Spionsatelliter har spelat en stor roll i världspolitiken sedan mitten av 1900-talet. Dess tekniska förutsättningar, från relativt enkla analoga kameror i omloppsbana runt jorden till dagens AI-drivna multisensorplattformar, visar på en dramatisk utveckling.
De första satelliterna
 |
| Det första, av människan tillverkade, föremålet i rymden: Sputnik 1. Diameter: 58 cm; vikt: 83,6 kg |
Spionsatellitens historia börjar med Sputnik 1, en satellit som Sovjetunionen sände upp i rymden den 4 oktober 1957. Även om Sputnik 1 inte var en spionsatellit i sig, markerade den starten på rymdkapplöpningen - på jakten, stormakterna emellan, efter militär förmåga och därmed herraväldet över rymdens resurser... och kontroll över jordens!
USA:s svar på sovjetunionens militära rymdförmåga blev CORONA-programmet, vilket lanserades 1960. CORONA-satelliterna hade filmkameror ombord vilkas exponerade filmer återvände till jorden i värmeskyddande kapslar - och med en fallskärm.
CORONA var således ett system av amerikanska militära övervakningssatelliter, faktiskt USA:s första
filmspaningssatelliter vilka fotograferade jorden och där resultatet av fotograferingen var en fotografisk film. På en radiosignal från en jordstation sändes en kapsel med den exponerade filmrullen från satelliten mot jorden där den, hängandes i en fallskärm, fångades upp av ett specialutrustat flygplan!
 |
| Avancerad flygning med rymdfiske! Notera fångstanordningen, fallskärmen och, längst ner i bild, kapseln med filmen från rymden |
En Fairchild 119J fångar upp en filmkapsel från en CORONA-satellit. Filmkapseln syns längst ner i bild. Mellan
de två spröten från flygplanet kan den skarpögde se "fångstlinan" vilken omfattar fallskärmslinorna och medger fångst och inhämtning av filmkapseln.
 |
| USA:s första spionsatellit - CORONA. Satelliten byggdes av Lockheed för United States Air Force. Dess bruttovikt var 779 kg |
CORONA var den första satelliten i polär omloppsbana dvs en omloppsbana där satelliten färdas runt jorden huvudsakligen över polerna snarare än över ekvatorn.
Om dessutom satellitens omloppstid i sin polära bana inte är en jämn multipel av jordens rotationstid, kommer varje "svep" som satellitbanan gör att gå över en ny del av jordens yta. Denna lagbundna förändring av satellitens bana leder till att hela jordytan kommer att överflygas och att en heltäckande fotografering av jorden därmed möjliggörs.
 |
| Den allra första fotografiska bilden från CORONA-projektets satelliter föreställer den numera nedlagda flygbasen Mys Shmidta Airport i Ryska Fjärran Östern. |
Satelliterna CORONA KH-1 [KH för Key Hole, nyckelhål] till KH-4 [1960–1972] tog bilder av Sovjetunionens militära installationer. Sovjetunionens motvapen var Zenit-satelliterna, en motsvarighet till CORONA-serien utvecklade under andra halvan av 1950-talet enligt följande:
 |
| Vostok-K, ingick i familjen R7, flög första gången 22 december 1960. Den var bärraket när den första bemannade rymdflygningen, Vostok-1, ägde rum 12 april 1961 |
30 januari 1956. Arbetet med militära satelliter påbörjades i Sovjetunionen. Bärraket: Vostok. Rymdfarkost: Zenit-satelliten. Designarbetet påbörjas på Zenit, den första militära fotospaningssatelliten. De nödvändiga delsystemen definierades stegvis under 1956 i en serie specifikationsdokument. I april släpptes specifikationerna för en redundant omstartbar motor och lämpliga satellitstyrnings- och kontrollsystem. I maj utfärdades det tekniska kravdokumentet för en satellit som kunde orienteras i omloppsbana. I juli började tester av lämpliga värmesköldmaterial.
Juni 1956 Rymdraket: R-7. Zenits preliminära design klar. Klass: Teknologi. Typ: Navigationssatellit. Bärraket Vostok. Rymdfarkost: Zenit-satelliten. Designen var det ursprungliga konceptet för Zenits rekognoseringsrymdfarkost. Insatsen skulle senare inkluderas i Vostok-programmet under namnet Zenit.
1956 augusti Högsta Sovjet godkänner designen av en militär spaningssatellit. Rymdraket: Vostok. Rymdfarkost: Zenit-satelliten. Dekretet godkände formellt designen av en militär spaningssatellit. I oktober utfärdades specifikationen för ett omfattande forskningsprogram som skulle leda till manövrerbara rymdfarkoster. I april 1957 utfärdade militären ett kravdokument för experimentella solcellspaneler. Designbyråns arbete med spaningssatelliten började 1957 i sektion 3 av OKB-1 [Tikhonravov och Ryazanov]. Denna rymdfarkost var ursprungligen dimensionerad till totalt 1,5 ton för uppskjutning med den grundläggande R-7-raketen.
1957 Våren Utformningen av sovjetiska spaningssystem fortsätter. Uppskjutningsraket: Vostok. Rymdfarkoster: Zenit-satelliten och Zenit-2-satelliten. Studier genomfördes för militära spaningssatelliter. Kodnamn för dessa studier var: Shchit - militära spaningssystem; Osnova - militär spaningsutrustning; Ediniy KIK - militära spaningskontrollsystem.
2 juli 1957 Bärraket: R-7. Uppskjutningsfarkost: R-7A.
Tikhonravov definierade utvecklingsuppgifterna för Zenit-spaningssatelliten. Rymdfarkost: Vostok. Rymdfarkost: Zenit-satelliten.
Uppgiften inkluderade utveckling av en trestegsversion av R-7, utveckling av satellitstyrnings- och koden 4 januari 1958 efter att ha gjort 1440 varv. ntrollsystem med den precision som krävs för fotografering från omloppsbana, satellitkontrollutrustning, ELINT-sensorer, styrsystem, system för återföring av filmkassetter och spårningssystem för återhämtning av återinträdesfarkosten med filmkassetten.
Uppgiften inkluderade utveckling av en trestegsversion av R-7, utveckling av satellitstyrnings- och koden 4 januari 1958 efter att ha gjort 1440 varv. ntrollsystem med den precision som krävs för fotografering från omloppsbana, satellitkontrollutrustning, ELINT-sensorer, styrsystem, system för återföring av filmkassetter och spårningssystem för återhämtning av återinträdesfarkosten med filmkassetten.
4 oktober 1957 Det första föremålet tillverkat av människan, Sputnik 1 skjuts upp i rymden av Ryssland med en R-7 Semjorka-raket. Sputnik 1 överlever i rymden till den 4 januari 1958 då den störtar mot jorden och brinner upp i atmosfären. Satelliten hade då gjort 1440 varv runt jorden.
Dessa tidiga system var beroende av optik och 'manuell' filmhantering vilket begränsade både upplösning och aktualitet. Upplösningen för CORONA var från början [1959] 7,5 meter för att så småningom, i augusti 1963, gå ner till 2,75 meter och i september 1967 vara nere i 1,8 meter.
Under 1970- och 1980-talen skedde flera tekniksprång. Satelliter som KH-9, HEXAGON, kombinerade bredare täckning med högre upplösning. Samtidigt började USA utveckla elektrooptiska system, vilket innebar att bilder kunde skickas digitalt till passande markstationer.
Kennan-, eller Kennen-satelliten, KH-11, var den första satellit som överförde bilder i realtid till USA-kontrollerade markstationer. KH-11 KENNEN-satelliten var ingen solitär satellit utan ett namn på en grupp satelliter med gemensamma tekniska funktioner. I litteraturen går denna grupp av satelliter också under namnen CHRYSTAL respektive DRAGON.
Tekniskt var satelliterna i gruppen avsedda för optisk och, i senare grupperingar, infraröd övervakning och drevs av USA:s National Reconnaissance Office, NRO, respektive Central Intelligence Agency, CIA.
Den första satelliten i KH-11-serien sköts upp den 19 december 1976, och flera satelliter med samma konfiguration har följt sedan dess.
Nästa steg var multispektrala sensorer vilka kunde upptäcka värmesignaturer, radarreflexer och kemiska spår.
Samtidigt utvecklade Sovjetunionen och senare Ryssland egna motsvarigheter, ofta med radarbaserade system som kan se genom moln och mörker.
Dagens spionsatelliter är teknologiska underverk! De kombinerar optisk, infraröd, radar och hyperspektral avbildning med AI-styrd analys.
Vad menas med Hyperspektral avbildning?
Hyperspektral avbildning är en teknik som låter satelliter se mycket mer än det mänskliga ögat. I stället för att bara registrera tre färger – rött, grönt och blått – mäter bildsensorn hundratals grupper av smala våglängdsknippen över hela ljusspektrumet, från synligt ljus till infrarött.
Varje punkt på marken får därmed ett eget spektralt fingeravtryck som avslöjar vad materialet består av. Så reflekterar t ex vegetation, betong, metall, olja eller plast ljus på olika sätt – och dessa mönster kan analyseras för att identifiera objekt eller förändringar som annars är osynliga.
Hyperspektral data bildar en så kallad datakub, där varje pixel innehåller ett helt spektrum av ljus. För att tolka dessa används ofta AI-baserad analys som kan känna igen mönster snabbare än människor.
Ursprung och utveckling av hyperspektral avbildning
- 1960-talet: Tekniken har sina rötter i spektralanalys och multispektral avbildning, som användes i satelliter som Landsat för att observera jorden i flera våglängdsband
- 1980-talet: Hyperspektral avbildning som teknik började ta form genom utvecklingen av instrument som NASA:s Airborne Imaging Spectrometer (AIS) och senare AVIRIS (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer). Dessa kunde mäta hundratals smala spektralband, vilket möjliggjorde mycket detaljerad analys av material och ytor.
Viktiga aktörer
- NASA och Jet Propulsion Laboratory (JPL): Ledde utvecklingen av de första hyperspektrala sensorerna för flygburen och satellitburen fjärranalys och spelade en central roll i utvecklingen av AVIRIS, som blev en milstolpe inom hyperspektral teknik.
- Försvarsmyndigheter i USA: Använde den nya tekniken för övervakning, målidentifiering och spaning.
- Företag som SPECIM (grundat 1995 i Finland): Har varit pionjärer i att kommersialisera tekniken för industriella och vetenskapliga tillämpningar.
Inom underrättelseverksamhet används idag hyperspektral avbildning för att:
- upptäcka kamouflerade fordon eller baser
- följa miljö- och temperaturförändringar
- spåra kemiska utsläpp, t ex bränslerester
- övervaka mark- och byggnadsförändringar över tid.
I civil verksamhet används hyperspektral avbildning inom
- Jordbruk (växtanalys, skördoptimering)
- Miljöövervakning (föroreningar, vattenkvalitet)
- Medicin (vävnadsanalys)
- Arkeologi och kulturarv
- Rymdforskning och planetutforskning
AI används för att analysera bilddata i realtid, identifiera förändringar och förutsäga rörelsemönster.
Dagens satelliter kan också samarbeta i kluster, vilket möjliggör kontinuerlig övervakning av ett speciellt intressant område.
Exempel på moderna system är USA:s NRO-satelliter. Dessa satelliter har global täckning och kan identifiera objekt på decimeterskala!
Begreppet NRO-satellit syftar på en satellit som skjutits upp och drivs av National Reconnaissanse Office [NRO], USA:s myndighet för underrättelsesatelliter. Dessa satelliter används för underrättelseinhämtning, övervakning och spaning för att säkerställa USA:s nationella säkerhet. NRO är ansvarigt för att designa, bygga, skjuta upp och driva dessa satelliter.
Syfte: Satelliterna samlar in underrättelser från rymden och sänder informationen till amerikanska beslutsfattare och militära styrkor.
Verksamhet: NRO:s verksamhet är hemligstämplad och de driver ett program som är en del av det nationella underrättelseprogrammet.
Användning: De levererar data som kan användas för att förstå och reagera på globala hot.
Exempel: Uppskjutningar följer ett specifikt mönster, som till exempel uppdrag som NROL-146 eller NROL-69, där NROL står för National Reconnaissance Office Launch.
Integration mellan spionsatelliter, drönare och markbaserade sensorer kommer därtill, högst sannolikt, att skapa framtida mycket starka underrättelsenätverk.
Spionsatellitens utvecklingsresa från då till nu speglar människans tekniska framsteg samtidigt med de politiska spänningarna mellan starka stater. Från dåtidens filmkapslar dalande i fallskärmar mot jorden inom CORONA-projektet, till nutidens AI-styrda multisensorplattformar med digital överföring av insamlade data har satellitsystemen blivit närmast oumbärliga för stormakternas strategiska planering - och för deras eventuella krigföring.
Den framtida utvecklingen av satelliter innebär att gränsen mellan militär- och civil användning blir allt mer flytande. AI-integrationen mellan satellit- och drönarsystem kommer att öka vilket gör det allt svårare att skilja vän från fiende - bär t ex den annalkande drönaren sjukvårdsmateriel eller en sprängladdning....
Under 1960-talet spionerade USA effektivt på Sovjet med hjälp av CORONA-projektet. Över 800 000 fotografier togs över Sovjet och andra delar av jorden. I mitten av 1990-talet släpptes bilderna fria vilket skapade en guldgruva i form av observationsdata för dagens forskare.
Inom astronomin handlar det mesta om att se bakåt i tiden. Genom att observera ljus som färdats genom rymden för att nå oss här på jorden ser vi galaxer, stjärnor och planeter som de såg ut när ljuset från dem började sin färd mot oss. Ljuspartiklarna ger oss idag bilder på det som h'ände kontinuerliga ögonblicksbilder men i och med de enorma avstånden i universum tar det väldigt lång tid för oss att uppfatta dem.
När Hubble exempelvis fotograferar galaxen NGC 3972 (i stjärnbilden Stora Björn) får vi ett foto som visar hur galaxen såg ut för 65 miljoner år sedan, eftersom den befinner sig 65 miljoner ljusår från jorden. Hade vi istället befunnit oss på en planet någonstans i NGC 3972 och tittat på jorden hade vi sett en planet fylld med dinosaurier. Ett annat exempel är att slocknar solen vet vi det först åtta minuter senare eftersom det är så lång tid det tar för solljuset att nå oss.
För arkeologer, ekologer, historiker och andra forskare som har vår planet och vår kultur som forskningsområde hade det varit ett ovärderligt verktyg att kunna se tillbaka på jorden och observera hur den såg ut långt tillbaka i tiden. Tänk att kunna observera de gamla egyptierna när de byggde pyramiderna eller se kontinentalplattorna röra sig under årsmiljonerna. Nå, ljuset från de forna egyptierna är sedan länge långt utom räckhåll men sedan mitten av 1990 talet har forskare faktiskt, via alla dessa CORONA-bilder, kunnat se tillbaka på en planet så som den såg ut mellan åren 1960 till 1972.
Idag skapas ofattbara mängder rymddata varje dag. Bara de europeiska jordobservationssatelliterna i Copernicus-programmet genererar över tio terabyte data per dag. Därtill tillkommer flera andra öppna rymddatakällor som exempelvis Terra, Aqua, och Landsat.
Allt är inte fotografier och alla fotografier har inte samma upplösning som CORONA-satelliterna men det är ingen överdrift att säga att vi har ganska bra kolltroll på vår planets välmående - och det på daglig basis!
Observationsdata från tiden före de tidiga satelliterna är baserade på marknära instrument och har inte de intressantaste observationerna registrerade. I och med att den amerikanska staten vid mitten av 1990-talet öppnade upp CORONA-observationerna för allmänheten fick forskarna alltså accsess till en liten guldgruva av data!
Årliga förändringar i exempelvis sjöars vattenstånd, isars utbredning eller torka gör att det går att skapa bättre modeller för att simulera prognoser för framtiden. Genom att, i längre tidserier, observera förändringar i vår miljö kan vi säkrare förutspå vad vi har att vänta framöver. Att vi idag har så många instrument för att mäta jordens tillstånd kommer i framtiden vara ovärderligt då allt vi gör som art lämnar fotspår i jordens ekosystem.
Nedan finns bilder från och inför sammansättningen av en av spionsatelliterna av typ KH-9, HEXAGON. KH-9 var en serie om 20 satelliter som sköts upp mellan åren 1971 och 1986. Satelliten arbetade med fotografisk film vilken efter exponering lämnade HEXAGON i riktning jorden innesluten i en speciell nedstigningskapsel. Denna kapsel fångades upp av ett flygplan hängandes i en fallskärm.
KH-9, HEXAGON, under slutmontering inför
uppskjutning. Under "magen" på satelliten syns
de fyra gyllene kapslarna som, lastade med upp
uppskjutning. Under "magen" på satelliten syns
de fyra gyllene kapslarna som, lastade med upp
till 30 km fotografisk film, så småningom
kommer att återvända till jorden
.jpg) |
| Satelliten var drygt 16 meter lång [felaktigt längdangivelse ovan!] med en diameter på 3 meter. De fyra kapslarna för den exponerade filmens återvändande till jorden syns tydligt. Kapslarnas diameter var 0,9 meter och vikten, inklusive film, ca 500 kg. Totalt kunde kapslarna bära 30 000 meter film till jorden! |
KH‑9 Hexagon (1971–1986) var USA:s största filmåterförande spionsatellit, ofta kallad Big Bird. Den ersatte Corona‑serien och kunde stanna i omloppsbana i upp till 9 månader. Kamerasystemet från Perkin‑Elmer använde två panoramakameror som svepte över stora ytor. Filmen matades kontinuerligt och samlades i kapslarna som sedan skickades tillbaka till jorden för framkallning.
 |
| De två panoramakamerorna. Kamerornas diameter var 0,91 meter. Brännvidden 1,52 meter med f /3,0 |
 |
| En filmkapsel för återbördande till jorden. Kapseln rymde 30 km exponerad film! Längst till höger syns utblåsningsdysan på bromsraketen. Kapseln innehöll även en fallskärm. |
 |
| En filmkapsel med exponerad film dalar ner genom lufthavet och kommer snart att fångas upp av ett flygplan! |
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| En bild från en KH-9 satellit. Fotot föreställer den civila flygplatsen Moskva Domodedovo. Bilden tagen 6 april 1979. Förstoring 150 ggr. Några data om HEXAGON-satelliterna: Bärraket: Titan IIID/34D Totalvikt: 11 400 kg, med kartkamera 13 300 kg Återinträdesvikt: 5 330 kg Max diameter (huvudkropp): 3,05 m Längd (med kartkamera): 16,21 m Omloppsbana: elliptisk, 160 km × 240 km Flygningar med CORONA-satelliter
Flygningar med HEXAGON-satelliter
- Ω - Källor: Huvudsakligen artiklar på Internet. Research, urval och textbehandling utförd av Tidsspegelns Redaktör Redaktionen tar gärna emot kommentarer till artikeln! Tänk och skriv, kort eller långt! Ange ditt namn och e-postadress efter din kommentar - det kan vara av intresse för den händelse jag skulle vilja komplettera den aktuella artikeln med uppgifter som du lämnat! Givetvis kan du skriva direkt till mig, erland.renstrom@telia.com, om du finner det mer passande! |
