Достаточно ли хороша фотография со спутника, чтобы разглядеть человека на земле?

Есть ограничения. Во-первых, есть атмосферные эффекты, которые рассеивают свет в видимом спектре длин волн. Возможно, вам будет легче проникать сквозь облака и дымку в нижней части спектра и ближе к инфракрасным длинам волн, и их все же можно использовать для распознавания лиц. Другим ограничением является апертура оптического оборудования, используемого для фотографирования, в случае телескопов, которое определяется пределом Дауэса и выводится из критерия Рэлея для вычисления углового разрешения устройств формирования изображения. Таким образом, конечное разрешение зависит от погоды, длины волны изображения, атмосферного рассеяния, расстояния и диаметра главного зеркала (апертуры). Очевидно, что качество сборки также играет важную роль.

Но давайте сначала посмотрим, какое абсолютное минимальное разрешение нам потребуется для распознавания черт лица и успешной идентификации людей. Согласно этой статье , для этого нам нужно преобразовать человеческое лицо в разрешение не менее 40x40 пикселей. Так что, если мы говорим, что среднее человеческое лицо взрослого человека имеет ширину 20 см, мы должны решить с точностью до 5 мм. Кроме того, на крайне низких околоземных орбитах , которые могут использоваться некоторыми спутниками наблюдения, скажем, на высоте 200 км над поверхностью Земли во время перигея высокоэллиптических орбит «Молния », это дает нам требуемое угловое разрешение$3.0\cdot 10^{-8}\text{ rad}$, или же$0.00618794419\text { arc}$  (в радианах и угловых секундах соответственно).

Затем, используя предел Дауэса, мы можем рассчитать теоретическую минимальную апертуру телескопа (в сантиметрах):

Или телескоп диаметром примерно 18,7 м (738 дюймов, 61,5 футов, 20,5 ярдов). Не исключено, но такой огромный телескоп, безусловно, был бы виден даже невооруженным глазом (помните, что это минимальный диаметр, он был бы намного выше этого), если бы поймал отражение , а это обычно не вариант с военными спутниками-шпионами. знать, хотя таких коммерческих и/или научных телескопов на орбите точно нет.

Учитывая, что я принял во внимание самые крайние и идеальные примеры случаев ради аргумента, а числа на порядок меньше, чем то, что Дэвид Хаммен дал в своем ответе из-за этого, ответ по-прежнему:

Нет, на орбите Земли нет такого оптического телескопа с требуемым разрешением, чтобы идентифицировать людей по чертам лица. Если бы это было так, мы бы знали об этом.

Одна вещь, о которой не следует забывать, заключается в том, что спутники не могут просто менять орбиты и находиться в любом месте и в любое время, когда они должны быть, чтобы отслеживать и идентифицировать людей, даже если они могут сделать это только по их чертам лица. Если кто-то и собирается размещать в небе такое мощное оптическое оборудование, то, скорее всего, это будут неприметно раскрашенные дирижабли/аэростаты, которые могли бы бесшумно парить на гораздо меньших высотах, отображать цели под малым углом и легче следить за их движением. И все это с более дешевым, компактным и незаметным оборудованием. Или используйте вертолеты, дроны , видеонаблюдение,... или старые добрые ботинки на земле .

будет ли фотография достаточно хороша для распознавания лиц?

Еще нет. Это даже не близко. Для распознавания лиц требуется от 50 до 100 пикселей между глазами или разрешение порядка 1 миллиметра. Чтобы увидеть такие детали с расстояния 250 километров с использованием сине-зеленого света (500 нм), потребуется линза или зеркало диаметром 125 метров. Примечание: я очень щедр на это расстояние в 250 км и на использование сине-зеленого света. Чтобы узнать о задействованной физике, см . http://en.wikipedia.org/wiki/Airy_disk .

Предполагается, что спутники KH-12 имеют разрешение около 6 дюймов. Учитывая теорему выборки, на практике это означает разрешение в один фут. Вы даже не можете понять, что это лицо, на которое вы смотрите с таким разрешением, не говоря уже о том, чье это лицо.

есть ли какой-то физический предел, который теперь препятствует увеличению разрешения?

Да. Тот факт, что свет является волновым явлением, накладывает ограничения на разрешающую способность оборудования для обработки изображений. Высокое разрешение требует больших линз или зеркал. См. статью, на которую я ссылался ранее.

Это, конечно, теория, поскольку я уверен, что если бы существовали спутники, которые могли бы разрешить ваше лицо, прочитать номерной знак или определить время на ваших часах или номер телефона на вашем iphone, мы (общественность) были бы последний, кто об этом слышит.

Я считаю, что стоит отметить, что вы можете добиться того же с объективом меньшего диаметра просто из-за того, как быстро движется спутник, или из-за количества, или из-за того и другого.

Объяснение:

2 х 13-метровых телескопа, делающих снимок одного и того же объекта в одно и то же время, приравниваются к 1 х 18-метровому телескопу. Телескопы 4 x 9 метров могут делать то же самое, что и телескопы 1 x 18 метров. Я уверен, что есть убывающая отдача, но вы поняли...

Однако

1 спутник с объективом 1/2 метра, движущийся со скоростью 25 400 футов в секунду, может сделать 160 уникальных фотографий (в разных местах) за 1/100 секунды. Поскольку атмосфера, тепло и другие факторы, влияющие на атмосферные искажения, не меняются (достаточно) за 1/100 секунды, на самом деле это ничем не отличается от съемки 1 фотографии с помощью телескопа гораздо большего диаметра.

Кто-то может возразить, что технологии «не существует для этого», но правда в том, что она существует. Доступная потребительская технология (например, камера, которую они используют для слоу-мо парней) — это камера с высоким разрешением 10 000 кадров в секунду. Я рискну и скажу, что технологии, доступные Министерству обороны / АНБ / и т. д., лучше.

Следует также отметить, что та же технология, которая используется для коррекции атмосферы (лазер, рисующий фальшивую звезду), может быть использована для спутниковых фотографий. Спутнику просто нужен ориентир или что-то, форма которого, как известно, может приспосабливаться и устранять атмосферные эффекты.

Я уверен, что это будет дорого.

Однако спутники NRO могут стоить до 9 миллиардов долларов.

Ограничение в 10 см или около того здесь применяется только для одного зеркала. Я не знаю, возможно ли это, но если вы можете запустить два спутника-шпиона в строю и объединить изображения, используя оптическую интерферометрию, и учитывая, что изображения с Земли очень яркие, может быть, просто может быть, они могли бы улучшить это?

Итак, должен сказать, что я не знаю, а не то, что это совершенно невозможно. Это не моя собственная идея, хотя и очевидная, если подумать, я почерпнул ее из разговора о Сноупсе здесь .

Учитывая, что спутниковые снимки 2008 года могут различать детали поверхности размером до 0,41 метра, я думаю, вы можете быть уверены, что к настоящему времени (2014 год), если вы сидите на заднем дворе и читаете газету, правительство может знать, какую газету вы читаете.