Ist die Fotografie von einem Satelliten gut genug, um eine Person am Boden zu erkennen?

Es gibt Grenzen. Zum einen gibt es atmosphärische Effekte, die Licht im sichtbaren Wellenlängenspektrum streuen. Möglicherweise können Sie Wolken und Dunst am unteren Ende des Spektrums und in Richtung der Infrarotwellenlängen leichter durchdringen, und diese können jedoch möglicherweise immer noch für die Gesichtserkennung verwendet werden. Eine weitere Grenze ist die Apertur von optischen Geräten, die zum Fotografieren verwendet werden, im Falle von Teleskopen, die durch die Dawes-Grenze gegeben ist und vom Rayleigh-Kriterium abgeleitet wird , um die Winkelauflösung von Bildgebungsgeräten zu berechnen. Die Endauflösung hängt also vom Wetter, der Abbildungswellenlänge, der atmosphärischen Streuung, der Entfernung und dem Durchmesser des Hauptspiegels (Blende) ab. Die Verarbeitungsqualität spielt natürlich auch eine große Rolle.

Aber lassen Sie uns zuerst sehen, was die absolute Mindestauflösung ist, die wir benötigen würden, um Gesichtszüge zu erkennen und Personen erfolgreich zu identifizieren. Laut diesem Artikel müssten wir dazu ein menschliches Gesicht auf eine Auflösung von mindestens 40 x 40 Pixel auflösen. Wenn wir also sagen, dass ein durchschnittliches menschliches Gesicht eines Erwachsenen 20 cm breit ist, sollten wir auf 5 mm genau auflösen. Bei ebenfalls extrem niedrigen LEO-Umlaufbahnen , die von einigen Vermessungssatelliten verwendet werden könnten, beispielsweise 200 km über der Erdoberfläche während des Perigäums hochelliptischer Molniya-Umlaufbahnen , ergibt dies eine erforderliche Winkelauflösung von$3.0\cdot 10^{-8}\text{ rad}$, oder$0.00618794419\text { arc}$  (in Bogenmaß bzw. Bogensekunde ).

Unter Verwendung der Grenze von Dawes können wir dann die theoretische Mindestöffnung des Teleskops (in Zentimetern) berechnen:

Oder ein Teleskop mit einem Durchmesser von ungefähr 18,7 m (738 Zoll, 61,5 Fuß, 20,5 Yard). Nicht unmöglich, aber ein so riesiges Teleskop wäre sicherlich sogar mit bloßem Auge sichtbar (denken Sie daran, das ist der Mindestdurchmesser, es wäre bei weitem größer als das), wenn es eine Reflexion einfangen würde , und das ist normalerweise keine Option bei militärischen Spionagesatelliten, die wir vielleicht nicht haben Seien Sie sich dessen bewusst, obwohl es sicherlich keine solchen kommerziellen und / oder wissenschaftlichen Teleskope im Orbit gibt.

Wenn man bedenkt, dass ich aus Gründen der Argumentation die extremsten und idealsten Fallbeispiele berücksichtigt habe und die Zahlen um eine Größenordnung kleiner sind als das, was David Hammen aus diesem Grund in seiner Antwort herausgefunden hat, lautet die Antwort immer noch:

Nein, es gibt kein solches optisches Teleskop in der Erdumlaufbahn mit der erforderlichen Auflösung, um Personen anhand ihrer Gesichtszüge zu identifizieren. Wenn ja, wüssten wir davon.

Eine Sache, die nicht vergessen werden sollte, ist, dass Satelliten nicht einfach ihre Umlaufbahn ändern und an jedem Ort und zu jeder Zeit sein müssten, um Personen zu verfolgen und zu identifizieren, selbst wenn sie dies nur anhand ihrer Gesichtszüge tun könnten. Wenn jemand so leistungsfähige optische Geräte in den Himmel bringt, dann eher auf unauffällig lackierten Zeppelinen / Aerostaten, die in viel geringeren Höhen lautlos schweben, Ziele aus einem flachen Winkel abbilden und ihrer Bewegung leichter folgen können. Und das alles mit viel billigerer, kleinerer und unauffälligerer Ausrüstung. Oder verwenden Sie Helikopter, Drohnen , Videoüberwachung, ... oder die guten alten Stiefel am Boden .

Wäre die Fotografie gut genug für die Gesichtserkennung?

Noch nicht. Es ist nicht einmal in der Nähe. Die Gesichtserkennung erfordert 50 bis 100 Pixel zwischen den Augen oder eine Auflösung in der Größenordnung von 1 Millimeter. Um solche Details aus einer Entfernung von 250 Kilometern mit blaugrünem Licht (500 nm) zu sehen, wäre eine Linse oder ein Spiegel mit einem Durchmesser von 125 Metern erforderlich. Hinweis: Ich bin sehr großzügig mit dieser Entfernung von 250 km und mit der Verwendung von blaugrünem Licht. Informationen zur beteiligten Physik finden Sie unter http://en.wikipedia.org/wiki/Airy_disk .

Die KH-12-Satelliten haben angeblich eine Auflösung von etwa 6 Zoll. In Anbetracht des Abtasttheorems bedeutet dies in der Praxis eine Auflösung von einem Fuß. Sie können nicht einmal sehen, dass es sich um ein Gesicht handelt, das Sie mit dieser Auflösung betrachten, geschweige denn, wessen Gesicht es ist.

Gibt es eine Art physikalische Grenze, die jetzt eine Erhöhung der Auflösung verhindert?

Ja. Da Licht ein Wellenphänomen ist, sind der Auflösung von Bildgebungsgeräten Grenzen gesetzt. Eine hohe Auflösung erfordert große Linsen oder Spiegel. Siehe den Artikel, auf den ich früh verlinkt habe.

Dies ist natürlich theoretisches Handwerk, da ich sicher bin, dass, wenn es Satelliten gibt, die Ihr Gesicht auflösen, ein Nummernschild lesen oder die Uhrzeit auf Ihrer Uhr oder eine Telefonnummer auf Ihrem iPhone erkennen können, wir (die Öffentlichkeit) es wären der Letzte, der davon erfährt.

Ich glaube, es ist erwähnenswert, dass Sie dasselbe mit einem Objektiv mit geringerem Durchmesser erreichen können, einfach weil sich der Satellit schnell bewegt oder durch die Menge oder beides.

Erläuterung:

2 x 13-Meter-Teleskope, die gleichzeitig ein Foto desselben Objekts aufnehmen, entsprechen einem 1 x 18-Meter-Teleskop. 4 x 9-Meter-Teleskope können dasselbe leisten wie 1 x 18-Meter-Teleskope. Ich bin sicher, es gibt abnehmende Renditen, aber Sie verstehen, worauf es ankommt ...

Jedoch

1 Satellit mit 1/2-Meter-Linse, der sich mit 25.400 Fuß pro Sekunde bewegt, kann 160 einzigartige Fotos (von verschiedenen Orten) in 1/100 Sekunde aufnehmen. Da sich Atmosphäre, Hitze und andere Faktoren, die zur atmosphärischen Verzerrung beitragen, in 1/100 Sekunde nicht (genügend) ändern, ist es nicht wirklich anders, als 1 Foto mit einem Teleskop mit viel größerem Durchmesser aufzunehmen.

Man mag argumentieren, dass die Technologie „dafür nicht existiert“, aber die Wahrheit ist, dass sie es tut. Die verfügbare Consumer-Technologie (wie die Kamera, die sie bei Slow-Motion-Typen verwenden) ist eine hochauflösende 10.000-fps-Kamera. Ich werde auf die Beine gehen und sagen, dass die den Verteidigungsministerien / NSA / Etc zur Verfügung stehende Technologie besser ist.

Eine andere zu beachtende Sache ist, dass die gleiche Technologie, die für die atmosphärische Korrektur verwendet wird (der Laser, der einen falschen Stern zeichnet), auch zum Aufnehmen von Satellitenfotos verwendet werden kann. Der Satellit benötigt einfach einen Orientierungspunkt oder etwas, an das die Form bekannt ist, um atmosphärische Effekte anpassen und entfernen zu können.

Ich bin sicher, es wäre teuer.

Die NRO-Satelliten können jedoch bis zu 9 Milliarden Dollar kosten.

Die Begrenzung auf ca. 10 cm gilt hier nur für einen einzelnen Spiegel. Ich weiß nicht, ob es möglich ist, aber wenn Sie zwei Spionagesatelliten in Formation fliegen und die Bilder mit optischer Interferometrie kombinieren können, und angesichts der Tatsache, dass die Bilder von der Erde sehr hell sind – vielleicht, nur vielleicht, könnten sie das verbessern?

Also muss ich sagen, ich weiß es nicht, eher als dass es völlig unmöglich ist. Dies ist nicht meine eigene Idee, obwohl sie offensichtlich ist, wenn man darüber nachdenkt, ich habe sie aus dem Gespräch über Snopes hier .

In Anbetracht der Tatsache, dass Satellitenaufnahmen von 2008 Oberflächenmerkmale bis zu einer Größe von 0,41 Metern auflösen können, können Sie meiner Meinung nach ziemlich sicher sein, dass die Regierung inzwischen (2014) wissen kann, welche Zeitung Sie lesen, wenn Sie in Ihrem Hinterhof sitzen und eine Zeitung lesen.