home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #19 / NN_1992_19.iso / spool / sci / physics / 13612 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-08-26  |  5.1 KB

  1. From: flower@hpcc01.corp.hp.com (Graham Flower)
  2. Date: Wed, 26 Aug 1992 16:20:08 GMT
  3. Subject: Re: Satellite spying
  4. Message-ID: <4720048@hpcc01.corp.hp.com>
  5. Organization: the HP Corporate notes server
  6. Path: sparky!uunet!haven.umd.edu!darwin.sura.net!zaphod.mps.ohio-state.edu!sdd.hp.com!hpscdc!hplextra!hpcc05!hpcc01!flower
  7. Newsgroups: sci.physics
  8. References: <9223715.21857@mulga.cs.mu.OZ.AU>
  9. Lines: 90
  10.  
  11. / hpcc01:sci.physics / ted@physics3 (Emory F. Bunn) / 10:51 pm  Aug 24, 1992 /
  12.  
  13. >>  If it is possible to resolve a person's face from a satellite, why did we
  14. >>  spend so much money on the Hubble Telescope?
  15. >
  16. >   Hubble was designed to look out not in. hubble is a different animal and
  17. >   I would suspect its capability is probably greater in terms of resolution.
  18. >   
  19.  
  20. < Let's do the calculation.  Assume that the spy satellite is capable of
  21. < resolving objects that are about 10 cm across.  (This is consistent
  22. <  in order of magnitude with what Graham said, as well as what little
  23. <  I've read on the subject.)  A typical orbital height for
  24. < a satellite is about 3 times 10^5 meters.  So the angular size 
  25. <  of the smallest objects the satellite can resolve is about 
  26. <  0.1 / 3x10^5 = 3x10^-7 radians.  That's about 2x10^-5 degrees, or 
  27. < 0.07 arc-seconds.  
  28.  
  29. <  Even taking into
  30. <  account the fact that this is a very rough calculation, that seems
  31. <   hard to believe.  It's significantly better than the best ground-based 
  32. <  telescopes, which get about 0.5 arc-second resolution on a good day.  
  33. <  Naively, one would expect those two resolutions to be comparable,
  34. <  since they're both limited by "seeing" (atmospheric turbulence).
  35.  
  36. <  But the really fishy thing is that it's better than the resolution that
  37. <  Hubble was supposed to get.  The Hubble was supposed
  38. <  to be near the theoretical diffraction limit for resolution, which 
  39. <  would be about
  40. <  wavelength / diameter = 6 x 10^-7 meters / 1.5 meters = 
  41. <  4 x 10-7 radians = 0.08 arc-seconds.
  42.  
  43. <  Now it seems to me that there's no way these spy satellites can get
  44. <  around that diffraction limit, except by having a primary lens or
  45. <  mirror that's bigger than Hubble's.  But I don't expect that they do.
  46. <  So I think that the rough estimate of the spy-satellite resolution
  47. <  must be overly optimistic.
  48.  
  49. <  Anybody care to comment?  Some of my numbers or calculations could
  50. <  be wrong, or there could be some physics I'm missing.
  51.  
  52.   Well Ted you raise a good issue and one which I frankly havent thought about
  53.   much. So last night I pulled out some of my references and took a gander. 
  54.   I believe you are underclaiming Hubble and ground based resolution by about
  55.   1 order of magnitude. My copy of "the New Cosmos 4th ed" by Aldrech Unsold
  56.   gives Hubble resolution as .008 arc seconds and best ground based resolution
  57.   as .03 arc seconds in chapter 3. Now this hubble resolution is in a different
  58.   mode where spectrum and field of view are resricted and it sounds like some
  59.   sort of photomultiplier is used to enhance the image brightness. 
  60.  
  61.   Also I pulled out "Deep Black" by William e. Burrows, a reading of which was
  62.   the basis for earlier statements of a ballpark nature. Burrows is a science
  63.   journalist, so we need to be careful, but he has covered military technology 
  64.   etc for the NY Times, Washington Post and Wall street Journal over a 25 year
  65.   period and is a professor of Science journalism at New York University. It
  66.   appears that he has developed most of his info from congressional and military
  67.   contacts (including defense contractors) and he provides 45 pages of notes
  68.   on sources. 
  69.  
  70.   Anyway Burrows claims Keyhole 8 has about a 1 foot resolution and one of the
  71.   later ones has 4 inch resolution. He points out that you can make out the
  72.   windows on the russian carrier photo that graced the cover of Jane's one month  ( I looked at that issue a long time ago, right now all I can really remember
  73.   is being impressed) It sounds like the Keyhole 8 has about an 80 inch large
  74.   mirror and uses a configuration with a secondary mirror that increases the
  75.   focal length beyond what would be practical for a telescope on the ground. 
  76.   As for orbit heights, he claims keyhole 8 has about a 100 kilometer perigee
  77.   and 300 kilometer apogee. 
  78.  
  79.   An interesting physics problem which spurred my interest in spy satellites
  80.   is to calculate analytically the torque applied over a period to a satellite
  81.   due to the fact that the earth is really an oblate Spheroid not a sphere. 
  82.   (There are 2-3 problems related to this in chapter 3 of symon's mechanics
  83.   book, note that the torque problem 3.56 has a star by it, which is deserved
  84.   I can attest) anyway the result is that the torque depends on the angle the
  85.   satellite makes with the equator and that the satellite will precess west 
  86.   each revolution. A related simple problem is quantifying the advantage of
  87.   launching east versus west. 
  88.  
  89.   Regards
  90.  
  91.  
  92. Graham Flower ms 90-TT               |  Better to have convictions and act on 
  93. Hewlett-Packard  350 W Trimble Rd    |  them, even if they are wrong, than to  
  94. Microwave Semiconductor Division     |  waffle in indecision.
  95. San Jose, California, 95131          |
  96.  graham_flower@sj.hp.com             |
  97.  
  98.  
  99. ----------
  100.  
  101.