В космической разведсъемке назревают революционные перемены

Технология голографической адаптивной оптики, разработанная в исследовательском центре лазерных и оптических технологий (Laser and Optics Research Center) Национальной военно-воздушной академии США позволит, по мнению её создателей, повысить пространственное разрешение космических снимков Земли до теоретически возможного предела.

Разрешающая способность космических снимков ограничивается двумя факторами – дифракционным пределом, зависящим от апертуры (размера входного отверстия) оптической системы, а также искажений из-за неоднородностей атмосферы.

Разрешающая способность определяется как способность увидеть по отдельности два точечных объекта – то есть «разделить» их. Чем она выше, тем лучше.

Например, на снимках низкого разрешения железная дорога может предстать в виде сплошной линии, но на снимках более высокого разрешения начинают «проступать» отдельные шпалы. Рост разрешающей способности космических снимков, и данных дистанционного зондирования (ДДЗ) вообще, является задачей фундаментальной важности, позволяющей повысить информационные и метрические характеристики изображений.

Дифракционное ограничение можно снизить, вводя в строй орбитальные телескопы со всё больше апертурой. Но вот подавить атмосферные неоднородности таким образом невозможно.

С последними научились бороться в астрономической оптике за счёт использования в оптической системе так называемых адаптивных элементов . Специальная система анализирует «волновой фронт» от точечного источника излучения (естественной или искусственной, создаваемой в верхних слоях атмосферы так называемой «лазерной» звезды).

В идеальном случае волновой фронт от точечного бесконечно удалённого источника должен быть плоским, но из-за рефракции на неоднородностях атмосферы он сложным образом искажается. Для устранения искажений в систему вводится специальный гибкий элемент, управляющие приводы которого непрерывно корректируют его форму, компенсируя атмосферные искажения.

Однако использовать методы адаптивной оптики в космических системах дистанционного зондирования Земли напрямую невозможно. Это связано с целым рядом факторов – и в первую очередь с тем, что источник искажений находится в нижних слоях атмосферы Земли, в непосредственной близости от объекта наблюдений.

Из-за этого оптика орбитальных систем наблюдения за Землёй не позволяет получать сколь угодно высокое разрешение. На сегодняшний день предел, достигнутый в коммерческих системах, составляет 0,4 м/пиксель (спутник GeoEye-1). Даётся он нелегко – спутник до сих пор, уже полгода после запуска, никак не удаётся ввести в штатный режим эксплуатации.

Судя по первым сообщениям, американским учёным и военным удалось найти метод, позволяющий справиться с проблемами и приблизить разрешение орбитальных систем к теоретически достижимому пределу. Это резко повысит информационную насыщенность американских космических снимков, укрепив позиции космической промышленности США на мировом рынке и дав специалистам стратегическое преимущество над вероятными противниками – возможно, окончательное.

Возможны и другие применения системы – в авиации разведывательного назначения, в системах оптического контроля космического пространства, и даже в микрохирургии.

Информация о сути метода, разработанного в академии ВВС, скудна. Руководитель группы разработчиков – доктор Джефф Андерсен (Geoff Andersen). Система защищена патентом, использует голографический принцип адаптации и реализована в модуле размером с DVD-проигрыватель.

Ещё одной интересной и революционноё технолоией дистанционного зондирования является «квантовомеханическая разведка», позволяющая получать изображения в реальном масштабе времени при полном отсутствии физического канала передачи данных от производящего съемку устройства к системе визуализации.

Более подробная информация о новых технологиях космической разведки будет представлена на портале Исследования и разработки – R&D.CNews, а также на второй международной конференции «Неогеография XXI-2009», которая пройдёт 21-24 апреля 2009 года в Москве в рамках X Юбилейного международного форума и выставки «Высокие технологии XXI века».

Экспертная группа / R&D.CNews