KH-11 켄넨

KH-11 KENNEN
허블우주망원경(HST) 레이아웃에 기초한 개념도.
내부 뷰가 있는 허블우주망원경(HST) 레이아웃에 기초한 개념도.

KH-11 KENNEN[1][2][3][4](후기[6]: 82 명칭은 크리스탈,[5] 이후 진화된 크리스털 시스템, 코드네임 1010 및 키홀[6]: 82 )은 1976년 12월 미국 국가정찰국이 처음 발사한 정찰위성의 일종이다.캘리포니아주 서니베일의 록히드사가 제작한 KH-11은 미국 첩보위성 중 최초로 전자광학 디지털 영상을 사용해 실시간 광학 관측 기능을 제공했다.[7]

이후 KH-11 위성은 외부 관측자에 의해 KH-11B 또는 KH-12로 언급되었고, "Advanced KENNEN", "Expected Crystal", "Ikon"이라는 명칭으로 언급되었다.공식 예산 문서는 최신 세대의 전기 광학 위성을 "진화된 강화된 크리스털 시스템"이라고 부른다.[8]Key Hole 시리즈는 KH-7 GAMBIT, KH-8 GAMBIT에 대한 공개적인 언급을 반복한 후 무작위 번호 매기기 방식으로 공식적으로 중단되었다.IT3, KH-9 헥사곤, KH-11 KENNEN 위성.[9]

KH-11의 능력은 그들이 생산하는 이미지처럼 매우 분류되어 있다.이 위성은 1997년 공개된 소련과 중국의 일부 이미지,[11] 1998년 미국 대사관 폭탄 테러 대응과 관련해 공개된 수단과 아프가니스탄의 모습,[citation needed][10] 그리고 도널드 트럼프 대통령이 공개한 2019년 이란 로켓 발사 실패 사진의 근원으로 추정된다.

프로그램 이력 및 물류

필름 판독 KH-7 GAMBIT(Film Read-Out KH-7 GAMBIT)는 NRO 프로그램 B의 초기 전자 광학 이미지(EOI) 위성에 NRO 프로그램 A의 경쟁자 역할을 했다.[12]1971년 9월 23일 닉슨 대통령은 코드워드 조스터와 함께 EOI 선행 연구를 한 후 초기 코드워드 자만 아래 EOI 인공위성 개발을 승인했다.[13]1971년 11월, 이 암호어는 "지각"을 위한 중세 영어인 Kennen으로 바뀌었다.[14][15]

데이터는 통신 위성인 위성 데이터 시스템(SDS)의 네트워크를 통해 전송된다.[5][16]전기 광학 영상 처리의 초기 지상국은 58구역의 비밀 국가정찰국 시설이었으며, 이후 벨부아르 요새에 있는 것으로 확인되었다.[17][18]

1999년 NRO는 KH-11 위성을 보다 비용 효율적인 소형 별자리로 대체하는 것을 목표로 한 미래 이미지 아키텍처(FIA) 프로그램의 주요 계약자로 보잉을 선정했다.2005년 FIA 실패 후 NRO는 록히드사에 기존 하드웨어 KH-11 2대를 추가로 발주했으며, 이 중 첫 번째인 USA-224는 당초 예정보다 2년 앞당겨 2011년 초 출시됐다.[19][20]

디자인

록히드의 허블 우주 망원경 통합.
KH-11의 동력학적 시험장치 (확인되지 않음)세 개의 거울 조립체.

초기 설계 사양

르우 앨런에 따르면, 초기 주요 설계 요소는 에드윈 H. 랜드가 지정했다.여기에는 i) 솔리드 스테이트 초점면 어레이, ii) 복합 데이터 처리를 위한 집적 회로, iii) 직경 2.54m(100인치)의 f/2 1차 미러, iv) 기가비트/s 데이터 링크, v) 영상 위성의 긴 온오비트 운영 수명, v) 실시간 다운링크를 용이하게 하는 통신 위성 등이 포함되었다.이미지들.[21]

크기 및 질량

KH-11은 비슷한 용기에 실어 나르기 때문에 크기와 모양이 허블우주망원경을 닮은 것으로 추정된다.길이는 19.5m로, 지름은 최대 3m(120인치)로 추정된다.[5][22]NASA의 허블망원경 역사에서 [23]3미터 메인 미러에서 2.4미터(94인치) 설계로 전환한 이유를 설명하면서 "게다가 2.4미터 미러로 바꾸면 군사 첩보위성을 위해 개발된 제조 기술을 사용함으로써 제작 비용을 절감할 수 있을 것"이라고 말했다.

다른 버전의 KH-11은 질량이 다양하다.초기 KH-11은 KH-9 HEVSAGON과 질량이 비슷한 것으로 보고되었다.[24] 즉, 약 12,000 kg (26,000 lb)이다.이후 블록의 질량은 약 17,000 kg(37,000 lb)[25]에서 19,600 kg(43,200 lb)[26][5]으로 추정된다.

추진 모듈

KH-11에는 궤도조정을 위한 하이드라진 추진장치가 탑재된 것으로 알려졌다.KH-11의 궤도 수명을 늘리기 위해 우주왕복선의 서비스 방문 시 추진 모듈을 재급유하는 계획이 존재했다.[24]추진 모듈은 록히드가 KH-9용으로 개발한 위성제어구간(SCS)에서 파생된 록히드 위성지원버스(SSB)와 관련이 있는 것으로 추정됐다.[27]

광학 망원경 조립체

CIA 역사에 따르면 KH-11 1기의 1차 거울은 2.34m(92인치)로 측정됐지만 이후 버전에서는 크기가 커졌다.[5]NRO는 컴퓨터 제어 미러 연마 기술의 개발을 주도했으며, 이후 허블 우주 망원경의 일차 거울 연마에도 사용되었다.[28]

이후 위성은 더 큰 거울을 가지고 있었는데, 지름이 약 2.9~3.1미터(110~120인치)[29] 정도 되는 제인의 디펜스 위클리(Defense Weekly)는 카세그레인 반사 망원경 시스템의 2차 거울을 움직일 수 있어 위성이 보기 드문 각도에서 영상을 찍을 수 있다는 것을 나타낸다.또한, 위성이 5초마다 사진을 찍을 수 있다는 징후도 있다.[citation needed]

이미지 센서 및 카메라 모드

초기 KH-11 카메라 시스템은 프레임과 스트립 모드를 제공했다.[30]초점면에는 밝기 값을 전기 신호로 변환하는 빛에 민감한 실리콘 다이오드가 배열되어 있었다.포장 밀도는 COLONA 위성의 지상 샘플 거리와 일치하도록 충분히 높았다(인치당 100개의 다이오드).녹음된 디지털 신호는 암호화되어 거의 실시간으로 지상국으로 전송되었으며, 녹음된 이미지를 재현하기 위해 레이저를 이용하여 필름에 기록되었다.[31]KH-11용 최초의 충전결합장치(CCD) 검출기는 1970년대 후반 Westinghouse Electric Corporation이 볼티모어 시설에서 개발했다.[32]KH-11 블록 II는 800 × 800 픽셀 CCD로 영상을 촬영하기 위해 장착된 최초의 정찰 위성이었을 것이다.[33]이후 블록 위성은 더 넓은 광 스펙트럼에서 신호 지능 기능과 더 큰 감도를 포함할 수 있다(아마 적외선 속으로).[34]

커뮤니케이션

이미지 위성 1개와 릴레이 위성 2개로 구성된 KENNEN 초기 구성 (1977년 1월)

KH-11 위성과의 통신과 데이터 다운로드는 더 높은 궤도로 통신 중계 위성들을 통해 라우팅된다.초기의 통신 중계기 페이로드(payload)는 60 GHz의 주파수로 작동한 것으로 생각되는데, 이 주파수의 무선 방출은 지구의 대기에 의해 차단되어 지상에서 검출할 수 없기 때문이다.초기 위성 데이터 시스템 위성 2기의 발사는 1976년 6월과 8월에, 즉 1976년 말 KH-11 위성 1차 발사를 앞두고 일어났다.[35]KH-11 자료 접수를 위한 지상국은 옛 버클리 항공 국가방위기지(CO)인 VA 포트 벨부아르(Fort Belvoir)와 독일 카파운(Kapaun) 공군기지가 있는 것으로 알려졌다.[36]

분해능 및 접지 샘플 거리

시각 스펙트럼(즉, 500nm의 파장에서)에서 관찰하는 완벽한 2.4m(94in) 거울은 약 0.05아크초의 회절제한 해상도를 가지며, 궤도 고도 250km(160mi)에서 6cm(2.4in)의 지상 샘플 거리에 해당한다.대기 난류의 영향으로 작전 해상도가 더 나빠져야 한다.[37]천문학자인 클리포드 스톨은 이러한 망원경이 "몇 인치까지" 해결할 수 있을 것으로 추정한다.얼굴을 알아볼 만큼은 아니다"라고 말했다.[38]

KH-11 세대

미국의 5세대 전기광학 정찰이 확인되었다.[39][40]

블락 1

블록 1은 KH-11의 원래 위성을 가리키는데, 그 중 5개는 1976년 12월 19일에서 1982년 11월 17일 사이에 발사되었다.

블록 II

3개의 블록 II 위성은 KH-11B, DRAIN 코드명 또는 CHISL로 언급된 공개 문헌에 실려 있으며, 광학 관측 외에도 적외선 영상을 촬영할 수 있는 것으로 생각된다.[41]1, 2차 블록 II 위성은 발사 실패로 유실되었다.[40]

블록 III

흔히 KH-12 또는 개량 크리스탈이라고 불리는 4개의 블록 III 위성이 1992년 11월부터 2001년 10월 사이에 발사되었다."향상된 크리스털"이라는 이름은 "향상된 미터법 크리스털 시스템"(IMCS)을 가리킨다.미터법은 매핑을 위해 세계 측지계통과 관련된 영상에서 기준점 참조(마킹)를 수정하는 기능을 설명한다.[42][43]또 다른 개선점은 실시간 접속 개선과 지역 커버리지 확대를 위해 이전 모델에 비해 다운로드율이 8배 증가했다는 것이다.[44]블록 III부터, 위성의 일반적인 수명은 약 15년으로 증가했는데, 이는 대기 항력에 대항하기 위해 더 큰 연료 비축량을 용이하게 하는 더 높은 리프트 오프 질량과 관련이 있을 수 있다.[45]

블록 4

2005년 10월, 2011년 1월, 2013년 8월 발사된 3기의 전기광 위성은 블록 4의 소행으로 추정된다.

블록 V

델타 IV 헤비에서 NROL-82 발사

경사진 지오동기 궤도를 향해 발사된 차세대 비밀 통신위성이 2018년 말(NROL-71), 2021년(NROL-82) 발사 예정인 블록V 전자광학위성을 지지하고 있다는 추측이 나오고 있다.[46]두 위성은 록히드마틴스페이스시스템즈가 제작했으며, 지름이 2.4m인 1차 거울을 갖고 있으며, 록히드가 구축한 이전 블록으로 진화적으로 개량된 것이다.[47]

발사를 위해 발표된 위험 영역에 기초하여 NROL-71의 궤도 경사 74°를 추론하였다.이는 NROL-71이 제2형식 다중 태양-동기 궤도(Multi Sun-Synchronous Obit)를 대상으로 함을 나타낼 수 있으며,[48] 이는 위성이 다양한 국지적 효과 범위(그림자 방향과 길이, 일상 활동 등)에서 지면을 연구할 수 있게 한다.[49][50]

파생상품

미스티 위성은 KH-11에서 파생된 것으로 추정되지만 레이더에 보이지 않게 변형돼 시각적으로 탐지하기 어렵다.첫 번째 미스티 위성인 USA-53은 우주왕복선 아틀란티스호가 STS-36 임무로 발사했다.반덴버그 공군기지에서 타이탄 IVB에 의해 1999년 5월 22일에 발사된 미국-144 위성은 제2의 미스티 위성 또는 [51]강화된 영상 시스템 우주선이었을 것이다.위성은 때때로 KH-12로 식별된다.

2011년 1월, NRO는 허블 우주 망원경과 비슷한 크기의 [52][53][54][55]2.4미터(94인치) 직경의 1차 거울을 가진 두 개의 우주 광학 망원경 조립체에 기증했지만, 조련할 수 있는 2차 거울과 더 짧은 초점 길이(결과적으로 더 넓은 시야에서)를 가지고 있었다.이것들은 처음에는 KH-11 시리즈 "추가 하드웨어"로 여겨졌으나, 나중에 취소된 미래 이미지 아키텍처 프로그램 때문이었다.[56]이 거울들은 NASA에 의해 로마 우주 망원경의 1차 및 예비용으로 사용될 것이다.

타협

1984년 제인스가 발간한 키예프급 항공모함의 건조를 그린 KH-11 이미지.
2019년 8월 29일 로켓 폭발 후 이맘 호메이니 우주공항에서 발사대가 파손된 이미지(해상도 약 10cm/px)가 KH-11에 의해 촬영된 것으로 추측된다.

1978년, CIA의 젊은 직원 윌리엄 캄필레스는 디자인과 운영을 기술한 KH-11 시스템 기술 매뉴얼을 소련에 판매한 혐의를 받았다.Kampiles는 간첩죄로 유죄판결을 받았고 처음에 40년 징역형을 선고받았다.[57][58]이후 이 기간이 축소되었고, 18년 복역한 뒤 캄플라스는 1996년에 석방되었다.[59][60]

1984년 해군정보지원센터의 정보 분석가인 사무엘 로링 모리슨은 KH-11이 촬영한 세 개의 기밀 이미지를 출판물 제인스 디펜스 위클리(Jane's Defense Weekly)에 전달했다.1985년 모리슨은 2건의 간첩죄와 2건의 정부 재산 절도죄로 연방법원에서 유죄를 선고받고 징역 2년의 실형을 선고받았다.[61]그는 2001년 클린턴 대통령에 의해 사면되었다.[62]

2019년 당시 도널드 트럼프 미국 대통령이 트위터를 통해 이란의 사피르 로켓 시험 실패의 후폭풍에 대해 이전에 기밀로 분류한 사진을 올렸는데,[11] 일부는 이 사진을 미국-224 위성에서 찍은 것으로 보고 있다.[63][64]

KH-11 임무

2013년 9월 궤도상에 있는 모든 KH-11 키홀 위성, 궤도 별자리 상태.

1976년과 1990년 사이에 타이탄-3D와 타이탄-34D 발사 차량에 실려 KH-11 9개의 위성이 발사되었으나, 한 번의 발사 실패가 있었다.1992년과 2005년 사이의 다음 5번의 위성 발사에는 타이탄 4호 발사체가 사용되었다.2011년 이후 가장 최근 발사된 세 차례는 델타 IV 헤비 발사 차량에 의해 진행됐다.KH-11은 KH-9 필름 복귀 위성을 대체했는데, 그 중 마지막 것은 1986년 폭발로 소실되었다.

모든 KH-11 위성은 태양 동기 궤도에 있는 두 개의 표준기 중 하나에 있다.그림자는 지상의 특징을 식별하는 데 도움을 주기 때문에 정오/자정 궤도의 동쪽에 있는 표준면의 위성은 현지 오후 시간에 지상을 관측하고, 서부 비행기의 위성은 현지 아침 시간에 지면을 관측한다.[65][66][67]따라서 역사적으로 발사는 현지 시간으로 정오(또는 자정) 전에 각각 2시간 전이나 1시간 후에 이루어지도록 시간 맞춰져 있다.[40]궤도는 일정 일수가 지나면 지상궤도가 반복될 정도로, 현재 동서 궤도비행기의 1차 위성에 대해서는 각각 4일씩이다.[68]

별자리는 1차 위성 2개와 2차 위성 2개(평면당 1개와 2차 위성 1개)로 구성된다.동서면 2개의 1차 위성의 궤도비행기는 48~50°씩 떨어져 있다.동편 2차 위성의 궤도면은 1차 위성의 동쪽 20°에 위치하며, 서편 2차 위성의 궤도면은 1차 위성의 서쪽 10°에 위치한다.[68][69]

이름 KH-11
블록[66] 		출시일자 COSPAR[70]
SATCAT No. 		발사지정 궤도 평면[66] 궤도 붕괴 날짜
OPS 5705 1-1 1976년 12월 19일 1976-125A [71]
09627		 해당 없음 247km × 533km
(1987 mi × 331 mi)
i=96.9°		 서쪽 1979년 1월 28일
OPS 4515 1-2 1978년 6월 14일 1978-060A [72]
10947		 276km × 509km
(1968 mi × 316 mi)
i=96.8°		 서쪽 1981년 8월 23일
OPS 2581 1-3 1980년 2월 7일 1980-010A [73]
11687		 309km × 501km
(1987 mi × 311 mi)
i=97.1°		 동쪽 1982년 10월 30일
OPS 3984 1-4 1981년 9월 3일 1981-085A [74]
12799		 244km × 526km
(1987 mi × 327 mi)
i=96.9°		 서쪽 1984년 11월 23일
OPS 9627 1-5 1982년 11월 17일 1982-111A [75]
13659		 280km × 522km
(1987 mi × 324 mi)
i=96.9°		 동쪽 1985년 8월 13일
USA-6 2-1 1984년 12월 4일 1984-122A [76]
15423		 335km × 758km
(1987 mi × 471 mi)
i=98° [41]		 서쪽 1994년 11월 10일
알 수 없는 2-2 1985년 8월 28일 해당 없음 궤도에 진입하지 못함 동쪽 해당 없음
USA-27 2-3 1987년 10월 26일 1987-090A [77]
18441		 300km × 1,000km
(190 mi × 620 mi), i=98° [41]		 동쪽 1992년 6월 11일
USA-33 2-4 1988년 11월 6일 1988-099A [78]
19625		 300km × 1,000km
(190 mi × 620 mi), i=98° [41]		 서쪽 1996년 5월 12일
USA-86 3-1 1992년 11월 28일 1992-083A [79]
22251		 408km × 931km
(254 mi × 578 mi), i=97.7° [80]		 동쪽 2000년 6월 5일
USA-116 3-2 1995년 12월 5일 1995-066A [81]
23728		 405km × 834km
(252 mi × 518 mi), i=97.7° [82]		 동쪽 2008년 11월 19일
USA-129 3-3 1996년 12월 20일 1996-072A [83]
24680		 NROL-2 292km × 894km
(181 mi × 556 mi), i=97.7° [84]		 서쪽 2014년 4월 24일
USA-161 3-4 2001년 10월 5일 2001-044A [86]
26934		 NROL-14 309km × 965km
(1987 mi × 600 mi), i=97.9°		 동쪽 2014년 말
USA-186 4-1 2005년 10월 19일 2005-042A을[89]
28888		 NROL-20 263km × 450km
(1987 mi × 280 mi), i=97.9°		 서쪽
USA-224 4-2 2011년 1월 20일 2011-002A [91]
37348		 NROL-49 290km x 985km
(180 mi × 612 mi), i=97.9° [92]		 동쪽
USA-245 4-3 2013년 8월 28일 2013-043A [93]
39232		 NROL-65 260km × 1,007km
(1987 mi × 626 mi), i=97.9°		 서쪽
USA-290 5-1? 2019년 1월 19일 2019-004A [95]
43941		 NROL-71 395km × 420km
(1987 mi × 261 mi), i=73.6°		 해당 없음
USA-314 5-2? 2021년 4월 26일 2021-032A [97]
48247		 NROL-82 548km × 773km
(341 mi × 480 mi), i=98.0° [98]		 동쪽
USA-129의 밝은 패스, 블록 III 위성.

KH-11 위성은 대기권 항해를 위해 또는 감시 요건에 따라 지상 궤도를 조정하기 위해 주기적으로 재기동해야 한다.아마추어 관측자들이 수집한 데이터를 바탕으로 OPS 5705의 다음과 같은 궤도 특성을 아마추어 스카이워처 테드 몰크잔이 계산했다.[99]

OPS 5705
기간		 페리기
(AMSL)		 아포지
(AMSL)		 기간 종료 시 어포지
(AMSL)
1976년 12월 19일 – 1976년 12월 23일 253 km (1983 mi) 541km(336mi) 541km(336mi)
1976년 12월 23일 – 1977년 3월 27일 348km(216mi) 541km(336mi) 537km(334mi)
1977년 3월 27일 – 1977년 8월 19일 270km(170mi) 537km(334mi) 476km(296mi)
1977년 8월 19일 – 1978년 1월 270km(170mi) 528km(328mi) 454km(282mi)
1978년 1월 – 1979년 1월 28일 263km (1963 mi) 534km(332mi) 디오브티드

2010년 9월 4일 아마추어 천체사진작가 랄프 반데버그는 지상에서 KH-11(미국-129) 위성의 사진을 몇 장 찍었다.이 사진들은 336km(209mi) 범위에서 250mm(10인치) 조리개 망원경으로 찍혔음에도 불구하고 접시, 태양 전지판 등 주요 디테일과 기능을 알 수 없는 요소들을 보여준다.[100]

비용

출시와 1990년 달러를 포함한 예상 단가는 미화 1.25억 달러에서 17억5000만 달러(2021년 인플레가 25억9000만 달러에서 36억3000만 달러로 조정)[34]이다.

키트 본드 상원의원에 따르면 2005년 록히드로부터 수주한 기존 KH-11 위성 2대의 초기 예산 추정치는 2005년 5월 현재 63억5000만 달러의 조달비로 최신형 니미츠급 항공모함(CVN-77)[19]보다 높았다.[101]2011년, 미국-224호 발사 후, DNRO 브루스 칼슨은 위성의 조달 비용이 초기 예산 추정치에서 20억 달러였으며, 이는 약 44억 달러(2021년 인플레이션 조정 53억 달러)가 될 것이라고 발표했다.[20]

2014년 4월, NRO는 마지막 두 개의 KH-11 위성에 "50억 달러 이상의 가치"를 할당했다.[102]

이미지 갤러리

  • 중국이 운용하는 시안 H-6 제트 폭격기의 KH-11 블록 1 이미지.

  • 1984년 키예프급 항공모함 건조 2차 KH-11 블록 1 이미지가 제인의 것으로 유출됐다.

  • 미국의 알-시파 제약 공장의 정찰 위성사진으로 KH-11 블록 3가 기인했다.

  • 아프가니스탄 Zhaawar Kili 진영의 KH-11 블록 2 이미지.

  • 도널드 트럼프 전 대통령이 트위터에 올린 사진은 KH-11 블록4 위성인 USA-224가 촬영한 것으로 추정된다.

참고 항목

참조

  1. ^ "Develop Acquire Launch Operate (NRO Brochure)" (PDF). NRO. 22 March 2016. Archived from the original (PDF) on 26 January 2017. Retrieved 24 April 2016. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  2. ^ Day, Dwayne A. (30 January 2012). "The geometry of shadows". The Space Review.
  3. ^ Casey, William J. (18 January 1982). "Letter to Honorable Edward P. Boland from William J. Casey proposing visit by permanent select committee members to KENNEN Ground Station, CIA-RDP83M00914R000700040112-1". CIA. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
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