。

作为航天大国，中国在高分辨率对地观测卫星领域也不甘示弱。

前些年，中国的遥感卫星还主要依靠从国外购买数据。

现如今，从2013年的"高分一号"到2018年的"高分五号""高分六号"，再到去年的"高分七号"，中国已经组建起了自己的"高分天团"，正以迅猛的势头追赶世界先进水平。

就拿"高分一号"来说，它在轨400公里左右，搭载相机分辨率达到2米，4天之内就可以"看"遍全球，简直是"一眼千里"。

按照美军的标准，有了2米分辨率的卫星，就已经具备监视各种军事目标的能力。

2014年发射的"高分二号"就更强了，分辨率优于1米，一举将80%的国内高分辨率卫星数据市场收入囊中，彻底打破了我们对国外数据的依赖。

用网友的话说，这下中国再也不用担心被卫星"偷拍"了，反而还能"偷拍"别人了呢！

随着技术一代代更新，到2022年，发射的"高分十一号"已经拥有亚米级的分辨率，定位精度也是国内最高，能够轻松拍出3D立体影像，绘制出误差在1米之内的全球地图。

也就是说，从理论上讲，"高分七号"的成像能力已经不逊于美国的"锁眼"了。

当然，中国的遥感卫星并不局限于单纯追求高分辨率。

比如2018年发射的"高分五号"是全球首颗既能观测大气又能观测陆地的高光谱卫星，对大气污染气体的探测能力填补了国内空白。

"高分六号"则是名副其实的"农业卫星"，为粮食安全保驾护航。

此外，从"吉林一号"到"高景"系列，中国商业遥感卫星也异军突起，正逐步形成"军民融合"的发展格局。

那么，中美两个"太空相机"到底谁更强？其实不能简单地说谁领先谁。

美国"锁眼"的高分辨率成像能力确实一骑绝尘，但中国的高分辨率对地观测体系发展全面，不仅有媲美"锁眼"的"高分十一号"，一般也能保持0.5米的分辨率，完全够用，同时还注重智能化、低成本、普惠化。

即便分辨率稍有不及，中国的卫星在成像质量、覆盖范围等方面依然十分出色。

毋庸置疑，在当今世界，高分辨率遥感卫星的重要性不言而喻。

从军事侦察、导弹预警到灾害监测、资源勘查，它们时刻守护着国家安全和百姓福祉。

作为"准军事"的太空力量，它们也是大国博弈的重要筹码。