伊朗火箭爆炸：一張照片背后的故事

文/土星五號(hào)

美國(guó)總統(tǒng)特朗普的推特一直以語(yǔ)出驚人而出名，但他在8月31日發(fā)的推特還是再一次刷新人們對(duì)他乃至美國(guó)的認(rèn)知。而這一切，僅僅是因?yàn)樘乩势赵诔爸S伊朗的推特下，配上了一張非常驚人的照片。

一切的起源

這起事件其實(shí)還要從8月29日美國(guó)全國(guó)廣播電臺(tái)的新聞?wù)f起。美國(guó)全國(guó)廣播電臺(tái)通過(guò)美國(guó)行星公司的民用地球監(jiān)測(cè)衛(wèi)星拍攝到的照片，發(fā)現(xiàn)伊朗的伊瑪目·霍梅尼航天中心發(fā)射臺(tái)濃煙滾滾，疑似在火箭燃料加注時(shí)發(fā)生了爆炸。這已經(jīng)是伊朗今年第三次發(fā)射失敗，其在今年1月和2月發(fā)射的衛(wèi)星均未能入軌。

▲特朗普8月30日推發(fā)的伊朗衛(wèi)星發(fā)射臺(tái)因爆炸受損的照片

▲美國(guó)麥克薩技術(shù)公司拍到的照片

▲美國(guó)行星公司拍到的伊朗發(fā)射臺(tái)照片

隨后另一家美國(guó)公司麥克薩技術(shù)公司的的商業(yè)衛(wèi)星拍攝了更加清晰的照片，可見(jiàn)圓形的發(fā)射臺(tái)四周有4個(gè)類(lèi)似于避雷塔的高塔，已經(jīng)被濃煙熏黑的火箭依然屹立在類(lèi)似于移動(dòng)發(fā)射車(chē)的立起發(fā)射架上。其實(shí)從伊朗用宗教領(lǐng)袖的名字命名航天中心就能看得出來(lái)，伊朗的航天政治目的遠(yuǎn)高于實(shí)際科研目的，且和朝鮮一樣，美國(guó)一直認(rèn)為這是伊朗研發(fā)洲際彈道導(dǎo)彈的幌子。因此在火箭發(fā)射失敗后，一直和伊朗合不來(lái)的特朗普自然要在推特上嘲諷一番，“美國(guó)沒(méi)有參與近日在伊朗發(fā)射臺(tái)準(zhǔn)備發(fā)射時(shí)造成巨大事故的使者運(yùn)載火箭，我衷心希望且祝好運(yùn)伊朗能找到事故原因。” 這個(gè)推特本身以特朗普的標(biāo)準(zhǔn)并無(wú)不尋常之處，但仿佛如炫耀一般，特朗普附上的一張發(fā)射臺(tái)照片，著實(shí)嚇到了許多前情報(bào)工作人員和衛(wèi)星愛(ài)好者。

不一般的照片

這張從推特上下載的照片不大，分辨率僅1280×686，但清晰度卻高得驚人，不僅能看到圓形發(fā)射臺(tái)四周的四個(gè)避雷塔，就連塔的構(gòu)造乃至影子長(zhǎng)度和角度都非常明顯，甚至能看到發(fā)射架自身的鏤空結(jié)構(gòu)。更為夸張的是，這不是一張通過(guò)后期加工提高分辨率的照片，包括移動(dòng)發(fā)射立起裝置的門(mén)，被損毀的輔助車(chē)輛等細(xì)節(jié)都清晰可見(jiàn)，還能辨別出掛在圓形發(fā)射臺(tái)邊緣的、用波斯語(yǔ)寫(xiě)的“國(guó)家賦權(quán)產(chǎn)物”。圖正中的白色光亮很明顯是拍照時(shí)閃光燈的反光，推特上這張照片其實(shí)是用其他攝像工具翻拍的一張照片，且照片中看不到顯示屏的摩爾紋，也就是說(shuō)這張照片翻拍于一張打印出來(lái)的照片。用手機(jī)給打印照片二次拍攝的應(yīng)該都知道，手機(jī)拍的照片不管有多給力,其分辨率都趕不上實(shí)際照片，發(fā)射臺(tái)原圖的清晰度還要更高。

這張照片之所以會(huì)引起巨大轟動(dòng)，首當(dāng)其沖的便是其拍攝方式。霍梅尼航天中心在伊朗北部，距離伊朗北部城市塞姆南市僅50公里，距離里海海岸約200公里，距離阿富汗邊境直線距離約650公里。美國(guó)若派出無(wú)人機(jī)拍攝，不管從格魯吉亞還是阿富汗出發(fā)往返直線距離都有上千公里，冒著被擊落的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)入伊朗領(lǐng)空不說(shuō)，途中還要經(jīng)過(guò)亞美尼亞、阿塞拜疆等國(guó)的領(lǐng)空，更不用說(shuō)美國(guó)在格魯吉亞沒(méi)有無(wú)人機(jī)基地。今年6月20日美國(guó)在波斯灣的RQ-4無(wú)人機(jī)剛被伊朗擊落，不會(huì)再次貿(mào)然深入。同樣由于航天發(fā)射的安全要求，發(fā)射中心周?chē)袊?yán)格的空域限制，間諜帶的中小型無(wú)人機(jī)大搖大擺進(jìn)出根本是不可能的事情。排除了無(wú)人機(jī)拍攝，那么剩下的唯一可能性便是偵察衛(wèi)星拍攝。巧的是美國(guó)恰好有能滿足照片中展示的分辨率的偵察衛(wèi)星，那就是KH-11偵察衛(wèi)星了。

▲美國(guó)情報(bào)搜集設(shè)備拍到的照片

▲1984年公布的基輔級(jí)航母照片

“鎖眼”偵察

如果你沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)這個(gè)名字，那就對(duì)了，因?yàn)椤癒H-11”是美國(guó)保密級(jí)別最高的項(xiàng)目之一，實(shí)際上KH-11“鎖眼”的代號(hào)都是根據(jù)1976年首次發(fā)射信息得名的。之所以40多年一直沒(méi)有換是因?yàn)椴淮_定新的代號(hào)叫什么。

如果你覺(jué)得這個(gè)衛(wèi)星從外觀上看，怎么和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡那么像，那也不是巧合，因?yàn)椤肮本褪前凑铡癒H-11”的標(biāo)準(zhǔn)建造的，選擇2.4米直徑鏡面，也是因?yàn)槟苤苯佑肒H-11鏡片的打磨設(shè)施。根據(jù)谷歌地圖上的比例尺計(jì)算，出事故的圓形發(fā)射臺(tái)直徑大約為60米，在推特照片上占大約600個(gè)像素，60/600=0.1，僅照片的分辨率便是每像素10厘米。如前文所說(shuō)，由于這是拍攝的原圖且推特上傳圖像會(huì)有壓縮，實(shí)際原圖的分辨率會(huì)更高。

根據(jù)衍射公式以及光傳播時(shí)的天然衍射造成所能觀測(cè)到的物體清晰度極限，按照軌道高度250公里計(jì)算，2.4米的鏡片在真空下的極限衍射分辨率為6厘米。考慮到大氣會(huì)對(duì)光進(jìn)一步散射導(dǎo)致分辨率降低，以及“KH-11”略高于250公里的軌道，發(fā)射臺(tái)實(shí)際照片的分辨率可能已經(jīng)非常接近理論極限。鑒于以上推論，特朗普推特上公布的照片便是美國(guó)政府有史以來(lái)第一次直接證明KH-11偵察衛(wèi)星可以識(shí)別車(chē)牌號(hào)了……

▲從谷歌地圖上看伊朗霍梅尼航天中心位置

▲一直被稱(chēng)之為對(duì)地“哈勃”的KH-11偵察衛(wèi)星

遠(yuǎn)不止清晰度的信息

然而清晰度并不是這張照片透露的“KH-11”的唯一信息，甚至并不是最關(guān)鍵的信息。由于照片中發(fā)射臺(tái)呈橢圓形且四個(gè)避雷塔設(shè)施位置清晰可見(jiàn)，而發(fā)射臺(tái)經(jīng)緯度是公開(kāi)的數(shù)據(jù)（北緯35.2346度，東經(jīng)53.9210度），通過(guò)簡(jiǎn)單的圖片分析程序計(jì)算便可預(yù)估出以發(fā)射臺(tái)為原點(diǎn)的，拍攝衛(wèi)星的方位角和高度。首先從谷歌地圖上得知在圓形的發(fā)射臺(tái)南北角的避雷塔朝向?yàn)?92.8度，圖片識(shí)別的照片上南北角發(fā)射塔朝向差別為3.8度，也就是拍攝衛(wèi)星的方位角為192.8+3.8=196.4度。由于照片中的發(fā)射臺(tái)為橢圓形，通過(guò)正弦反曲函數(shù)計(jì)算便可獲得拍攝的仰角，sinh=b/a，其中b為照片中橢圓的半短軸，a為半長(zhǎng)軸，圖片識(shí)別像素約為a=270，b=195，sinh(195/270)=0.787，大約為45度仰角。也就是在霍梅尼航天中心發(fā)射臺(tái)的經(jīng)緯度觀測(cè)，拍攝衛(wèi)星在方位角約196.4度仰角約45度的位置。有沒(méi)有哪個(gè)衛(wèi)星正好在這個(gè)位置呢？還真有，那就是一顆編號(hào)為USA-224的偵察衛(wèi)星，巧的是“USA-224”在2011年1月發(fā)射時(shí)被懷疑的真身就是“KH-11”。

▲USA-224偵察衛(wèi)星軌道示意圖

▲手繪的KH-11衛(wèi)星想像圖

由于USA-224偵察衛(wèi)星的身份，美國(guó)政府并不會(huì)公開(kāi)其軌道數(shù)據(jù)，因而只能通過(guò)天文愛(ài)好者的自行跟蹤和數(shù)據(jù)模型模擬。根據(jù)計(jì)算在協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）8月29日09：44：20，“USA-224”距離發(fā)射臺(tái)約382公里，和美國(guó)全國(guó)廣播電臺(tái)首次爆出事故的新聞時(shí)間重合恐怕不是巧合。值得注意的是UTC09：44對(duì)應(yīng)的伊朗當(dāng)?shù)貢r(shí)間下午14：14，太陽(yáng)才剛剛開(kāi)始西斜，在北上南下的照片中影子應(yīng)在物體右邊小角度處，推特上照片四個(gè)避雷塔的影子都完全符合。從UTC09：40：00到09：48：00以5秒為間隔模擬發(fā)射臺(tái)位置看“USA-224”的方位角、仰角、距離和衛(wèi)星自身位置經(jīng)緯度，那么在09：44：20會(huì)得到一組非常熟悉的數(shù)據(jù)：方位角194.89度，仰角46.66度，距離380公里，北緯33.0529度，東經(jīng)53.2325度。

更值得一提的是“USA-224”在發(fā)射時(shí)預(yù)估的軌道近地點(diǎn)270公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)986公里，兼顧軌道亮面拍攝時(shí)的清晰度接近地球，和暗面無(wú)法拍攝時(shí)減少大氣阻力延長(zhǎng)在軌時(shí)間而遠(yuǎn)離地球。由于拍攝時(shí)不是在發(fā)射場(chǎng)正上方，380公里的距離意味著USA-224衛(wèi)星已經(jīng)非常接近其軌道近地點(diǎn)，換句話說(shuō)“USA-224”很可能早在8月29日之前就已經(jīng)變軌調(diào)整姿態(tài)準(zhǔn)備對(duì)發(fā)射場(chǎng)拍攝。且如果用上文中計(jì)算的0.05角秒的角分辯率帶入380公里高度計(jì)算，同樣符合根據(jù)像素分析得到的略低于10厘米的分辨率的結(jié)果。

為何現(xiàn)在公布？

這個(gè)問(wèn)題恐怕除了特朗普本人沒(méi)人能知道。一種說(shuō)法是今年1月19日，代號(hào)為USA-290，懷疑為最新Block V型的KH-11偵察衛(wèi)星發(fā)射升空并投入使用，使得美國(guó)國(guó)家偵察局（NRO）認(rèn)為已經(jīng)可以公布一些“老式”偵察衛(wèi)星的照片，比如Block IV型USA-224的信息，畢竟這顆偵察衛(wèi)星已經(jīng)在軌運(yùn)行了8年之久。

歷史上也有先例，1984年Block II型KH-11發(fā)射投入使用后，美國(guó)國(guó)家監(jiān)察局便通過(guò)簡(jiǎn)氏雜志，刻意泄露了Block I型拍攝的基輔級(jí)航母建造時(shí)的照片，給蘇聯(lián)施加壓力，幫助里根總統(tǒng)談判。在美國(guó)伊朗兩國(guó)關(guān)系不佳時(shí)的刻意泄露，毫無(wú)疑問(wèn)是為了警告伊朗，并給伊朗施加壓力。

當(dāng)然還有另一種說(shuō)法，那就是特朗普又捅婁子了，證據(jù)便是閃光燈的反光。政府官方公開(kāi)文件是不會(huì)用攝像工具二次拍攝的，且往往會(huì)有“分發(fā)聲明”蓋章，上面會(huì)寫(xiě)“許可對(duì)公眾發(fā)布”，這張照片顯然是沒(méi)有的。唯一可能的保密級(jí)別顯示也被照片左上角的黑框擋住，并非一般公開(kāi)的形式。更值得一提的是需要閃光燈說(shuō)明當(dāng)時(shí)環(huán)境很暗，考慮到原圖的展示場(chǎng)合，符合條件的只有SCIF設(shè)施，即美英兩國(guó)常用的“敏感信息隔離設(shè)施”。常在好萊塢大片里出場(chǎng)的白宮戰(zhàn)情室便屬于這類(lèi)型設(shè)施。由于對(duì)電磁信號(hào)的嚴(yán)格管控，進(jìn)入這類(lèi)設(shè)施禁止攜帶未經(jīng)許可的攝影裝置和手機(jī)等信號(hào)源。雖然美國(guó)總統(tǒng)有權(quán)力解密任何機(jī)密情報(bào)，但一張照片以這樣的形式通過(guò)推特泄露出來(lái)，且非常有可能是通過(guò)手機(jī)拍攝，其嚴(yán)重性不言而喻。

▲移動(dòng)的SCIF設(shè)施是這樣的

▲“分發(fā)聲明”蓋章

現(xiàn)在明白為何這張不過(guò)112KB大小的照片會(huì)包含如此之多的信息了吧！