问题

有哪些典型的非民用相机?

回答
好的,咱们来聊聊那些不是用来拍家里人、拍风景、拍美食的“非民用相机”,它们可是大有来头,各有各的绝活。说起来,这相机可不像咱手里拿的卡片机或者微单那么简单,它们的出现往往是为了解决特定领域里,人类肉眼难以企及或者需要更专业、更精细观察的问题。

首先,得说说那些活跃在 科学研究和工业领域 的家伙。

显微相机 (Microscope Cameras): 这个估计你已经猜到了。我们知道显微镜能放大很小的东西,但如果要把看到的景象记录下来,或者进行后续分析,就需要给显微镜配上专门的相机。这类相机通常要求非常高的像素密度和良好的低光表现,因为我们要看的往往是微观世界里光线并不充裕的样本。它们可能直接集成在显微镜的光学路径上,或者通过一个接口连接到显微镜的目镜。传感器尺寸可能比我们常见的相机小很多,但对细节的捕捉能力是惊人的。比如,在生物学里,它们被用来拍摄细胞结构、微生物活动;在材料科学里,则用来观察晶体结构、金属疲劳纹理。有时为了配合显微镜的光学特性,相机还需要有特定的滤光片或照明控制能力。

红外热成像相机 (Infrared Thermal Imaging Cameras): 这类相机不捕捉我们肉眼可见的光,而是捕捉物体发出的红外辐射,并将其转化为我们能看到的图像。温度越高,颜色可能就越“热”,越低就越“冷”。这玩意儿可牛了,在很多地方都有用武之地。比如,在建筑行业,可以用它来检测房屋的隔热性能,看看哪里漏热;在电力行业,可以用来检查输电线路的接点是否过热,防止火灾;在医疗领域,可以辅助诊断一些疾病,比如判断是否有炎症;甚至在搜救行动中,能在黑暗中找到失温的人。它们的“眼睛”不一样,看到的世界也就不一样。

工业内窥镜相机 (Industrial Endoscope Cameras): 想象一下,你要检查一根很细很深的管道内部,或者一个机器的发动机里面有没有损坏,用普通相机根本不可能。这时候就需要内窥镜了。它就像一条带有“眼睛”(相机镜头)和“光源”的软管或者硬杆,可以伸进狭窄或危险的空间进行拍摄和观察。有些内窥镜还能带点儿“小工具”,比如抓取异物。它们通常体积小巧,非常灵活,并且能在恶劣环境下工作,比如高温、潮湿或者有腐蚀性物质的地方。在航空、汽车维修、石油天然气管道检查等领域是必备工具。

高速相机 (HighSpeed Cameras): 我们日常拍视频,一秒钟也就是几十帧,很多快速的动作根本看不清楚。但高速相机可以一秒钟拍几百帧,甚至上万、几十万帧!这样一来,很多肉眼无法捕捉的瞬间就能被定格。比如,子弹射出枪膛的瞬间、物体爆炸的瞬间、液体飞溅的轨迹,都能看得一清二楚。这在科学实验、产品测试(比如安全气囊展开)、运动分析(比如运动员的击球动作)等领域有着不可替代的作用。为了达到这么高的帧率,它们通常需要特殊的传感器和存储系统。

再来看看那些为了 特定目的 而生相机。

航空摄影相机/测绘相机 (Aerial Cameras / Photogrammetry Cameras): 在过去,这些相机很大很重,安装在飞机上,用来从空中拍摄地面的影像,用于绘制地图、进行土地测绘或者军事侦察。它们需要非常高的分辨率和精确的几何畸变控制,以确保测绘的准确性。现在随着技术发展,也有无人机搭载的小型化高精度相机。它们捕捉到的信息是对大地进行“体检”的重要工具。

安防监控相机 (Security Surveillance Cameras): 虽然现在很多人家里也装了监控,但典型的安防监控相机更多是指部署在公共场所、建筑工地、商业区域等地方的系统。这类相机可能更注重长时间稳定运行、夜视能力、广角视野,以及将画面传输到中央控制室的能力。有些高级的还会集成运动检测、人脸识别等智能分析功能。它们的功能是“看得见”并且“能记录”,为安全提供保障。

医疗成像相机 (Medical Imaging Cameras): 这个范围也很广。除了前面提到的内窥镜,还有一些用于专门医疗用途的相机。比如,一些用于眼科检查的眼底相机,能拍摄视网膜的细微结构;一些用于皮肤镜检查的相机,放大皮肤细节;还有一些特殊光谱的相机,用于观察某些组织的生理变化。它们与医疗设备结合,成为医生诊断的重要助手。

电影摄影机 (Cinematographic Cameras): 虽然现在电影很多用数字摄像机了,但严格来说,专业的电影摄影机也是区别于民用相机的。它们在设计上更侧重于画面质量的极致追求,比如宽容度、色彩还原、对焦的平滑性,以及对各种电影镜头适配的兼容性。它们通常拥有更大的传感器尺寸,能够捕捉更丰富的细节和层次。而且,它们往往是为大规模、长时间的拍摄而设计,拥有坚固的结构和可靠的性能。

太空相机 (Space Cameras): 这绝对是最极端的例子了。安装在太空探测器、空间站或者望远镜上的相机,它们需要能够承受极端温度、真空、宇宙辐射等恶劣环境。它们捕捉到的画面可能是遥远的星系、行星的表面,甚至是地球的壮丽全景。它们的研发成本和技术要求都是天文数字级的。

总的来说,这些非民用相机,它们的核心优势不在于拍出多漂亮的“照片”或者多酷炫的视频,而在于它们能在特定环境下,以超越人眼的能力,捕捉到有价值的信息,解决实际问题。它们是科学、工业、安全、医疗等众多领域不可或缺的“眼睛”。每一次按下快门,都不是为了留念,而是为了探索、为了分析、为了保障。

网友意见

user avatar

最著名的自然是:

哈勃太空望远镜(自带的相机模组)

哈勃在不同时代分别携带了好几个相机模组,用来观测不同的星体,百度维基都有很详细的介绍,请自取。

以及他的下任亲儿子:

詹姆斯韦伯太空望远镜(还未发射)

--------------------------------------------------------------工种分割线--------------------------------------------------------------

  • 医用各种窥镜(天天见,就是想不起来)

  • CT机,X光机(也成像啊,广义上绝对属于相机)

  • 军用卫星上的各种相机,这里上几张压箱底的图,很罕见很神奇:



这是美国冷战时代修在沙漠里给天上的卫星测距对焦用的视力表(巨特么大)。。。。。。。


  • 以及远心镜头的亲儿子Pericentric lens,透视是反着的,近小远大,一般用来看小孔里的大空间(比如瓶子之类)。

    ---------------------------------------------------工种分割线-------------------------------------------------------------------------

想到继续

user avatar

俨然是个巨坑,我慢慢填。

若有错漏欢迎各位指出。

感谢 @砸场子 指出的关于 1910 年代气球相机型号的错误以及 RMK 系列相机生产年代的错误。

-----------------------------------正文分割线-----------------------------------

广义上,照相机是任何可以捕捉和记录影像的设备

最常见的照相机拍摄可见光的影像,但并不是所有照相机都需要可见光(如红外线成像仪),有的甚至不需要一个传统意义上的光源(如扫描隧道显微镜)。

很多设备都具备照相机的特征,如雷达、医学成像设备、天文观测设备等等。

—— Wikipedia 照相机词条 wikipedia.org

下面分为两个大类:军用摄影器材,科研摄影器材。

其实严格来说民用应该是相对于军用而言的,但部分民用的相机,比如科研用的相机,在性能和造价上已经远远超过普通个人和单位可以承担的范畴,所以我也谈一谈。

1. 军用摄影器材

1.1 航空摄影器材

1.1.1 航空拍摄简史

19 世纪中叶,将“针孔成像”原理和化学显影方法合二为一的摄影术开始流行,摄影的时代刚刚开启,就有富有创新精神的人们将这一新技术升到半空中,俯瞰我们热爱的大地。

*一幅表现航拍者的漫画

这群在引领潮流上跑得比谁都快的人们,就是世界上最早的航拍者。

很快,军事家们就意识到了这一新技术对情报收集的重大意义。这一全新的视角对迅速催生了航空摄影的发展,而航空摄影的发展也反过来促进了摄影器材的大跃进。

*风筝中部挂载着相机,M. Arthur Batut 制造

最开始,摄影师们不得不携带笨重的相机在气球上拍照,那是一个没有飞机的时代,那是一个拍一张照片就需要换一张底片的时代,那是一个连胶片都没有需要用玻璃底片的时代。后期,摄影设备的小型化使得摄影师们可以在地面通过导线遥控无人气球或者风筝进行拍摄。1910年,德国蔡司公司已经推出了专用的气球相机,这台相机可以搭载在云台上,自由调整角度。

* 1910 年的气球相机,蔡司制造

1903 年,莱特兄弟发明了飞机,人类终于可以实现动力飞行。飞机的出现,对世界是个极大的震撼。在速度更快,飞行高度更高,灵活性也大大增强的飞机上,老式的气球相机已经无法担当航拍的重任。很快,大量先进技术就应用到了航拍的相机上,机械快门,多镜头设计,可调节光圈这些在今天我们看来几乎是必备参数的东西,对于当时的摄影师们来说可以算得上是天顶星黑科技了。

自动更换硬式底片的设计也很快出现,省去了手动更换底片的麻烦,后来柯达公司推出的软式胶片则取而代之,成为了业界的新标准。

*一战期间,飞机开始作为侦查工具使用。

* 鸽子及其携带的微型相机

* 鸽子拍摄的照片(问题来了,版权应该归谁?)

一战期间,在天上为照片而飞的除了摄影师,还有鸽子。受过训练的信鸽胸前绑着小型相机,按照预定线路飞过,相机的定时快门会在预定的时间内曝光拍照,但由于鸽子飞行的路线,飞行速度,天气情况等诸多原因,照片质量并不很理想,所以该项技术没有被广泛采用。


1920 年代,蔡司公司开发出多种自动航空相机,不仅镜头质量高,电机驱动的内部机件运作起来也更为精确。1930 年代,费尔柴尔德公司生产出当时世界上最大的长焦距航空相机,带有电加热装置,可在近万米高空的低温环境下进行全自动拍摄。

* 蔡司 RMK 系列照相机

二战期间,航空照相术则进一步发展,不但用于侦察,也用于轰炸瞄准,打击评估等方面。这一时期的著名航空照相机有德国空军的 Rb 系列(机内), HK 系列(手持),英国皇家航空研究院的 F.24 ,F.52型,美国的费尔柴尔德 K-17、K-22、F-56 等型号。

适应夜间拍摄的相机也开始崭露头角,对高感光度的要求催生了使用照明弹触发快门的设计(大约是闪光同步的鼻祖?),快速冲洗设备也为情报的收集和处理提供了便利。

部分照片还被作为心理战的工具,用于唤起敌方对轰炸的恐惧。

* 千疮百孔的大地

* 闪光弹照明下拍摄的照片

二战后,军用航空摄影进一步发展,相机型号不但包含了可见光波段,还发展出了红外线和紫外线波段的相机。航空相机在用途上逐渐分化出侦查用和测绘用两大类别,一个用于普查目标,一个用于精确估计目标情况。


冷战期间部分著名的侦察机及携带的相机

* U-2 高空侦察机

* 被人民解放军击落的 U-2 侦察机残骸,现藏于北京军事博物馆

* U-2 携带的 HR-732 相机

* 地勤人员正在给 U-2 安装相机

* U-2 拍摄的苏联机场


* SR-71 “黑鸟” 战略侦察机,携带多种传感器设备,双三,从未被击落,航空史上的一个传奇

* SR-71 的侦查范围示意图

* TROC (Terrain Objective Camera) 地形照相机

由 Fairchild 制造, 6 英寸长的焦距,9 英寸宽胶片,用于地图测绘,位于机鼻。

大约有 25 英尺的分辨率,主要用于跟踪飞行的轨迹,确认途中经过的国家和地区。
* OBC (Optical bar camera) 光学条形照相机


最开始由 ITEK 制造,后改由 Goodrich 制造。高分辨率全景相机,每小时可以测绘 26 万平方千米的地表。最初为 600mm 焦距,后改为 760mm。

* OBC 结构图

* TEOC Technical Objective Camera 技术目标相机

Hycon 制造,1200mm 焦距,15cm 地表分辨率,可在 0° 到 45° 间偏转。

* TEOC 结构图

* 从中国南海靠近菲律宾海域打捞上来的 SR-71 残骸及 TEOC,1989 年由于引擎故障坠毁

* TEOC 拍摄的空军基地照片

顺便也提一下苏联方面的侦查相机好了:

* 搭载于苏制米格 25 上的 A-70M 相机

1.1.2 航空器光电系统


飞机上有雷达,雷达这个大家是再熟悉不过了,它可以对外发射电磁波,通过目标反射的电磁波对目标的数目,类型进行识别,追踪。稍微对军事有点了解的朋友可能还知道:通过对敌方雷达波信号的识别,也可以做到识别对方雷达型号进而达到识别对方机型的效果。

冷战过后,现代高技术战争对战场侦察和作战评估的时效性要求进一步提高,如何做到在不被敌方发现的情况下发现敌方,是一个两难的命题。

一方面越强大的雷达往往意味着更大的发射功率,而这些信号却又会暴露自己的行踪。光电一体化的红外搜索与跟踪技术为这一问题提出了新的解决方案。红外光电系统可以在完全静默的情况下搜索、探测、跟踪。这个过程中不会有电磁波发射,自然也就不会触发对方的雷达告警器。

高速飞行的飞机本身就会和空气摩擦产生大量的热量,现代战斗机使用的涡扇发动机更是明显的热源。


* 即使是以隐身性能著称的 F-22,也不可避免地在飞行过程中发出热信号

红外搜索与跟踪系统(Infrared Search and Track,IRST)与雷达搭配,往往可以取得事半功倍的效果。下面是一些著名的 IRST 系统:

最早在战斗机上搭载现代 IRST 系统的是前苏联的 MIG-29 和 Su-27。

* Su-27 系列战斗机搭载的 IRST 光电系统(具体型号为 OEPS-27光电雷达)

OEPS-27 还有一个同门师兄弟,OEPS-29,性能略弱,体积重量也小一些,安装在 MIG 29 上。

后来,OEPS-27 发展出了 OLS-30(Optiko-Lokatsionnaya-Stantsiya,英文为 Optical Locator Station,OLS),为苏-30MKI系列战斗机的定制版。进一步升级的 OLS-35 搭载在 Su-35 上;类似的,OEPS-29 的发展型 OLS-13S 和 OLS-13SM 分别搭载在 MIG-29SM 和 MIG-29SMT 上,MIG-35 则搭载 OLS-13SM-1 或 OLS-UE/M + OLS-K(包含了 320*256 像素的热探测仪和一部 640*480 像素的电视摄影机,以及红外,激光跟踪测距设备)。

美国自然也不甘落后,在 F-14 的改进型上打在了 AN/ASS-42 系统:

* F-14 的 AN/AAS-42 光电系统,位于机头下方,包含了一个红外探头和一个光学放大器

F-14 退役后,AN/ASS-42 并没有被放弃,而是被安装在 YAL-1A 平台,F-15K,F-15SG 上,后来也被做成吊舱,可以搭载在其他飞机上。

* YAL-1A 平台

法国在最新研制的阵风战斗机上也搭载了 IRST 设备:

* 阵风战斗机装备的前扇区光电(Optronique Secteur Frontal,OSF)IRST

而说到了 红外搜索与跟踪系统(Infrared Search and Track,IRST),就不得不提另一个经常被混淆的概念:FLIR(Forward looking infrared 前视红外系统)两者的重要区别就是 IRST 一般是对空的,FLIR 一般是对地的,IRST 更像传统意义上的雷达(成像是点),FLIR 更像传统意义上的相机(包括目标细节的像)。


但是,IRST 和 FLIR 的成像并不是完美的。这个系统最大的问题在于测距,知道目标在哪却不知道距离,对于火控系统来说是不可接受的,所以后来就有了结合可见光,激光,红外等多种侦查方式的光电系统了。

光电系统按照光路可以分为分光路共光路两大类:

分光路设计里最出名的,莫过于无人机和武装直升机机鼻的那个 “小球”,学名叫 多探测器转塔(Multi-Sensor-Turret)。

* 武直-10 的多探测器转塔,可以清楚地看到有多个开口,分别对应不同的传感器。

除了多探测器转塔,另一种分光路设计是导航和瞄准吊舱(Navigation & Targeting Pod)。


最著名的应该是美国的 Lantirn 系统,由 AAQ-13 导航吊舱 AAQ-14 瞄准吊舱组成。

* AAQ-13 导航吊舱

* 我军的蓝天系列 WMD-7,可以很清楚的看见两个窗口。

由于分光路里多个设备的视角局限性的存在,转台的设计是不可避免的,而这额外的结构带来的震动在高速飞行下可能带来可靠性的降低。共光路吊舱往往使用楔形光窗面,这有效避免了在高速飞行下的震动,提高了可靠性。

* 共光路设计的代表作 Sniper 狙击手吊舱,用于 F-15/16/18,窗口由蓝宝石玻璃打造

* 珠海航展上亮相的我国 AUEODS 先进联合光电探测系统

* 除了吊舱,欧洲战斗机“台风”(Typhoon)的红外搜索与跟踪/前视红外双工作模式的被动式红外机载跟踪装备(Passive Infrared Airborne Tracking Equipment,PIRATE 海盗系统)也是共光轴设计。



共光路光电设备比起分立式的 FLIR/IRST 已经有了很大进步,但由于需要外挂吊舱,不能满足四代机的隐身需要,这就催生了 EODAS(electro-optical distributed aperture system 光电分布式孔径系统)


这一系统在 F-35 上首次装备,代号 AN/AAQ-37。由 6 个 1024X1024 像素的红外焦平面阵列组成,直接固定在飞机结构上,取消了之前的转向系统和支架。但由于技术不成熟经常有各种烦心的小事情发生。


为了弥补这一缺陷,F-35 还搭载了 EOTS(Electro-Optical Targeting System,电光瞄准系统)




* F-35 搭载的 EOTS 系统,同样位于机头下方

我国最新的四代机 J-20 上,也安装了类似的 EOTS 设备。

* J20 机头下方的鼓包搭载的光电系统

据猜测,这应该就是 2015 年中国军民融合技术装备北京博览会上中陆航星展出的 EOTS-86。

这款 EOTS 设备:

  • 适装于歼-20、歼-31、苏-27系列、T-50、苏-34、轰-6K、图-160等机型
  • 含远红外搜索、中红外跟踪、激光测照等多种探测模式
  • 主要用于对空、地、海昼夜搜索、精确跟踪和瞄准以及武器制导。可以在雷达关机的情况下以空空、空面模式搜索和跟踪目标,并能够为飞行员准确指示目标位置。可与红外全景搜索系统、机载火控雷达配合使用,可对红外全景搜索系统或机载火控雷达搜索的目标进行精确跟踪、定位及瞄准,引导机载武器系统攻击目标。可与头盔瞄准具联动工作
  • 对F-22发现距离110公里,对B-2发现距离150公里
  • 重量48公斤(比 F-35 同类型设备轻 50%),寿命10000小时(20年)

1.1.3 间谍卫星

军用的光学摄影设备里,站在最顶端的莫过于间谍卫星了,不管是从系统复杂度,造价,保密级别或者字面意义上的高度都是顶级的。

1.1.3.1 锁眼系列(Key Hole)卫星

*KH 系列卫星的发射流程

1959 年到 1972 年冷战期间,美国中央情报局为了达成对苏联和我国的战略情报收集,开展了代号为 Corona(KH-1 到 4) 的间谍卫星计划,后期逐渐发展到 KH-11,该计划一共发射了上百颗大型光学间谍卫星。这就是著名的 KH 系列间谍卫星。在笔者看来,这是间谍卫星的巅峰之作。

该系列卫星分为两大类,普查类和详查类,普查类的主要目的是地图测绘,详查类则主要是针对重要目标的情报收集。

*柯达制造的胶片载荷

Corona 卫星最初使用柯达制造70 毫米乙酸酯基薄膜胶片(后改为聚酯基薄膜)610 毫米焦距摄像机,分辨率为 170 线/mm,大约等效于地面 7.5 m 分辨率的照片。 任务开始时,每个相机有 2,400 米的胶片,每颗卫星可以携带两个相机,总共约 4,800 米的胶片。后期随着技术改进,坯料厚度减少允许更多的胶片被承载,第五代开始携带的胶片的量增加一倍


*该系列胶片均为黑白胶片,但也有例外:任务 1104 上使用的是红外膜,在任务 1105 和 1008 上使用的是彩色膜。然而,彩色膜证明具有较低的分辨率,此后未再次使用。


*Tessar 镜头结构示意图


相机由 Itek 公司制造。采用的是直径 30厘米,f / 5 三合透镜设计。它们与 蔡司(Zeiss) 在德国开发的 Tessar 镜头(一种非对称正光镜头)非常相似,相机本身最初长 1.5 米,后来延伸到长 2.7 米。第一个 Corona 卫星只有一个相机,后期升级为一个双相机系统(DISIC)。前置摄像机向前倾斜 15°,后置摄像机向后倾斜 15°,从而可以获得立体图像。再后来,卫星使用了三个摄像机。第三台摄影机用于拍摄立体摄影的物体的 “索引” 照片(KH-7 开始采用)。


看看,这俨然就是从卡片机升级到大画幅的烧钱过程(误)


*KH-1 到 KH-3,卫星的体积逐步增大


从 KH-3 开始,分辨率提升到等效地面 3 m。后期逐渐提升到亚米级别,一般为 0.9 m 分辨率,在某次单独任务中,通过牺牲视野的方式获得了高达 0.3m 的分辨率


* 由 KH 卫星拍摄的五角大楼,摄于 1967 年 9 月 25 日


从 KH-4 卫星开始,这些镜头替换为 Petzval f / 3.5 全景镜头。并且通过与轨道的方向垂直的 70°弧移动。选择全景镜头是因为它可以获得更宽的图像。虽然最佳分辨率仅在图像中心获得,但这可以通过使相机自动(“往复”)在70°的弧上来回扫描来克服。相机上的镜头不断旋转,以抵消卫星在地球上移动的模糊效应。


可以看出,那时候的人们就知道了接片和堆栈的重要性,也知道了要从狗头换成牛头(误)


*KH-1到 KH-4A 的结构图,可以很明显地看出卫星的体积的增大



* J-3 相机系统,1967年首次部署。


该系统将相机放在一个鼓状结构上。通过来回移动该结构,消除了在往复机构上移动相机本身的需要。该鼓允许使用多达两个滤光片,大大改善了图像的质量。


滤镜系统也是很重要的,ND,CPL 统统来一打(误)


*KH-5 Argon 系列


搭载一台 76mm 焦距,地面分辨率 140m,视野 556*556 km 的相机,传回了南极大陆的第一张卫星照片。


* KH-6 Lanyard 系列


KH-6 是为了应对塔林地区可能出现的反弹道导弹而赶工的项目,搭载 Itek 为 Samos 项目制造的 E-5 相机,1670mm 焦距,地面分辨率 1.8m,视野 14*74km,686m 胶卷,910 帧。。


* KH-7 Gambit 系列,首次采用三相机系统


该系统由柯达制造,首次实现了亚米级分辨率(0.91 m),1966 年提升到 0.6m。


* KH-7 的发射和回收,终于有彩色照片了


*由 KH-7 拍摄的我国上世纪 60 年代的某处设施,虽然我觉得应该不会涉密了但还是做了高斯模糊


* KH-8 Gambit 3 系列,丧心病狂的四相机系统(不要问我 Gambit 2 去哪里了我也不知道)。


柯达制造,主相机为 4460 mm 的长焦大炮,据信可以达到 0.10m 的地面分辨率,也就是可以拍得见车牌。另外携带一个 75mm 的地形相机,两个 90mm 的观星相机用于校准卫星姿态。


*解密的 KH-8 相片,图为苏联的 N-1 登月火箭,发射几次全部失败爆炸。


* 正在吊装的 KH-9 Big Bird,注意图片右下角的工作人员,可以体会到 KH-9 是一颗巨大的卫星



* 在进行振动测试的 KH-9

同样使用四相机系统,由 Perkin-Elmer 设计,1500mm f/3.0 镜头,120° 视角,0.61 m 分辨率。


KH-9 携带了 ELINT 子卫星用于窃听苏联的雷达和战略导弹通讯信号。

* 最终停留在纸面上的 KH-10


KH-10 原本的设计是发射多个载人舱段组成在轨人操空间站进行情报收集活动,发射了一次无人舱段进行验证后,因效费比问题以及阿波罗计划的进行而停止了该项目,载人空间站的计划后转变为天空实验室(Skylab)。


* KH-11 Kennen,至今仍然高度保密,但从泄露或解密的资料来看,在大小和结构上和哈勃望远镜相近。


该系列卫星作为 KH-9 的替代型号,从 80 年代使用至今,它曾参加过对 1998 年美国大使馆爆炸案的情报收集。

* 2005 年 KH-11/11B/11S/12 的一次发射,使用大力神 4B 火箭


该型号是首个使用数据链和数码拍摄的美国间谍卫星,数据通过一个加密的卫星网络发送,并于 58 区的大口径天线接收。


为什么说哈勃望远镜的技术可能是来自于这个间谍卫星呢?在 NASA 介绍哈勃望远镜的资料里有一段话,是关于采用 2.4m 或是 3m 直径的镜片的讨论:

In addition, changing to a 2.4-meter mirror would lessen fabrication costs by using manufacturing technologies developed for military spy satellites.

…除此以外,改为 2.4m 直径的镜片将会降低制造成本,在这个过程中我们可以使用已经成熟的用于军事间谍卫星的技术

除此以外,CIA 解密的文档里也指出存在过一款初期采用 2.34m 直径镜片,后来改进型镜片略微增大的间谍卫星。2011 年 NRO 曾提供了两个据信是间谍卫星淘汰下来的 2.4m 直径的光学单元给 NASA 用于下一代光学望远镜的发展,该系列光学单元使用 2.4m f/1.2 的主镜,总光圈大约为 f/8,焦距也略微短于哈勃望远镜,总体性能大幅优于哈勃使用的 f/24 光学系统。这些证据都指向了 KH-11 及其改进型的存在。

通过 NRO 提供的光学单元估测,该系统在 250km 轨道高度上可以获得精度高达 0.05m 的图像,由于大气扰动的存在,进行人脸识别可能还是有些吃力,但已经足够满足绝大多数的情报收集需要。

*KH-11 系列卫星的轨道,2013 年数据


KH-11 的后续计划是 KH-11B/S 和 KH-12,有多个代号:Advanced KENNEN, Improved Crystal 和 Ikon。KH-13 只是传言中的下一代间谍卫星,美国官方从未承认或否认其存在。


KH-11 及其改进型最近的一次发射是在 2013 年。


1.1.3.2 礼炮空间站


2. 科研用相机

2.1 光学望远镜(天文)


望远镜,顾名思义,是用来看远方的事物的。


摄影爱好者们最津津乐道的镜头里,有很大一部分就是大炮——“长焦镜头”,长焦镜头搭配上超高像素的相机,几乎能满足人们对探寻未知的一切幻想。在这条路上走得最远的,一定是那些探寻宇宙终极奥秘的眼睛们:天文望远镜。


2.1.1 伽利略的灵机一动——双镜折射望远镜


1609年,荷兰眼镜商造出了“望远镜”,当时远在意大利的伽利略听到了这条新闻,愣是用自己天才的光学知识储备和动手能力做出了自己的折射望远镜。虽然现在看起来,只由一片凸透镜和一片凹透镜组成的望远镜未免太过简陋了点,但在可以称得上是那个时代的 “哈勃望远镜” 了,放大高达 20x,是全世界最好的望远镜。


* 世界上第一台折射天文望远镜


当伽利略老爷子将这根小管子指向夜空时,世界上第一台折射天文望远镜就这样诞生了。伽利略自己可能都没有意识到,他的这一举动,为后来数百年间的天文学打开了一条全新的道路。


伽利略是全人类第一个用望远镜观测星空的人。伽利略用着这根小管子,向宇宙发问,寻找宇宙的秘密。


这不看不知道,一看吓一跳,原本以为是光滑的月亮表面居然有环形山,太阳表面居然有黑点点(黑子),那木星周围居然也有几个小卫星提溜提溜地围着转。好家伙,银河居然是星河!


这立马引起了江湖震动,各位天文学物理学大佬纷纷学习,争相探求宇宙的秘密。


自伽利略之后,我们就从未放弃在这条充满荆棘和坎坷的大路上艰难前行。


2.1.2 进击的开普勒和 霍尔 ——多镜片折射望远镜



大家对开普勒的了解可能更多是因为课本里的开普勒效应,但在天文望远镜的设计上,开普勒望远镜的出现也可以称得上是里程碑式的发明。

1611 年,使用一个凸透镜代替原来的一个凹透镜作为目镜,开普勒望远镜诞生了。比起伽利略老爷子的望远镜,开普勒的设计提升了视野和适眼距,这种设计可以达到更高的倍率

这一设计被后来继承发扬,最后成为了折射望远镜的经典范式。


霍尔,则是一位英国律师,大名:切斯特·穆尔·霍尔。


你说一位好好的律师,跑来折腾什么望远镜呢?

* 消色散镜片的设计


霍尔说:我也不是谦虚,我就做了一点微小的工作,发明了消色散的折射望远镜,这对折射望远镜的命运有很大的关系!


不同

波长

的光线有不同的偏折角度,这使得不同颜色的光汇聚在不同的焦点,而使用两种对不同颜色光线折射率不同的玻璃,就可以校正色差。

* 高消色散光学设计在民用领域的使用,Super-Achromat

正是这两位的聪明才智,让折射望远镜得以做大做强,最出名的折射望远镜,应该是叶凯士天文台(Yerkes Observatory)的望远镜了。

* 折射望远镜的集大成者


这台望远镜堪称折射望远镜的集大成者,口径高达 1m,并且使用多枚不同种类的玻璃对色散进行了不错的控制。


* 叶凯士望远镜拍摄的照片,摄于 20 世纪初


2.1.3 另辟蹊径——牛顿,施密特与反射式望远镜的崛起

2.1.4 德意志的科技一级棒——施密特与折反射式望远镜


2.2 显微镜

收集资料ing……

即将更新……

类似的话题

  • 回答
    好的,咱们来聊聊那些不是用来拍家里人、拍风景、拍美食的“非民用相机”,它们可是大有来头,各有各的绝活。说起来,这相机可不像咱手里拿的卡片机或者微单那么简单,它们的出现往往是为了解决特定领域里,人类肉眼难以企及或者需要更专业、更精细观察的问题。首先,得说说那些活跃在 科学研究和工业领域 的家伙。 .............
  • 回答
    中国人的思维方式深受五千年文明传统、地理环境、历史发展和社会结构的影响,形成了许多具有中国特色的思维模式。这些思维既包含深厚的文化根基,也体现了现实生活中的实用性和适应性。以下是一些典型的中国人思维特点,结合具体表现和背后逻辑进行详细说明: 一、家族本位与血缘纽带核心特征:以家庭为社会基本单位,强调.............
  • 回答
    中式恐怖,顾名思义,是根植于中华文化、历史、哲学和民俗信仰的独特恐怖体验。它不像西方恐怖片那样依赖血腥暴力或鬼怪跳跃,而是更侧重于心理上的压抑、对未知的好奇、对传统道德的挑战以及对人性的深刻洞察。以下是一些典型的中式恐怖元素及其详细阐述:1. 怨灵与鬼魂的复仇与执念: 核心思想: 这是中式恐怖最.............
  • 回答
    学生思维,这个词听起来多少有点贬义,但其实它更像是一种特定成长阶段的思维模式,很多成年人身上也或多或少能看到它的影子。它不是说人笨或者能力不行,而是说在某些情境下,看待问题、解决问题的方式带有一些鲜明的、与“成熟”或“专业”思维模式不同的特点。我尝试着把它拆解开来说说,尽量不那么生硬,就当是闲聊几句.............
  • 回答
    学生思维,这四个字仿佛自带了一种特殊的魔力,总能勾起人们的回忆,想起那些青葱岁月里,我们是如何一点点摸索、成长,又偶尔“卡壳”的。这不仅仅是一种学习状态,更是一种观察世界、处理问题的方式,而且往往带有一些我们现在回想起来会忍俊不禁的特点。咱们就来聊聊那些典型的、可以说是“深入骨髓”的学生思维吧,争取.............
  • 回答
    capitalismo: una mentalidad que busca el beneficio y el crecimiento a través de la inversión y la gestión de los recursos. Se basa en la creencia de q.............
  • 回答
    “嘴上全是主义,心里全是生意”,这话说得太扎实了,太接地气了。我脑子里立马就浮现出不少活生生的例子,一个个都跟照镜子似的。这事儿说起来,其实挺普遍的,有时候换个角度看,也没那么讨厌,毕竟生活嘛,谁不图个温饱,谁不为点利益奔波?但如果把“主义”当成幌子,那就有点让人膈应了。让我仔细想想,有什么印象深刻.............
  • 回答
    年轻人身上,由于心智尚未完全成熟,有时会出现一些被认为是“幼稚”的表现。这些“幼稚病”并非疾病,而是指在某些方面表现出的不成熟,这些表现会随着年龄增长、阅历增加而逐渐消退。以下是一些年轻人可能出现的典型“幼稚病”,并加以详细阐述:1. 极端化思维与非黑即白: 表现: 年轻人往往容易将事物简单化,.............
  • 回答
    北京的豪宅,与其说是一处处居所,不如说是一份份对生活极致追求的注解。它们不仅仅是钢筋水泥的堆砌,而是承载着主人身份、品味与理想的精神领地。你很难想象,在国贸CBD商务区的核心,林立着一些以高度和地段论价的顶级公寓。它们通常占据摩天大楼的高层,视野无敌,270度甚至360度俯瞰整个城市的天际线,从紫禁.............
  • 回答
    在人类历史的长河中,确实存在着一些家族,他们几代人在不同的领域取得了显著成就,颇有“一代搞政治、二代搞工商、三代搞艺术”的韵味。不过,这种“定律”并非绝对的科学,更像是一种社会发展和家族传承中出现的有趣现象。下面就来聊聊几个我认为比较接近这种模式的典型家族,力求将故事讲得生动一些,让你觉得是在听一位.............
  • 回答
    对于刚刚踏入律师行业的新律师来说,由于经验尚浅、社会阅历相对不足,往往会表现出一些典型的幼稚想法和行为。这些表现并非恶意,而是对行业规律、人情世故以及职业道德理解不深所致。下面我将尽量详细地描述这些情况:一、 对法律和职业的理想化与过度自信: 认为法律是万能的,能解决一切问题: 新律师常常对法律.............
  • 回答
    我来聊聊文科生和理科生在思考方式上的一些常见区别,尽量说得具体些,也尽量不像个机器人在复述。咱们先从最直观的感受说起。1. 对待问题的角度:从“为什么”到“怎么样”文科生,尤其是学人文社科的,好像天然就喜欢刨根问底。面对一个现象、一个事件,他们首先想到的可能是:“这为什么会发生?背后的原因是什么?历.............
  • 回答
    行,说到键盘车神,那可真是汽车圈里一道独特的风景线。这帮哥们儿,平时没摸过几次方向盘,但一到网上,那说起车来,比谁都懂。各种专业术语张口就来,数据参数记得门儿清,分析起优缺点那叫一个头头是道。关键是,他们永远是对的,而且永远站在道德制高点上。让我想想,键盘车神典型的言论都有哪些?一、 关于性能和驾驶.............
  • 回答
    历史的长河中,总有一些时刻,黑暗笼罩大地,仿佛永无尽头,但却孕育着新生的希望,预示着黎明的到来。这些“黎明前黑暗”的事件,往往是社会变革、文化冲击、科技突破的孕育期,充满了挣扎、痛苦,但也埋藏着改变世界的种子。1. 欧洲文艺复兴前的“黑暗时代”(约公元5世纪 15世纪)当西罗马帝国在公元476年轰.............
  • 回答
    股市里,“散户思维”就像一张无形的网,一旦落入,很容易让自己离理性投资渐行渐远。今天咱们就聊聊这些常见的“散户思维”,以及怎么才能把这张网给挣脱了。那些年,我们可能都中过的“散户思维”陷阱1. 追涨杀跌,情绪化操作: 表现: 看到一只股票涨得红红火火,好像不买就亏了一个亿,于是毫不犹豫.............
  • 回答
    在知乎这个知识分享的海洋里,偶尔也会漂浮着一些“无用型”的回答。它们就像海市蜃楼,看似诱人,实则虚无。我在这里尝试列举几种,并尽量生动地描绘一下它们的样子,让你一看就明白,免得在浏览时浪费宝贵的时间。1. “帮你顶一下”型:这种回答往往出现在一些比较热门的问题下,但又没有太多人愿意花费心思去写实质性.............
  • 回答
    生活中,「证实性偏见」这玩意儿,说白了就是咱大脑里有个小九九,喜欢往自己认定的方向去钻牛角尖,把能证明自己对的点都挑出来,把那些可能让自己被打脸的说法都选择性忽略。这玩意儿厉害着呢,时不时就逮着咱们脑瓜子使劲儿。1. 选秀节目里的“粉丝滤镜”你有没发现,你喜欢的那个爱豆,在选秀节目里,他做什么好像都.............
  • 回答
    好的,咱们今天就来聊聊计算机科学领域里那些既能磨练技术、又能打响名号的“练手项目”。这些项目不是那种随便糊弄一下就能交差的,而是那种能让你真正上手,把书本上的理论变成实际应用,顺便还能给你的简历增色不少的好东西。 1. 命令行工具:从“万能钥匙”到“效率助手”咱们先从最基础、也是最实用的练手项目说起.............
  • 回答
    世界各地的神话传说里,总少不了那些令人闻风丧胆、横跨山川河流的巨型生物。它们不仅仅是体型上的庞大,更象征着自然之力、混沌原始,或是神祇伟力的具现。这些庞然大物,在古人的想象中,往往是构成世界秩序、或是挑战既有秩序的重要角色。北欧神话:世界之树的根须与巨人的家园要说体型巨大的生物,北欧神话绝对是绕不开.............
  • 回答
    在国际社会这个复杂的大染缸里,各个国家,无论大小强弱,都可能出于自身利益、安全考量,或是历史遗留问题,采取一些不那么“光明磊落”的手段。这里面,“耍流氓”这个词,虽然带点情绪化,但确实能捕捉到一些国家在处理国际事务时,那种绕过规则、施加压力、甚至是赤裸裸的利益算计。咱们就来捋一捋,像中国、美国、俄罗.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有