Зачем США необходимы гигантские рои спутников наблюдения

К вопросу о том, зачем США необходимы целые рои спутников наблюдения. Давайте посчитаем что могут делать спутники США.

У лучших современных спутников оптического наблюдения разрешение на пиксель составляет что то около 30 см. Такое разрешение достигается за счет того, что спутник летит по низкой орбите. Но находясь на такой орбите, спутник может пролететь над конкретным местом наблюдения раз в неделю. А может и раз в несколько недель, раз в месяц. Чтобы вести разведку, нужно хотя бы 3-4 пролета за день. Световой день. То есть около 8 пролетов за сутки. Допустим, цикл возвращения траектории спутника к данной точке Земли занимает неделю. Из не сложных расчетов следует, что для непрерывной разведки США нужно как минимум 50-60 спутников, целенаправленно запущенных проводить разведку в данном регионе.

Сколько видит один спутник? Разрешение на пиксель - 30 см. Сколько пикселей в камере? Лучшие мониторы - 4К, то есть четыре тысячи точек. Если камера 4К - то ширина полосы съемки - около километра. То есть спутник летит со скоростью 7 километров в секунду и снимает полосу шириной один километр.
Допустим, камера на спутнике в несколько раз лучше. И снимает он полосу шириной не 1 км, а 5 км.
Если разрешение - около одного метра на пиксель, то, соответственно, ширина полосы съемки - 15 км.
Допустим, мы хотим увидеть какие нибудь грузоперевозки. Тогда разрешение можно снизить до 3 метров на пиксель, а ширину съемки - до 50 км.

Радиолокационные SAR - спутники. Например, спутники ICEYE. Про разрешение и полосу съемки - все то же самое, но цифры могут отличаться в большую сторону в несколько раз; не готов сказать во сколько.

Погуглил на скорую руку, нашел такой умеренно вменяемый обзор по современным SAR - спутникам.

Пик моды сегодня - спутники ICEYE. Их масса - около 80 кг. Разрешение - вплоть до нескольких десятков сантиметров. Но какие количество времени они могут работать за 1 оборот? В открытой печати этих данных нет. Такие данные есть по предыдущему поколению спутников. В частности - по израильскому TecSar:

Бортовой радиолокатор спутника, массой около 100 кг обеспечивает получение до 40 снимков за один виток с пространственным разрешением около 1 метра в покадровом режиме и 3-8 метров в режиме непрерывной съёмки. Максимальная разрешающая способность аппаратуры достигает 10 сантиметров.

Выдвинем гипотезу о том, что спутники ICEYE обеспечивают аналогичные результаты съемки, но при существенно меньшей массе. (У TecSar только радиолокатор вести 100 кг. А весь спутник ICEYE - 80 кг.)

Но природу не обманешь. На один "снимок" спутник ICEYE будет тратить примерно столько же энергии, сколько тратил TecSar. При этом у TecSar были большие солнечные батареи, которые давали ему максимальную мощность в 1600 Вт. У ICEYE в силу малого размера таких батарей быть не может. (Условная максимальная мощность батарей - 100 Вт на квадратный метр.) Поэтому за 1 оборот ICEYE сможет сделать куда меньше снимков чем TecSar.

О всем том же самом говорит исполнительный директор ICEYE в 2018 году:

Когда у нас появилась идея для компании, мы сказали людям, что нам нужен небольшой SAR, и спросили: “Как мы будем его создавать?” Все говорили: “Просто брось это. Это невозможно ”. ...
Мы создали другую систему, с низким временем работы. Если вы можете изменить конфигурацию энергосистемы таким образом, чтобы вы могли долгое время собирать энергию, а затем тратить ее на съемку в течение нескольких секунд, вы можете построить гораздо меньшую систему, потому что ваши солнечные панели не должны быть такими большими. 

Вот видео, "снятое" спутником ICEYE. Самое интересное - съемка карьера. Видно, что длительность "видео-съемки" - около 5 секунд.

В итоге получается, что США необходимо иметь запас из порядка 50 спутников для того, чтобы следить за одним регионом. Условно, чтобы следить за двумя регионами - нужно 100 спутников. А чтобы за 5 регионами - не 250 условных спутника, а 150-200 - с какого-то момента ох орбиты будут перекрываться.

https://t.me/IngeniumNotes