伊朗火箭爆炸：一張照片背后的故事

文/土星五號

美國總統特朗普的推特一直以語出驚人而出名，但他在8月31日發的推特還是再一次刷新人們對他乃至美國的認知。而這一切，僅僅是因為特朗普在嘲諷伊朗的推特下，配上了一張非常驚人的照片。

一切的起源

這起事件其實還要從8月29日美國全國廣播電臺的新聞說起。美國全國廣播電臺通過美國行星公司的民用地球監測衛星拍攝到的照片，發現伊朗的伊瑪目·霍梅尼航天中心發射臺濃煙滾滾，疑似在火箭燃料加注時發生了爆炸。這已經是伊朗今年第三次發射失敗，其在今年1月和2月發射的衛星均未能入軌。

▲特朗普8月30日推發的伊朗衛星發射臺因爆炸受損的照片

▲美國麥克薩技術公司拍到的照片

▲美國行星公司拍到的伊朗發射臺照片

隨后另一家美國公司麥克薩技術公司的的商業衛星拍攝了更加清晰的照片，可見圓形的發射臺四周有4個類似于避雷塔的高塔，已經被濃煙熏黑的火箭依然屹立在類似于移動發射車的立起發射架上。其實從伊朗用宗教領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高于實際科研目的，且和朝鮮一樣，美國一直認為這是伊朗研發洲際彈道導彈的幌子。因此在火箭發射失敗后，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射臺準備發射時造成巨大事故的使者運載火箭，我衷心希望且祝好運伊朗能找到事故原因。” 這個推特本身以特朗普的標準并無不尋常之處，但仿佛如炫耀一般，特朗普附上的一張發射臺照片，著實嚇到了許多前情報工作人員和衛星愛好者。

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，不僅能看到圓形發射臺四周的四個避雷塔，就連塔的構造乃至影子長度和角度都非常明顯，甚至能看到發射架自身的鏤空結構。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，包括移動發射立起裝置的門，被損毀的輔助車輛等細節都清晰可見，還能辨別出掛在圓形發射臺邊緣的、用波斯語寫的“國家賦權產物”。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。用手機給打印照片二次拍攝的應該都知道，手機拍的照片不管有多給力,其分辨率都趕不上實際照片，發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。美國若派出無人機拍攝，不管從格魯吉亞還是阿富汗出發往返直線距離都有上千公里，冒著被擊落的風險進入伊朗領空不說，途中還要經過亞美尼亞、阿塞拜疆等國的領空，更不用說美國在格魯吉亞沒有無人機基地。今年6月20日美國在波斯灣的RQ-4無人機剛被伊朗擊落，不會再次貿然深入。同樣由于航天發射的安全要求，發射中心周圍有嚴格的空域限制，間諜帶的中小型無人機大搖大擺進出根本是不可能的事情。排除了無人機拍攝，那么剩下的唯一可能性便是偵察衛星拍攝。巧的是美國恰好有能滿足照片中展示的分辨率的偵察衛星，那就是KH-11偵察衛星了。

▲美國情報搜集設備拍到的照片

▲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，因為“KH-11”是美國保密級別最高的項目之一，實際上KH-11“鎖眼”的代號都是根據1976年首次發射信息得名的。之所以40多年一直沒有換是因為不確定新的代號叫什么。

如果你覺得這個衛星從外觀上看，怎么和哈勃空間望遠鏡那么像，那也不是巧合，因為“哈勃”就是按照“KH-11”的標準建造的，選擇2.4米直徑鏡面，也是因為能直接用KH-11鏡片的打磨設施。根據谷歌地圖上的比例尺計算，出事故的圓形發射臺直徑大約為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，實際原圖的分辨率會更高。

根據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一步散射導致分辨率降低，以及“KH-11”略高于250公里的軌道，發射臺實際照片的分辨率可能已經非常接近理論極限。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偵察衛星

遠不止清晰度的信息

然而清晰度并不是這張照片透露的“KH-11”的唯一信息，甚至并不是最關鍵的信息。由于照片中發射臺呈橢圓形且四個避雷塔設施位置清晰可見，而發射臺經緯度是公開的數據（北緯35.2346度，東經53.9210度），通過簡單的圖片分析程序計算便可預估出以發射臺為原點的，拍攝衛星的方位角和高度。首先從谷歌地圖上得知在圓形的發射臺南北角的避雷塔朝向為192.8度，圖片識別的照片上南北角發射塔朝向差別為3.8度，也就是拍攝衛星的方位角為192.8+3.8=196.4度。由于照片中的發射臺為橢圓形，通過正弦反曲函數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射臺的經緯度觀測，拍攝衛星在方位角約196.4度仰角約45度的位置。有沒有哪個衛星正好在這個位置呢？還真有，那就是一顆編號為USA-224的偵察衛星，巧的是“USA-224”在2011年1月發射時被懷疑的真身就是“KH-11”。

▲USA-224偵察衛星軌道示意圖

▲手繪的KH-11衛星想像圖

由于USA-224偵察衛星的身份，美國政府并不會公開其軌道數據，因而只能通過天文愛好者的自行跟蹤和數據模型模擬。根據計算在協調世界時（UTC）8月29日09：44：20，“USA-224”距離發射臺約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對應的伊朗當地時間下午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秒為間隔模擬發射臺位置看“USA-224”的方位角、仰角、距離和衛星自身位置經緯度，那么在09：44：20會得到一組非常熟悉的數據：方位角194.89度，仰角46.66度，距離380公里，北緯33.0529度，東經53.2325度。

更值得一提的是“USA-224”在發射時預估的軌道近地點270公里、遠地點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離地球。由于拍攝時不是在發射場正上方，380公里的距離意味著USA-224衛星已經非常接近其軌道近地點，換句話說“USA-224”很可能早在8月29日之前就已經變軌調整姿態準備對發射場拍攝。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，同樣符合根據像素分析得到的略低于10厘米的分辨率的結果。

為何現在公布？

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偵察衛星發射升空并投入使用，使得美國國家偵察局（NRO）認為已經可以公布一些“老式”偵察衛星的照片，比如Block IV型USA-224的信息，畢竟這顆偵察衛星已經在軌運行了8年之久。

歷史上也有先例，1984年Block II型KH-11發射投入使用后，美國國家監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，給蘇聯施加壓力，幫助里根總統談判。在美國伊朗兩國關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。

當然還有另一種說法，那就是特朗普又捅婁子了，證據便是閃光燈的反光。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“分發聲明”蓋章，上面會寫“許可對公眾發布”，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時環境很暗，考慮到原圖的展示場合，符合條件的只有SCIF設施，即美英兩國常用的“敏感信息隔離設施”。常在好萊塢大片里出場的白宮戰情室便屬于這類型設施。由于對電磁信號的嚴格管控，進入這類設施禁止攜帶未經許可的攝影裝置和手機等信號源。雖然美國總統有權力解密任何機密情報，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拍攝，其嚴重性不言而喻。

▲移動的SCIF設施是這樣的

▲“分發聲明”蓋章

現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！