之前说聊一聊反导反卫星。但我看来看去，总觉得这个你们也知道，那个也了解，那我还写什么？

但是写写光学侦察卫星还是有兴致的。今天就写这方面目前的最强者：美国。

我认为还是要讲一下历史，有助于了解。

50年代，是苏联从战后废墟站起来，快速重建国家的黄金时代。苏军军力大发展的起步期。

1953年8月12日 世界首枚实用化热核武器试爆成功。它的名字叫РДС-6с（RDS-6S），苏联制造。
1954年5月27日 国土防空军成立。
1955年11月22日 苏联首枚二级构型氢弹РДС－37（RDS-37）试爆成功。
1960年1月14日 战略火箭军成立。
1960年春天 首批洲际弹道导弹Р-7（R-7）装备部队，担负战斗值勤。

美国自然不会闲着，运用各种手段刺探苏联内部情况，其中一种叫技术侦察。

1956年起，美国中情局使用U-2对苏联执行了24次过顶侦察任务。U-2相机的地面分辨率不亚于0.6米。

但飞机这东西不保险。

1960年国际劳动节，中情局飞行员鲍尔斯驾驶的U-2被苏防空导弹击落。

鲍尔斯受审

2个月后，一直处于可研阶段的一项计划被批准上马，这就是KH-7。

其实，美国人从1959年6月25日就开始发射科罗纳侦察卫星了。
1960年8月10日发射的科罗纳13号，完成拍摄并回收，完美。
人类第一次看到了大气层外拍下的地球是什么样。

就是这个样子，一座不知名的苏联机场


科罗纳13号侦察的范围比之前U-2侦察机的总和还要大。美国人的偷窥欲得到了极大满足，进而刺激出更大的欲望。

1961年9月6日，成立美国成立了国家侦察办公室（NRO），接管了所有高空侦察任务，不管是大气层内还是外。

NRO给科罗纳的子项目起了新代号：锁眼，缩写就是KH。

为什么有安全的卫星不用，还要飞行员冒死开着U-2去玩命呢？

之前贴过这张图就能派上用场了。

KH-1到KH-4，经过迭代升级，地面分辨率从十几米优化到几米。

要想“大致识别”大多数有价值目标，KH-4那点分辨率是不够的，也就发现个机场、码头、大型厂房之类。很多时候，关键的目标在胶片上就是一个斑点。你要想看清楚点好识别目标性质，就得派U-2了。有时甚至连U-2都被嫌弃飞得太高，看不清，得出动RF-8A，执行超低空冲刺侦察任务。电影《惊爆13天》就有这么一段，大家可以看看。

RF-8A侦察机超低空突入古巴境内，空中敢死队

这是RF-8A在300米高度拍摄的照片。

对比U-2在2万米高空拍摄的，图像质量高低肉眼可辨。

关键，U-2还被击落了。

Again.

这种高清晰度的图像情报，美国人称之为“技术情报”，可以分析出目标的技术性能。

举个例子。请看我国西北风电场施工时的卫星图片。

为什么要使用充气帐篷？除了获得适宜的施工条件外，很重要的原因是遮蔽窥伺者的视线。如果让别人拍到了发射井的高分辨率照片，就有可能获得混凝土壁厚度的数据，进而就能根据其他数据，估算出发射井的抗打击能力，从而确定核打击方案。

想起一个故事。

1976年12月19日，第一颗KH-11发射。几天后，一名美国《航空周刊》的空间技术编辑就从军中朋友那里了解到本不该知道的信息。

他拿不定主意该不该发表在杂志上，于是打电话询问美国空军公共事务部门。一个小时后，答复来了：主席想见你。

哪个主席？

参谋长联席会议主席。

当天下午，他被带到参联会主席、美国空军上将大卫·琼斯办公室。琼斯很客气，问他是怎么知道那个新东西的。然后告诉他：

你们不能发表。

为嘛？

琼斯告诉他，苏联人没有意识到KH-11有多么先进，所以当KH-11过顶时，没有采取任何措施掩蔽。导弹发射井的井盖大开，KH-11可以“直视”拍摄。如果这颗卫星媒体曝光了，这种好事就没有啦。

于是，就没有然后了。

有关KH-11的故事以后再说。

其实，Р-7只是个吉祥物，全程靠地面站无线电制导，所以总共就装备了4枚，而且很快撤装，对美国本土毫无威胁。

但美国人不知道啊。

美国人知道自己不知道，所以才急着派U-2去侦察。结果被人打下来了，关键是飞行员还没被“自杀”，太丢人。

所以，美国人再次想到了卫星，要求新一代侦察卫星必须具备足以替代U-2的侦察能力。

这就是KH-7的任务。

2011年公开展出的KH-7

美国空军这次改革了，不用之前一直采购的爱泰克公司的相机，而是选用伊斯曼·柯达公司的。

KH-7首开采用反射光学系统的先河。它可以把镜头做大、焦距做长，同时体积还能缩小，而且还没有色散。好处很多。

苏联用巨大笨重的折射式系统用得很上瘾，很多年之后，才用上反射镜系统。

另一项变化是采用缝隙相机。

一直到KH-4，采用的相机都是很笨的方式，旋转整个镜头组，扫过胶片成像。镜头组非常重，所以驱动它的电动机功率很大。这俩一块运动，造成巨大振动。拍过照片或者视频的人都知道，不能手抖。讲究画质的要使用三脚架，就是为了避免人为振动。这倒好，主动加剧振动，画质自然不好。

缝隙相机，或者叫推扫式相机，就温柔多了：相机不动，胶片动。
胶片总比镜头组轻多了吧，所以胶片和卷片机制造的振动也就小多了。带来的好处就是相机结构简单、振动减小、成像清晰度提高。

KH-4的分辨率按批次提升，从1962年的5.1m，提高到1963年的2.7m，再到1967年的1.8m。

KH-7最初的地面分辨率为1.2米，这是1965年。到1966年已提高到0.6米。

到了KH-8，又有改进。

2011年公开展出的KH-8

第一颗KH-8，1966年7月29日，用大力神3火箭发射。

侦察卫星要想获得清晰图像，涉及因素很多。

必须准确掌握卫星高度和速度，所以地面测控系统能力必须很强。比如美国想获得我国地面目标的清晰高分辨率图像，必然要掌握在我国上空时，卫星的精确速度、高度、指向、姿态稳定度、镜头温度、变形度等指标。同样，我国卫星也得有这个能力。

一开始，KH-8的地面分辨率应该和KH-7相当，后来逐渐提高到15厘米，直至达到6厘米的精度。这可能是卫星侦察史上最高分辨率了。

为了达到这个分辨率，KH-8要“俯冲”到距离目标130公里的高度，拍摄完成后，阿金纳上面级启动，推回运行轨道。后来的美国光学侦察卫星都过于庞大，无法达到那么低的高度拍照。一是因为推进剂没那么富裕，二是低轨道大气等各种扰动很多，成像条件很差，要想成像清晰，必须付出极大代价。

高分辨率侦察照片的价值不仅在于它们所显示的细节，还在于它们增强了低分辨率照片的价值，可以识别出低分辨率照片中模糊的物体。

从1969年10月第23颗KH-8起，开始使用2个胶片返回舱。

左侧头部是2个胶片返回舱。右侧黄色部分显示光路设计。

这样就让美国人仅用一颗卫星就获得了两颗卫星的侦察能力。不，甚至更好。因为之前的任务都是以周计，之后就逐渐过渡到以月计了。

1971年夏天，KH-11立项，它能让每次任务以年计。


附赠：

KH-7的理论分辨率

它的主镜孔径112厘米，相机焦距196厘米。

一个光学系统的最小可分辨角，由瑞利判据可得出：
最小可分辨角=0.61×波长÷有效孔径=最小可分辨角
也就是0.61×0.55um÷1120mm=2.996E-4

轨道高度×最小可分辨角=对应的地面分辨率
也就是130×2.996E-4=0.039m
也就是4厘米。

但是，这只是理论值。

KH-7使用胶片，胶片也是讲分辨率的，单位是线对/毫米(lp/mm）。

地面分辨率=像元尺寸×轨道高度/焦距

我没查到KH-7的胶片指标，只查到KH-1的柯达胶片在高反差条件下达到280lp/mm。对应像元尺寸就是3.57um。
地面分辨率=3.57×130÷1960=0.24m
也就是24厘米。

依旧是理论值。