Как в шпионском кино: китайцы построили камеру, способную с орбиты различать лица людей на земле

Китайские учёные сообщили в профильном журнале Lasers («Лазеры») о создании самой совершенной на сегодняшний день камеры, которая продемонстрировала разрешающую способность 1,7 мм с расстояния 100 км. В перспективе камера сможет делать настолько чёткие снимки с больших расстояний, что это позволит как различать лица людей с низкой орбиты, так и вести разведку иностранных спутников вплоть до чтения серийных номеров на их бортовом оборудовании.

Вид на озеро Цинхай. Источник изображения: Xinhua

Статья неслучайно опубликована в журнале Lasers. Представленная камера — это модернизированный лидар. Лазер подсвечивает матрицу 4 × 4 из микролинз, создавая синтезированную апертуру. Это практически микроволновый радар, но работающий в оптическом диапазоне. За счёт комбинации нескольких передатчиков и приёмников, а также благодаря алгоритмам шумоподавления и обработки удалось добиться невероятного результата.

Схема эксперимента

Систему разработала команда исследователей из Научно-исследовательского института аэрокосмической информации Китайской академии наук. В ходе работы камеру протестировали на озере Цинхай. Её разместили на северном берегу озера, а массив уголковых отражателей установили на расстоянии 101,8 км на противоположном берегу. Испытания проводились в идеальных погодных условиях, при отсутствии ветра. Камера смогла различить детали с шагом 1,7 мм и определяла расстояния до объектов с точностью до 15,6 мм. Это на два порядка превосходит возможности современного коммерческого оборудования в данной области.

Дополнительно лазерный луч чирпировался в широком диапазоне частот, превышающем полосу пропускания в 10 ГГц, что сыграло решающую роль в достижении высокого разрешения по дальности, позволяя точно измерять расстояния. Учёные также использовали адаптивные алгоритмы, снизившие оптический шум лазерного излучения в 10 000 раз. Это позволило улавливать чрезвычайно слабые сигналы от цели и получать детализированные изображения удалённых объектов, что ранее на таких расстояниях было невозможно.

Оборудование

Представленная технология потенциально может использоваться в шпионских целях. Она позволяет подробно изучать военные спутники иностранных государств, вплоть до чтения серийных номеров на их бортовом оборудовании. Однако на практике добиться заявленной точности изображения будет сложно, поскольку необходимо учитывать турбулентность атмосферы (решаемую с помощью адаптивной оптики) и ряд других факторов, включая сложность механической конструкции всей системы.