Введение
Тип американского разведывательного спутника KH 11 KENNEN (позже переименованный в CRYSTAL, затем – Evolved Enhanced CRYSTAL System, и носивший кодовые названия 1010 и Key Hole). Последующие спутники KH 11, по мнению внешних наблюдателей, обозначались как KH 11B или KH 12, а также именовались "Advanced KENNEN", "Improved Crystal" и "Ikon". В официальных бюджетных документах новейшее поколение электрооптических спутников именуется Evolved Enhanced CRYSTAL System. Серия Key Hole была официально прекращена, и ей на смену пришла схема случайной нумерации, после многочисленных публичных упоминаний спутников KH 7 GAMBIT, KH 8 GAMBIT 3, KH 9 HEXAGON и KH 11 KENNEN. Возможности KH 11 и получаемые им изображения строго засекречены. Предполагается, что эти спутники были источником некоторых изображений Советского Союза и Китая, обнародованных в 1997 году, снимков Судана и Афганистана, опубликованных в 1998 году в связи с терактами в посольствах США, а также фотографии 2019 года, предоставленной тогдашним президентом Дональдом Трампом, неудачного запуска иранской ракеты.
The KH 11 KENNEN (later renamed CRYSTAL, then Evolved Enhanced CRYSTAL System, and codenamed 1010 and Key Hole
Later KH 11 satellites have been referred to by outside observers as KH 11B or KH 12, and by the names "Advanced KENNEN", "Improved Crystal" and "Ikon". Official budget documents refer to the latest generation of electro optical satellites as Evolved Enhanced CRYSTAL System. The Key Hole series was officially discontinued in favor of a random numbering scheme after repeated public references to KH 7 GAMBIT, KH 8 GAMBIT 3, KH 9 HEXAGON, and KH 11 KENNEN satellites. The capabilities of the KH 11 are highly classified, as are the images they produce. The satellites are believed to have been the source of some imagery of the Soviet Union and China made public in 1997; images of Sudan and Afghanistan made public in 1998 related to the response to the 1998 U. S. embassy bombings; and a 2019 photo, provided by then President Donald Trump, of a failed Iranian rocket launch.
История программы и логистика
Фильм "Прочитай KH 7 GAMBIT" (FROG) стал конкурентом программы НРО А по отношению к первоначальному спутнику электрооптической съемки (EOI) программы НРО Б. После предварительного исследования EOI под кодовым названием Zoster, президент Никсон 23 сентября 1971 года одобрил разработку спутника EOI под первоначальным кодовым названием Zaman. В ноябре 1971 года это кодовое название было изменено на Kennen, что на среднеанглийском означает "воспринимать". Первым директором Программной группы ZAMAN/KENNEN был Чарльз Р. "Чарли" Рот, которого в октябре 1975 года сменил Ратледж П. (Хап) Хаззард. Данные передаются по сети коммуникационных спутников, через Систему спутниковых данных (SDS). Первоначальной наземной станцией для обработки электрооптических изображений была секретная установка Национального управления разведывательных программ в Зоне 58, позже подтверждено, что она располагалась в Форт-Белвуаре, штат Вирджиния. В 1999 году НРО выбрала Boeing в качестве главного подрядчика для программы Future Imagery Architecture (FIA), направленной на замену спутников KH 11 более экономичной группировкой меньших, но более мощных разведывательных спутников. После провала FIA в 2005 году НРО заказала у Lockheed два дополнительных KH 11 с существующим оборудованием. USA 224, первый из этих двух спутников, был запущен в начале 2011 года, на два года раньше первоначального прогноза.
Первоначальные конструкционные спецификации
По словам Лью Аллена, первоначальные ключевые элементы конструкции были определены Эдвином Лэндом. Они включали в себя: i) твердотельный фокальный плоскостный массив, ii) интегральные схемы для сложной обработки данных, iii) большую и быструю оптическую систему с первичным зеркалом диаметром f/2, iv) канал передачи данных со скоростью гигабит в секунду, v) длительный срок службы на орбите для спутников-сенсоров и vi) спутники связи для обеспечения почти мгновенной передачи изображений на Землю.
Размер и масса
Считается, что KH 11 по размерам и форме напоминают космический телескоп Хаббл, поскольку они доставлялись в аналогичных контейнерах. Их длина, по оценкам, составляет 19,5 метров, а диаметр – до . В "Истории Хаббла" НАСА, где обсуждаются причины перехода от главного зеркала диаметром 3 метра к другой конструкции, говорится: "Кроме того, переход на зеркало диаметром 2,4 метра позволил бы снизить затраты на изготовление за счет использования технологий производства, разработанных для военных разведывательных спутников". Различные модификации KH 11 отличаются по массе. Сообщалось, что ранние KH 11 сопоставимы по массе с KH 9 HEXAGON, то есть около . Более поздние блоки, как полагают, имеют массу от до .
Комплекс оптического телескопа
История ЦРУ утверждает, что основное зеркало на первых KH-11 имело размер , но в более поздних версиях его размеры увеличились. Последующие спутники были оснащены зеркалами большего диаметра, около . Jane's Defence Weekly сообщает, что вторичное зеркало в системе отражающего телескопа Кассегрена могло перемещаться, что позволяло получать изображения с углов обзора, необычных для спутника. Также есть данные о том, что спутник способен делать снимки каждые пять секунд.
Датчики изображения и режимы работы камеры
Первоначальная система камер KH 11 предлагала режимы съемки кадров и полос. Фокусная плоскость была оснащена массивом светочувствительных кремниевых диодов, преобразующих значения яркости в электрические сигналы. Плотность их размещения была достаточно высокой (несколько сотен диодов на дюйм), чтобы соответствовать пространственному разрешению спутников CORONA. Записанный цифровой сигнал шифровался и передавался на наземную станцию практически в реальном времени, а затем записывался на пленку с помощью лазера для восстановления изображения. Первые детекторы с зарядовой связью (CCD) для KH 11 были разработаны компанией Westinghouse Electric Corporation на ее предприятии в Балтиморе в конце 1970-х годов. KH 11 Block II, вероятно, был первым разведывательным спутником, оснащенным для получения изображений с помощью CCD-матрицы разрешением 800 × 800 пикселей. Более поздние спутники серии могли включать в себя средства радиотехнической разведки и повышенную чувствительность в более широком диапазоне спектра, включая, вероятно, инфракрасный.
Сообщения
Связь со спутниками KH 11 и загрузка данных с них осуществляется через созвездие ретрансляционных спутников связи на более высоких орбитах. Считается, что первоначальная полезная нагрузка ретрансляции работала на частоте 60 ГГц, поскольку радиоизлучение на этой частоте блокируется атмосферой Земли и, следовательно, не обнаруживается с поверхности Земли. Запуск первых двух спутников системы передачи данных произошел в июне и августе 1976 года, то есть до первого запуска спутника KH 11 в конце 1976 года. Одной из первых проблем, возникших на орбите, были отказы бегущих волновых трубок, которые усиливали сигналы связи, передаваемые с разведывательного спутника на ретрансляционные спутники, и от ретрансляционных спутников на наземные станции. Во время прохождения ионосферы ионы могли накапливаться на внешней поверхности трубок, работавших при напряжении 14 000 вольт. Это вызывало повторные искрения и отложение следов углерода внутри трубок, что в конечном итоге приводило к их короткому замыканию. Снизить влияние проблемы можно было, изменяя ориентацию спутника на орбите при прохождении ионосферы, а окончательно ее решили путем улучшения экранирования трубок в последующих спутниках.
Разрешение и расстояние от земли до образца
Идеальное зеркало, наблюдающее в видимом спектре (т.е. на длине волны 500 нм), имеет дифракционно-ограниченное разрешение около 0,05 угловой секунды, что с орбитальной высоты соответствует пространственному разрешению на земной поверхности. Реальное разрешение должно быть хуже из-за влияния атмосферной турбулентности. Астроном Клиффорд Столл оценивает, что такой телескоп сможет различить объекты размером до "нескольких дюймов. Недостаточно хорошо, чтобы распознать лицо".
KH-11 поколения
Было выявлено пять поколений американской электрооптической разведывательной техники.
Блок I
Блок I относится к оригинальному спутнику KH-11, пять экземпляров которого были запущены в период с 19 декабря 1976 года по 17 ноября 1982 года.
Блок II
Три спутника блока II в открытых источниках упоминаются как KH 11B, предполагаемое кодовое имя DRAGON или CRYSTAL, и, как считается, способны получать инфракрасные изображения в дополнение к оптическим наблюдениям. Другим усовершенствованием стало восьмикратное увеличение скорости передачи данных по сравнению с предыдущими моделями, что обеспечило более быстрый доступ к информации в реальном времени и расширение площади охвата. Начиная с блока III, типичный срок службы спутников увеличился примерно до 15 лет, что, возможно, связано с увеличенной массой при запуске, обеспечивающей больший запас топлива для компенсации атмосферного сопротивления.
Площадь IV
Три электрооптических спутника, запущенные в октябре 2005 года, январе 2011 года и августе 2013 года, приписаны к блоку IV.
Блок V
Новое поколение секретных спутников связи, выведенных на наклонные геосинхронные орбиты, породило предположения о поддержке ими электрооптических спутников блока V, запуск которых запланирован на конец 2018 года (NROL 71) и 2021 года (NROL 82). Оба спутника построены компанией Lockheed Martin Space Systems, оснащены первичным зеркалом диаметром 2,4 метра и являются модернизированными версиями предыдущих блоков, также созданных Lockheed. На основе опубликованных зон опасности при запуске был определен орбитальный наклон 74° для NROL 71. Это может свидетельствовать о том, что NROL 71 предназначен для орбиты типа II с множественной синхронизацией по солнцу, что позволит спутнику изучать земную поверхность с учетом различных местных временных эффектов (направление и длина тени, повседневная активность и т.п.).
Деривативы
Считается, что спутник Misty был разработан на базе KH-11, но модифицирован для невидимости для радаров и затруднения визуального обнаружения. Первый спутник Misty, USA-53, был выведен на орбиту в 1990 году в ходе миссии STS-36. Спутник USA-144, запущенный 22 мая 1999 года с базы ВВС Ванденберг ракетой-носителем Titan IVB, мог быть вторым спутником Misty или космическим аппаратом с усовершенствованной системой съёмки. Эти спутники иногда идентифицируются как KH-12. В январе 2011 года NRO передала NASA два космических оптических телескопа с первичными зеркалами диаметром, сопоставимым с размером зеркал космического телескопа Хаббл, но оснащенных управляемыми вторичными зеркалами и меньшим фокусным расстоянием (что обеспечивает более широкое поле зрения). Изначально предполагалось, что это "дополнительное оборудование" серии KH-11, однако впоследствии их связали с отмененной программой Future Imaging Architecture. Зеркала будут использованы NASA в качестве основного и резервного для Космического телескопа имени Романа.
Компромиссы
В 1978 году молодой сотрудник ЦРУ по имени Уильям Кампилс был обвинен в продаже Советскому Союзу технического руководства к системе KH-11, описывающего ее конструкцию и принцип работы. Кампилес был признан виновным в шпионаже и первоначально приговорен к 40 годам лишения свободы. Позже срок был сокращен, и после 18 лет заключения Кампилес был освобожден в 1996 году. В 1984 году Сэмюэл Лоринг Морисон, аналитик разведки в Центре поддержки военно-морской разведки, передал три засекреченных снимка, сделанных KH-11, в журнал Jane's Defence Weekly. В 1985 году Морисон был осужден в федеральном суде по двум пунктам обвинения в шпионаже и по двум пунктам обвинения в хищении государственной собственности, и приговорен к двум годам тюремного заключения. В 2001 году он был помилован президентом Клинтоном. В 2019 году Дональд Трамп, будучи президентом Соединенных Штатов, опубликовал в Twitter засекреченное изображение последствий неудачного испытания иранской ракеты "Сафир", которое, по мнению некоторых, было получено со спутника USA-224. В книге Сеймура Херша "Возможность Самсона: ядерный арсенал Израиля и американская внешняя политика" Ари Бен Менаше утверждает, что Израиль похитил снимки с KH-11 для наведения ракет на Советский Союз.
Стоимость
Оценочные затраты на единицу продукции, включая запуск, в долларах США, составляют от 1,25 до 1,75 миллиардов долларов (с учетом инфляции до миллиардов долларов в 2000 году). В 2004 году, после запуска USA 224, Брюс Карлсон, директор DNRO, объявил, что стоимость закупки спутника оказалась на 2 миллиарда долларов ниже первоначальной сметы, что составляет примерно 4,4 миллиарда долларов (с учетом инфляции в 2008 году).