Кіріспе

Америкалық тыңшылық спутнигінің түрі

KH 11 KENNEN (кейін CRYSTAL деп аталды, содан кейін Evolved Enhanced CRYSTAL System, және 1010 және Key Hole кодтық аттарымен) KH 11 спутниктерінің түрі. Кейін KH 11B немесе KH 12 деп аталды, сондай-ақ "Advanced KENNEN", "Improved Crystal" және "Ikon" аттарымен де белгілі. Ресми бюджеттік құжаттардағы соңғы буын электрооптикалық спутниктер "Evolved Enhanced CRYSTAL System" деп аталады. Key Hole сериясы KH 7 GAMBIT, KH 8 GAMBIT 3, KH 9 HEXAGON және KH 11 KENNEN спутниктері туралы көптеп айтылғаннан кейін, ресми түрде кездейсоқ нөмірлеу жүйесіне көшірілді. KH 11 спутнигінің мүмкіндіктері, сондай-ақ олар түсіретін суреттер де жоғары құпия сақталады. Бұл спутниктер 1997 жылы жарияланған Кеңес Одағы мен Қытайға қатысты кейбір суреттердің, 1998 жылғы АҚШ елшілігіне жасалған шабуылға байланысты Судан мен Ауғанстанның 1998 жылы жарияланған суреттерінің және 2019 жылы сол кездегі президент Дональд Трамп көрсеткен Иранның сәтсіз зымыран ұшыруының фотосуретінің көзі деп есептеледі.

Бағдарламаның тарихы мен логистикасы

KH 7 GAMBIT (FROG) фильмі NRO A бағдарламасының NRO B бағдарламасының алғашқы электрооптикалық бейнелеу (EOI) спутнигіне қарсылас ретінде тағайындалды. Zoster кодолық атымен алдын ала EOI зерттеуінен кейін, президент Никсон 1971 жылдың 23 қыркүйегінде бастапқы Zaman кодолық атымен EOI спутнигін жасауға рұқсат берді. 1971 жылдың қараша айында бұл кодолық ат Kennen-ге өзгертілді, ол орта ғасырлық ағылшын тілінде "қабылдау" дегенді білдіреді. ZAMAN/KENNEN бағдарламалық тобының алғашқы директоры Чарльз Р. "Чарли" Рот болды, ол 1975 жылдың қазанында Ратледж П. (Хап) Хаззардпен алмастырылды. Деректер байланыс спутниктері желісі арқылы беріледі; Сателиттік деректер жүйесі (SDS). Электрооптикалық бейнелеуді өңдеуге арналған алғашқы жердегі станция 58-ауданындағы құпия Ұлттық барлау кеңсесі болды, кейіннен Вирджиния штатындағы Форт-Белвоарда орналасқандығы расталды. 1999 жылы NRO Боингті Болашақ бейнелеу архитектурасы (FIA) бағдарламасының бас мердігері етіп таңдады, ол KH 11 спутниктерін кішірек, бірақ қабілетті барлау спутниктерінің тиімді шоқжұлдызымен алмастыруға бағытталған. 2005 жылы FIA сәтсіз аяқталғаннан кейін, NRO Lockheed компаниясынан KH 11 спутнигінің екі қосымша түрін тапсырыс берді. Бұл екеуінің біріншісі – USA 224, 2011 жылдың басында жоспарланған мерзімнен екі жыл бұрын ұшырылды.

Бастапқы жобалау ерекшеліктері

Лью Алленнің айтуынша, бастапқы негізгі дизайн элементтерін Эдвин Х. Лэнд белгілеген. Олар: i) қатты күйдегі фокустық жазықтық тізімі; ii) күрделі деректерді өңдеуге арналған интегралды схемалар; iii) диаметрі f/2 болатын үлкен, жылдам оптикалық жүйе; iv) гигабит/секундық деректер желісі; v) бейнелейтін спутниктердің орбитадағы ұзақ қызмет мерзімі; және vi) бейнелерді дерлік нақты уақытта жіберуге мүмкіндік беретін байланыс спутниктері.

Өлшемі мен массасы

KH 11 спутнигінің мөлшері мен пішіні Хаббл ғарыш телескопына ұқсас деп саналады, себебі олар ұқсас контейнерлерде тасымалданған. Олардың ұзындығы 19,5 метр, ал диаметрі 2 метрге дейін жетеді. NASA-ның Хаббл тарихында 3 метрлік негізгі айнадан басқа конструкцияға ауысу себептерін талқылай келіп, былай делінген: "Сонымен қатар, 2,4 метрлік айнаға өту, әскери-жасырын спутниктер үшін жасалған өндіріс технологияларын пайдалану арқылы өндіріс шығындарын төмендетуге мүмкіндік береді". KH 11 спутнигінің әртүрлі нұсқаларының массасы әртүрлі. Алғашқы KH 11 спутниктерінің массасы KH 9 HEXAGON спутнигінің массасына шамалас болған, яғни шамамен . Кейінгі блоктардың массасы шамамен - аралығында деп есептеледі.

Оптикалық телескоптар жиынтығы

ЦРУ тарихында алғашқы KH-11 спутниктеріндегі негізгі айнаның өлшемдері көрсетілген, бірақ кейінірек шыққан нұсқаларында өлшемдері артты. Кейінгі спутниктердегі айналар үлкенірек болды, диаметрі шамамен . "Джейнс Дифенс Уикли" мәліметінше, Кассегренды көлденең телескоп жүйесіндегі екінші айнаны жылжытуға болады, бұл спутникке қалыпты емес бұрыштардан суреттер түсіруге мүмкіндік береді. Сондай-ақ, спутник әр бес секунд сайын сурет түсіре алатыны туралы деректер бар.

Бейнелеу сенсорлары мен камера режимдері

Бастапқы KH 11 камера жүйесі кадрлық және жолақты режимдерді ұсынды. Фокустық жазықтықта жарыққа сезімтал кремний диодтарының массиві орналасқан, олар жарықтық деңгейлерді электр сигналдарына түрлендірді. Қаптама тығыздығы жеткілікті деңгейде болды (бір дюймге бірнеше жүз диод), бұл CORONA спутниктерінің жер үстінен алынған сынамалар қашықтығымен сәйкес келеді. Тіркелген цифрлық сигнал шифрланып, дерлік нақты уақытта жер станциясына жіберіліп, жазылған кескінді қайта жасайтын лазер арқылы пленкаға жазылды. KH 11 үшін алғашқы зарядты құрылғы (CCD) детекторлары 1970 жылдардың соңында Westinghouse Electric Corporation компаниясы Балтимордағы өндіріс орнында жасалған. KH 11 Block II 800 × 800 пикселді CCD-мен суретке түсіруге жабдықталған алғашқы барлау спутнигі болуы мүмкін. Кейінгі блок спутниктері сигналдарды барлау қабілеттерін және кеңірек жарық спектрінде (мүмкін, инфрақызылға дейін) жоғары сезімталдықты қамтуы мүмкін.

Байланыс

KH 11 спутниктеріне және олардан алынған деректерге байланыс жоғары орбитадағы байланыс реле спутниктерінің шоқжұлдызы арқылы жүзеге асырылады. Бастапқы байланыс релесі 60 ГГц жиілігінде жұмыс істеген деп саналады, себебі осы жиіліктегі радиоэмиссия Жер атмосферасымен тоқтатылып, осылайша жерден анықталмайды. Алғашқы екі спутниктік деректер жүйесінің спутниктері 1976 жылдың маусымы мен тамызында ұшырылды, яғни KH 11 спутнигінің алғашқы ұшырылысынан бұрын, 1976 жылдың соңында. Орбитадағы алғашқы қиындықтардың бірі – суретке түсіру спутнигінен реле спутниктеріне және реле спутниктерінен жер станцияларына жіберілетін байланыс сигналдарын күшейтетін Traveling wave tubes-тің (толқындық құбырлардың) істен шығуы болды. Ионосфераны кесіп өтетін кезде құбырлардың сыртына 14 000 вольт кернеумен жұмыс істейтін иондар жиналуы мүмкін еді. Бұл қайта-қайта ұшқын шығуға және құбырлардың ішінде көміртектің іздерінің қалуына әкеліп соқты, нәтижесінде олардың тоқ өткізбеуіне себеп болды. Бұл мәселені орбиталық спутниктің ионосфераны кесіп өтетін кезде бағытын өзгерту арқылы азайтуға болады, ал соңында келесі спутниктерде құбырларды жақсырақ қорғау арқылы шешілді.

Қалысдық және жер бетінен алынған сынамалар аралығы

Көзбен көрінетін спектрде (яғни 500 нм толқын ұзындығында) бақылайтын мінсіз айнаның дифракциялық шектеулі ажыратымдылығы шамамен 0,05 доға секундіне тең, бұл орбиталық биіктіктен қарағанда жер бетіндегі нысанның шамамен қашықтығына сәйкес келеді. Оперативтік ажыратымдылық атмосфералық турбуленцияның әсерінен нашар болуы тиіс. Астроном Клиффорд Столл мұндай телескоптың "бірнеше дюймға дейін ажырата алатынын" бағалайды. Адам бетін тану үшін бұл жеткіліксіз".

KH-11 ұрпақтары

АҚШ электрооптикалық барлаудың бес буыны анықталды:

I блок

I блок - бастапқы KH 11 спутнигі, оның бесеуі 1976 жылдың 19 желтоқсаны мен 1982 жылдың 17 қарашасы аралығында ұшырылды.

II блок

Үш блок II спутнигі ашық деректерде KH 11B, болжамды DRAGON кодық аты немесе CRYSTAL деп аталады және оптикалық байқаулардан өзге инфрақызыл суреттерді түсіруге қабілетті деп саналады. Тағы бір жақсарту – бұрынғы үлгілермен салыстырғанда жүктеу жылдамдығының сегіз есеге артуы, бұл жақсартылған нақты уақыт қолжетімділігіне және кеңейтілген аумақты қамтуға мүмкіндік берді. III блоктан бастап спутниктердің қызмет ету мерзімі шамамен 15 жылға дейін ұзартылды, бұл атмосфералық қарсылықты жеңілдету үшін үлкен жанармай қорын қамтамасыз ететін жоғары көтерілу массасымен байланысты болуы мүмкін.

IV блок

IV блокқа 2005 жылдың қазанында, 2011 жылдың қаңтарында және 2013 жылдың тамызында ұшырылған үш электрооптикалық спутник тиесілі.

V блок

Жасырын байланыс спутниктерінің жаңа буыны еңісті геосинхронды орбиталарға ұшырылды, бұл 2018 жылдың соңында (NROL 71) және 2021 жылы (NROL 82) ұшырылу жоспарланған V блок электро-оптикалық спутниктерін қолдау мақсатында болуы мүмкін деген болжамдарға әкелді. Екі спутниктің де құрылысын Lockheed Martin Space Systems компаниясы жүзеге асырды, олардың негізгі айнасының диаметрі 2,4 метрге жетеді және бұл Lockheed компаниясы жасаған бұрынғы блоктардың жетілдірілген нұсқалары. Ұшыруға арналған жарияланған қауіпті аймақтарға сүйене отырып, NROL 71 үшін орбиталық еңіс 74° құрайды деп болжануда. Бұл NROL 71 II типті Көпкүндік Синхронды Орбитаға (Multi Sun Synchronous Orbit) бағытталғанын көрсетеді, бұл спутникке жерді әртүрлі жергілікті уақыт әсерлерінің (көлеңке бағыты мен ұзындығы, күнделікті қызметтер және т.б.) аясында зерттеуге мүмкіндік береді.

Деривативтер

Мсти спутнигі KH 11 спутнигінен туындаған деп саналады, бірақ оны радарларға көрінбейтін және көзбен анықтау қиын ету үшін өзгертілген. Бірінші Мсти спутнигі, USA 53, 1990 жылы STS 36 миссиясы барысында ұшырылды. 1999 жылдың 22 мамырында Ванденберг әуе күштері базасынан Titan IVB ракетасымен ұшырылған USA 144 спутнигі екінші Мсти спутнигі немесе Enhanced Imaging System ғарыш аппараты болуы мүмкін. Спутниктер кейде KH 12 деп белгіленеді. 2011 жылдың қаңтар айында NRO, NASA-ға диаметрі Хаббл ғарыш телескопына ұқсас, бірақ басқарылатын екінші айналары және қысқарақ фокус арақашықтығы (көру бұрышы кеңейтілген) бар екі ғарыш оптикалық телескоп жинағын сыйға берді. Бастапқыда бұл KH 11 сериясының "қосымша жабдығы" деп есептелді, бірақ кейіннен бұл Future Imaging Architecture бағдарламасының тоқтатылған жобалары екені анықталды. Айналар NASA-мен Рим ғарыш телескобының негізгі және қосалқы айналары ретінде пайдаланылатын болады.

Компромистер

1978 жылы Уильям Кампилс есімді жас ЦРУ қызметкері KH 11 жүйесінің техникалық нұсқаулығын, оның құрылымы мен жұмысын сипаттап, Кеңес Одағына сатқан деп айыпталды. Кампилес тыңшылық қылған деп танылып, бастапқыда 40 жылға бас бостандығынан айырылды. Кейін бұл мерзім қысқартылды, және 18 жыл өтеген соң Кампилес 1996 жылы босатылды. 1984 жылы Теңіз күштерінің барлау қолдау орталығындағы барлау аналитигі Сэмюэл Лоринг Морисон KH 11 түсірген үш құпия суретті Jane's Defence Weekly басылымына жіберді. 1985 жылы Морисон екі рет тыңшылық және екі рет мемлекеттік мүлікті ұрлау қылмысы бойынша Федералды сотта айыпты деп танылып, екі жылға бас бостандығынан айырылды. 2001 жылы президент Клинтон оны кешірді. 2019 жылы Дональд Трамп, АҚШ президенті ретінде, Иранның Сафир зымырасының сәтсіз сынағынан кейінгі жағдайды көрсететін құпия суретті Twitter-ге жариялады, оның USA 224 спутнигінен алынғанына кейбіреулер сенді. Сеймур Херштің "Самсонның опциясы: Израильдің ядролық қарулары және американдық сыртқы саясат" кітабында Ари Бен Менаше Израильдің Кеңес Одағына зымырандарды бағыттау үшін KH 11 спутнигінен суреттер ұрлағанын айтады.

Құны

Бірлік құны, іске қосу шығындарымен қоса, доллармен есептелгенде 1,25-тен 1,75 миллиард АҚШ долларына дейін (инфляцияға орай түзетілген) құрайды. 2012 жылы USA 224 спутнигі ұшырылғаннан кейін DNRO Брюс Карлсон спутниктің сатып алу құны бастапқы бюджеттік бағалаудан 2 миллиард долларға арзан болғанын, нәтижесінде құны шамамен 4,4 миллиард долларды құрайтынын (инфляцияға орай түзетілген миллиард) хабарлады.