«Супутник Притули»: що насправді він може бачити з космосу й чому

Знімок Кримського мосту, зроблений із супутника ICEYE

ЗСУ незабаром отримає нове джерело розвідувальної інформації, що видобувається з космосу супутниками ICEYE однойменної фінської компанії. Відповідний контракт оплатив Благодійний фонд Сергія Притули, витративши гроші (600 млн грн), які українці зібрали на купівлю трьох «Байрактарів». Але компанія-виробник вирішила передати безпілотники безоплатно, тому гроші було витрачено на отримання супутникової інформації.

«Українська сторона отримує один супутник і доступ до бази даних сузір'я супутників на рік уперед. Коли закінчиться сплачений строк доступу до бази даних, супутник залишиться у власності України», – йдеться в повідомленні Фонду.

Користуватиметься супутником і даними Головне управління розвідки (ГУР) Міністерства оборони.

Після повідомлення про «Супутник Притули» в ЗМІ та соцмережах багато написали й про чергову «зраду», і про диво-можливості, які отримає Україна. Багато з тверджень, що пролунали, насправді є міфами, і The Page вирішило пояснити, чому це так.

«Можна було налагодити роботу супутника «Січ», а не платити іноземцям»

По-перше, налагодити роботу «Січі» зараз навряд чи можливо. По-друге, можливості супутників ICEYE щодо отримання інформації значно вищі, ніж у «Січі», їхня апаратура принципово різна.

Нагадаємо, що український супутник дистанційного зондування Землі «Січ-2-30» («Січ-2-1») було виведено на орбіту в січні цього року. Запуск виявився проблемним, довгий час із супутником не було зв'язку, але потім він «ожив».

У лютому повідомлялося, що до середини березня триватимуть льотно-конструкторські випробування супутника. Про їхнє завершення нічого не повідомлялося, також невідомо, чи передав «Січ» хоча б один знімок. У міжнародному онлайн-каталозі супутників Celestrak на сьогодні Sich-2-30 вказано як працездатний.

Але в жодному разі чекати багато від «Січі» не варто. Це досить старий супутник, який багато років пролежав на складі, його обладнання застаріле.

Для зйомки поверхні Землі призначено:

  • багатозональний сканер (оптичний і ближній ІЧ діапазони), що працює в панхроматичному діапазоні (0,51 – 0,90 мкм) та трьох вузьких спектральних (0,51 – 0,59, 0,62 – 0,68 та 0,80 – 0 89 мкм). Розмір пікселя землі – щонайменше 8,2 м;
  • сканер середнього інфрачервоного діапазону (1,51 — 1,70 мкм), піксель — не менш як 41,4 м.

«SAR-супутники здатні бачити через перешкоди, навіть стіни будівель для них не перепона»

Супутники ICEYE оснащено радіолокаторами з так званою синтезованою апертурою (SAR). Це означає, що для отримання зображення вони посилають до земної поверхні короткий радіоімпульс, який відбивається й уловлюється супутником. Інтенсивність відбитого сигналу залежить від того, від якої поверхні відбивалися радіохвилі.

Радіохвилі добре проходять через хмари та дим, але дуже погано – через стіни будівель (будь-який власник смартфона знає це). До того ж радіосигнал, що випромінює супутник, набагато слабший, ніж у смартфона.

У підсумку: радіолокаційні зображення справді можна отримувати як вдень, так і вночі, через хмари та задимлення. На них навіть можна виявити військові об'єкти, укриті маскувальними сітками. Але не можна заглянути в середину будівлі або побачити об'єкт під металевою сіткою.

«Роздільна здатність SAR може досягати 30 см на місцевості»

Поняття «дозвіл знімка» дуже складне, його можна схарактеризувати по-різному. Часто як показник наводять розмір пікселя, тобто мінімальної плями на землі, яку можна побачити на зображенні.

Зазначимо, що, згідно із законами фізики, роздільна здатність є тим вищою (розмір плями менший), чим коротшою є довжина хвилі випромінювання, за допомогою якого отримано зображення, і чим більшим є діаметр об'єктива (апертура антени).

Для підвищення роздільної здатності радіолокаційних знімків уже давно використовується принцип синтезування апертури. У спрощеному вигляді він полягає в тому, що та сама точка на землі висвітлюється кількома імпульсами, які супутник посилає, рухаючись по орбіті. Відбиті сигнали накопичуються та опрацьовуються разом.

Під час зйомки в режимі високої роздільної здатності SAR-супутник ніби «зависає» над заданою точкою (для цього його антена постійно змінює своє положення). У результаті синтезована апертура може досягати великих розмірів, а дозвіл на землі — в ідеальних умовах і 30 см.

Але потрібно розуміти, що SAR-знімок, як будь-яке зображення, складене з різних сигналів, набуває додаткових спотворень і шумів, що виникають під час його математичного опрацювання.

«На SAR-знімку можна побачити окремих людей»

Тіло людини погано відбиває радіохвилі, до того ж розміри людини дуже маленькі, тому людей не можна побачити на космічних знімках.

Інформація про точні параметри супутників зазвичай є закритою, але джерела повідомляють, що роздільна здатність апаратури супутників ICEYE в різних режимах становить 1, 1,5, 3 і 20 м. Довжина хвилі випромінювання – 2,5 – 3,75 см (частота 8 – 12 ГГц).

Зазначимо, що для виявлення об'єкта, тобто щоб побачити, що щось є в цій точці, достатньо одного пікселя. Але щоб зрозуміти, що це, потрібно, щоб на об'єкт припадало вже кілька одиниць або десятків пікселів.

Рекламний SAR-знімок порту Сінгапуру, зроблений із супутника Capella

Національна шкала інтерпретації зображень Федерації американських вчених (NIIRS FAS) наводить такі дуже усереднені дані про можливості розпізнавання об'єктів за різного дозволу знімка радіолокації:

  • 0,75 – 1,2 м — можна порахувати середні гелікоптери, виявити розгорнуті антени, відрізнити танки від броньованих машин, порахувати вагони.
  • 2,5 – 4,5 м – можна виявити бойові літаки середнього розміру, пускові установки на стаціонарних стартових майданчиках, визначити розташування надбудови на вантажному судні середнього розміру, середню залізничну станцію сортування;
  • понад 9,0 м – можна знайти місця для розосередження літаків, велику розчищену смугу в густому лісі, визначити за наявністю причалів і складів портову споруду, знайти транспортні лінії (автомобільні чи залізничні), але не розрізняти їх.

«За допомогою SAR-супутників можна оперативно отримувати необхідні знімки на території України»

Усі космічні супутники літають фіксованою орбітою, змінити яку дуже важко. Знімає супутник зазвичай тільки порівняно вузьку смугу (до декількох десятків кілометрів) прямо під собою, причому чим ширшою є смуга, тим меншою роздільна здатність.

Рекламний SAR-знімок майданчика зберігання пасажирських літаків, зроблений із супутника Capella

Повідомлялося, що «наш» супутник ICEYE пролітає над територією України двічі на добу. Тому виконати завдання оперативної зйомки необхідної ділянки території можна лише за умови потрапляння об'єкта зйомки під траєкторію.

Компанія ICEYE для клієнтів має послугу «Спостереження за точкою інтересу», суть її полягає в тому, що задану точку зніматимуть усі супутники компанії (зараз їх 21), які пролітають над нею. Україна також користуватиметься цією можливістю, але й тут не завжди можна буде зняти все, що хочеться та коли хочеться.

Щодо оперативності отримання знімків, то в різних джерелах наводяться різні цифри, але в будь-якому разі йдеться щонайменше про кілька годин.

Читати на The Page