卫星的分辨率极限是多少?真能看清报纸上的字吗?

以前经常看到说国外的卫星分辨率可以达到几毫米,能够看清地上报纸上的字,当然现在看来这种说法无非是远古时代的公知们崇洋媚外的产物。事实上只要学了点物理知识的人,都会知道,受限于可见光的波长,光学卫星的分辨率存在理论极限,那么这个理论极限值是多少呢?

卫星的分辨率极限是多少?真能看清报纸上的字吗?

光学卫星的分辨率由衍射极限决定,其公式为:

光学卫星的分辨率计算公式

其中,λ是光的波长(可见光约500-600纳米),D是光学系统的口径。

此外,卫星的分辨率极限还和卫星轨道高度相关。

比如若卫星运行在250公里轨道,要达到1毫米的地面分辨率,卫星所携带的望远镜的光学口径需达到183米,这显然不可能,远超当前技术能力。

如果将轨道降至100公里(此时卫星已经不能稳定在轨了),地面分辨率也降低到1厘米时,光学口径仍需7.3米。目前实际卫星的光学口径通常在2-4米级别(如美国“锁眼”系列卫星),理论分辨率极限约为3-10厘米。

卫星的分辨率极限是多少?真能看清报纸上的字吗?

当然,以上都只是理论上的分辨率,下面我们就整理了一些实际应用中的卫星分辨率数据。

类别理论极限实际最高水平(军用)民用公开水平
光学卫星分辨率3-10厘米美国锁眼-12:0.1米谷歌地球:0.6米
中国卫星分辨率同理论极限高分十一号:0.1米高分多模:0.5米
航拍分辨率无理论限制中国航拍:0.08米谷歌航拍:0.6米(美国)

美国卫星:

  • 美国的“锁眼”系列卫星(如锁眼-11/12)分辨率可达0.1米(10厘米),推测其第五代卫星可能接近6厘米的物理极限。
  • 但公开的民用卫星(如谷歌地球)最高分辨率为0.6米,仅能识别车辆等较大物体,无法看清报纸文字。

中国卫星:

  • 高分十一号卫星分辨率达0.1米,与美军顶级卫星相当;民用高分多模卫星分辨率为0.5米,可识别小轿车挡风玻璃等细节。
  • 中国航拍图像分辨率可达0.08米(8厘米),但这是航空摄影,非卫星技术。

所以综上所述,想要卫星直接看清报纸上的字是不可能的,报纸文字大小约3-5毫米,需毫米级分辨率,对应光学口径需数百米,远超当前技术(如国际空间站主镜仅2.4米)。

即使顶级军用卫星(0.1米分辨率)也只能识别约A4纸大小的物体,无法分辨文字细节。

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