天文愛好者幾乎沒有不知道哈勃太空望遠鏡的吧？自從(cong) 1990年4月由“發現”號航天飛機攜帶升空以來，這架巨大的望遠鏡為(wei) 我們(men) 展示了數萬(wan) 張令人驚歎的星空照片，為(wei) 人類認識宇宙、探索宇宙作出了卓越貢獻。但是你知道嗎？“哈勃”並不是美國發射的第一架太空望遠鏡，在它之前的14年間，美國已經成功發射了8架幾乎一樣的望遠鏡，而在“哈勃”升空之後，又有8個(ge) 新的望遠鏡進入軌道，然而這16個(ge) 望遠鏡拍攝的圖像幾乎從(cong) 沒有公開過，我們(men) 隻知道有“哈勃”。

哈勃望遠鏡成果豐(feng) 碩

為(wei) 什麽(me) 會(hui) 這樣？因為(wei) 這16個(ge) 從(cong) 不拋頭露麵的望遠鏡有一個(ge) 共同的名字：偵(zhen) 察衛星，你也可以叫它們(men) “間諜衛星”。

提起間諜衛星，“鎖眼（Key Hole）”的大名無人不曉，它就是美國光學偵(zhen) 察衛星的統稱，代碼都以KH打頭，從(cong) 最早的KH-1一直到最新型KH-12。

美國“鎖眼”家族

早期鎖眼衛星使用特殊的膠片，當一次偵(zhen) 查任務完成後，膠片會(hui) 自動裝進一個(ge) 熱防護盒子裏彈射回大氣層，盒子到達距地麵一定高度時釋放降落傘(san) 減速，再由飛機在空中回收、衝(chong) 印出照片。要是回收不及時，膠片會(hui) 沉入海底並銷毀。

與(yu) 此前型號不同，KH-11 KENNEN首次采用了數字成像和星地間數字傳(chuan) 輸，徹底擺脫了扔膠片的麻煩，同時也為(wei) 其後的哈勃空間望遠鏡蹚出了一條道路。

情報人員在分析圖像

早期間諜衛星的圖像解析力取決(jue) 於(yu) 望遠鏡口徑和膠片顆粒度，要想拍得更清楚就需要降低軌道高度。KH-9的最高分辨率約0.6米，盡管與(yu) 今天許多民用衛星差不多，可以拍攝蘇聯機場上的飛機，但這是在160~220公裏的高度上取得的，空氣阻力大大壓縮了衛星的壽命，即便帶有推進器，KH-9最短的隻運行1個(ge) 半月，最多9個(ge) 月就墜毀了。KH-9很貴，20顆衛星總價(jia) 146.6億(yi) 美元（2019年），平均每顆衛星重13.3噸、成本高達7.33億(yi) 美元，當然了，這點錢在冷戰時期根本就不是個(ge) 事。

KH-9拍下蘇聯機場

我們(men) 知道哈勃太空望遠鏡的主鏡麵直徑達到2.4米，在相當長一段時期裏，這是軌道上直徑最大的一塊反射鏡麵，然而卻不是第一塊2.4米鏡麵。早在1976年12月，KH-11首星（OPS 5705）就已經發射升空，它的外觀與(yu) 尺寸跟哈勃望遠鏡幾乎一模一樣，就連內(nei) 部結構也近似。這並不奇怪，因為(wei) KH-11係列與(yu) 哈勃本就是洛克希德公司生產(chan) 的“同胞兄弟”。

KH-11與(yu) 哈勃望遠鏡幾乎一模一樣

哈勃望遠鏡的角分辨率達到1/20弧秒，能清晰記錄幾億(yi) 光年外的星光，如果將它調轉頭來拍攝地球，理論上能在540公裏高的軌道上分辨地麵30厘米的物體(ti) 。但實際上哈勃並不能做到，因為(wei) 它是針對拍攝遙遠星空設計的，地麵對於(yu) 哈勃來說太亮了，聚焦的光線會(hui) 燒壞傳(chuan) 感器；哈勃成像速度比較慢，它與(yu) 地麵的相對速度高達27000公裏/小時，因此照片拍出來會(hui) 很模糊；加上大氣層湍流的影響，哈勃幾乎沒辦法拍攝地麵。

與(yu) 哈勃不同，KH-11隻看地球

為(wei) 了窺視地麵的蛛絲(si) 馬跡，KH-11經過專(zhuan) 門的設計。它的副鏡連著6根石墨環氧樹脂支架，每個(ge) 支架上都安裝了伺服電機，通過控製這些電機可以調整副鏡，從(cong) 而實現聚焦成像。除此之外，KH-11還有更強大的陀螺儀(yi) 和三軸穩定控製係統、更強推力的發動機、計算機和通訊係統，當然它也更重。哈勃望遠鏡的發射重量隻有11.1噸，而早期型號的KH-11幹重為(wei) 13.3噸，後期版本竟重達19.6噸。

KH-11據稱能分辨地麵直徑16厘米的物體(ti) ，識別車牌很難，但分辨車輛或者武器的型號應該輕而易舉(ju) 。為(wei) 了平衡軌道高度與(yu) 使用壽命的矛盾，KH-11大多采用最低約250公裏、最高500~1000公裏的太陽同步橢圓軌道。

目前在軌的KH-11（12）

到目前為(wei) 止還有大約4顆間諜衛星在繞軌飛行，這幾顆衛星基本都已經替換為(wei) KH-12型，它的主鏡尺寸達到3米，並且攜帶了更多燃料，能在軌道上堅持更長時間。由於(yu) 主鏡更大，KH-12的分辨率能接近10厘米，已經達到了軌道相機的極限。據說它還能實現隱身，不容易被地麵發現和追蹤，並且還能抵抗地麵激光武器的攻擊。

如此先進的間諜衛星，它的價(jia) 錢自然也不便宜。NASA為(wei) 製造哈勃太空望遠鏡大約花了47億(yi) 美元，KH-11和它的改進型KH-12盡管是批量生產(chan) ，但單顆衛星的采購成本（2019年）竟達到50億(yi) 美元，甚至比尼米茲(zi) 級航空母艦（CVN-77）還要貴。如此昂貴的衛星當然不是沒有用處，從(cong) 已經解密的照片看，它不僅(jin) 拍到了“六爺”的身影、蘇聯的航母、拉登的院子，還抓拍了霍梅尼太空中心火箭爆炸後的廢墟，成果還是很豐(feng) 碩的呢！

KH-11解密的照片


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情