伊朗火箭爆炸：一張照片背后的故事

文/土星五號

美國總統(tǒng)特朗普的推特一直以語出驚人而出名，但他在8月31日發(fā)的推特還是再一次刷新人們對他乃至美國的認(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日美國全國廣播電臺的新聞?wù)f起。美國全國廣播電臺通過美國行星公司的民用地球監(jiān)測衛(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)射臺濃煙滾滾，疑似在火箭燃料加注時發(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)射臺因爆炸受損的照片

▲美國麥克薩技術(shù)公司拍到的照片

▲美國行星公司拍到的伊朗發(fā)射臺照片

隨后另一家美國公司麥克薩技術(shù)公司的的商業(yè)衛(wèi)星拍攝了更加清晰的照片，可見圓形的發(fā)射臺四周有4個類似于避雷塔的高塔，已經(jīng)被濃煙熏黑的火箭依然屹立在類似于移動發(fā)射車的立起發(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，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，一直和伊朗合不來的特朗普自然要在推特上嘲諷一番，“美國沒有參與近日在伊朗發(fā)射臺準(zhǔn)備發(fā)射時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?！?這個推特本身以特朗普的標(biāo)準(zhǔn)并無不尋常之處，但仿佛如炫耀一般，特朗普附上的一張發(fā)射臺照片，著實(shí)嚇到了許多前情報工作人員和衛(wèi)星愛好者。

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)射臺四周的四個避雷塔，就連塔的構(gòu)造乃至影子長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，這不是一張通過后期加工提高分辨率的照片，包括移動發(fā)射立起裝置的門，被損毀的輔助車輛等細(xì)節(jié)都清晰可見，還能辨別出掛在圓形發(fā)射臺邊緣的、用波斯語寫的“國家賦權(quán)產(chǎn)物”。圖正中的白色光亮很明顯是拍照時閃光燈的反光，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，也就是說這張照片翻拍于一張打印出來的照片。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)射臺原圖的清晰度還要更高。

這張照片之所以會引起巨大轟動，首當(dāng)其沖的便是其拍攝方式?；裘纺岷教熘行脑谝晾时辈?，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。美國若派出無人機(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)險進(jìn)入伊朗領(lǐng)空不說，途中還要經(jīng)過亞美尼亞、阿塞拜疆等國的領(lǐng)空，更不用說美國在格魯吉亞沒有無人機(jī)基地。今年6月20日美國在波斯灣的RQ-4無人機(jī)剛被伊朗擊落，不會再次貿(mào)然深入。同樣由于航天發(fā)射的安全要求，發(fā)射中心周圍有嚴(yán)格的空域限制，間諜帶的中小型無人機(jī)大搖大擺進(jìn)出根本是不可能的事情。排除了無人機(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。

▲美國情報搜集設(shè)備拍到的照片

▲1984年公布的基輔級航母照片

“鎖眼”偵察

如果你沒有聽說過這個名字，那就對了，因?yàn)椤癒H-11”是美國保密級別最高的項(xiàng)目之一，實(shí)際上KH-11“鎖眼”的代號都是根據(jù)1976年首次發(fā)射信息得名的。之所以40多年一直沒有換是因?yàn)椴淮_定新的代號叫什么。

如果你覺得這個衛(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算，出事故的圓形發(fā)射臺直徑大約為60米，在推特照片上占大約600個像素，60/600=0.1，僅照片的分辨率便是每像素10厘米。如前文所說，由于這是拍攝的原圖且推特上傳圖像會有壓縮，實(shí)際原圖的分辨率會更高。

根據(jù)衍射公式以及光傳播時的天然衍射造成所能觀測到的物體清晰度極限，按照軌道高度250公里計算，2.4米的鏡片在真空下的極限衍射分辨率為6厘米。考慮到大氣會對光進(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政府有史以來第一次直接證明KH-11偵察衛(wèi)星可以識別車牌號了……

▲從谷歌地圖上看伊朗霍梅尼航天中心位置

▲一直被稱之為對地“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)射臺呈橢圓形且四個避雷塔設(shè)施位置清晰可見，而發(fā)射臺經(jīng)緯度是公開的數(shù)據(jù)（北緯35.2346度，東經(jīng)53.9210度），通過簡單的圖片分析程序計算便可預(yù)估出以發(fā)射臺為原點(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)射臺南北角的避雷塔朝向?yàn)?92.8度，圖片識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)射臺為橢圓形，通過正弦反曲函數(shù)計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為半長軸，圖片識別像素約為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)射臺的經(jīng)緯度觀測，拍攝衛(wèi)星在方位角約196.4度仰角約45度的位置。有沒有哪個衛(wèi)星正好在這個位置呢？還真有，那就是一顆編號為USA-224的偵察衛(wèi)星，巧的是“USA-224”在2011年1月發(fā)射時被懷疑的真身就是“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，美國政府并不會公開其軌道數(shù)據(jù)，因而只能通過天文愛好者的自行跟蹤和數(shù)據(jù)模型模擬。根據(jù)計算在協(xié)調(diào)世界時（UTC）8月29日09：44：20，“USA-224”距離發(fā)射臺約382公里，和美國全國廣播電臺首次爆出事故的新聞時間重合恐怕不是巧合。值得注意的是UTC09：44對應(yīng)的伊朗當(dāng)?shù)貢r間下午14：14，太陽才剛剛開始西斜，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的清晰度接近地球，和暗面無法拍攝時減少大氣阻力延長在軌時間而遠(yuǎn)離地球。由于拍攝時不是在發(fā)射場正上方，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“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)備對發(fā)射場拍攝。且如果用上文中計算的0.05角秒的角分辯率帶入380公里高度計算，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？

這個問題恐怕除了特朗普本人沒人能知道。一種說法是今年1月19日，代號為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，使得美國國家偵察局（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，美國國家監(jiān)察局便通過簡氏雜志，刻意泄露了Block I型拍攝的基輔級航母建造時的照片，給蘇聯(lián)施加壓力，幫助里根總統(tǒng)談判。在美國伊朗兩國關(guān)系不佳時的刻意泄露，毫無疑問是為了警告伊朗，并給伊朗施加壓力。

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

▲移動的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112KB大小的照片會包含如此之多的信息了吧！