Как это устроено?..

КОСМИЧЕСКИЙ ГЛАЗ. Икар взлетел слишком высоко – жаркое Солнце расплавило воск на его крыльях, он упал и разбился, но человечество не перестало стремиться ввысь, мечтая обозревать Землю с высоты хотя бы птичьего полёта. Сегодня у нас есть две возможности для этого: делать фотосъёмку с борта самолёта или со спутника. Бортовой компьютер самолёта, летящего на высоте около 4000 м, связывается с дифференциальной глобальной спутниковой системой позиционирования (GPS) и даёт команду фотокамере, когда делать очередной снимок (кадр) в серии перекрывающихся изображений. Каждый кадр автоматически маркируется: отмечаются географические координаты летательного аппарата (широта и долгота), а также высота полёта. Снимки делаются с разрешением 1 м. Затем наземные службы всю полученную в полёте информацию запускают в компьютер, который, совмещая границы десятков кадров, составляет мозаику, обрабатывает её с учётом интенсивности солнечного света, степени его поглощения в воздухе и отражения от обширных водных поверхностей и выдаёт цветной аэрофотоснимок. Средняя стоимость такого снимка 10 тыс. долл. Разрешение снимков из космоса, полученных с помощью наилучших коммерческих спутников, также составляет 1 м (военные спутники позволяют достичь разрешения около 10 см). Спутники, предназначенные для космической фотосъёмки, обращаются вокруг Земли в меридиональном направлении (пролетают поочерёдно над Северным и Южным полюсами) на высоте около 800 км. Орбита имеет небольшой наклон, так что спутник за трое суток «просматривает» все точки земной поверхности, цифровой телескоп фиксирует кадры изображений, а компьютер «привязывает» их к географическим координатам. Полученные данные отсылаются на Землю и обрабатываются с учётом кривизны поверхности Земли. Стоимость космического снимка составляет 20 тыс. долл. Если аэрофотосъёмку производить с высоты 2000 м, то можно получить разрешение 0,5 м, но тогда потребуется больше кадров, и цена снимка возрастёт. Спутники стоят миллионы долларов, зато они могут производить фотосъёмку непрерывно и повсеместно, даже в тех местах, где самолётам летать нельзя, – по физическим причинам или по политическим соображениям.

Космические снимки выполняются специальными спутниками, на которых установлены телескопы с матрицей из нескольких миллионов светочувствительных полупроводниковых микроприборов с зарядовой связью – так называемые ПЗС-матрицы. Они преобразуют оптическое изображение, формируемое системой зеркал, в электрическое. Чтобы обеспечить разрешение 1 м, зеркала полируются так тщательно, что если бы их увеличить до 2 км в диаметре, то отклонения от идеальной формы не будут превышать 2 мм. Зеркала юстируются между собой с точностью до длины волны света. Каждый элемент ПЗС-матрицы имеет 66 тончайших спектральных плёночных фильтров толщиной несколько ангстрем.

Слева – «привязка» кадров к координатам, в середине – совмещение кадров (видны границы между ними), справа – окончательное изображение из 60 кадров общей ёмкостью 1 гигабайт, разрешение 1 м.

Знаете ли вы, что?..

Рекомендуем также сайты: http://www.spaceimaging.com; http://www.mapmart.com/WorldSatelliteImagery/satellite.htm. – Ред.

Scientific American , 2002, February (№ 2, v. 286), p. 92–93.
Сокр. пер. с англ. Н.Д.КОЗЛОВОЙ