KH-12
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1. 개요
KH-12는 미국 국가정찰국(NRO)에서 운용하는 일련의 기밀 정찰 위성을 지칭하는 통칭이다. KH-12는 공식 명칭 체계는 아니지만, 민간 군사 분석가들은 KH-11의 개량형으로 보고 있으며, EIS(Enhanced Imagery System)로 불리기도 한다. 1992년부터 2022년까지 여러 세대에 걸쳐 발사되었으며, 델타 IV Heavy 로켓 등을 사용한다. KH-12 위성은 카세그레인 광학 시스템을 사용하여 고해상도 이미지를 촬영하며, 궤도상에서 연료를 소모하며 고도를 유지한다.
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| KH-12 | |
|---|---|
| KH-12 위성 제원 (USA-245 (NROL-65) 기준) | |
 | |
| 기관 | 미국 국가 정찰국(NRO) |
| 임무 유형 | 광학 이미지 정찰 위성 |
| COSPAR ID | 2013-043A |
| SATCAT | 39232 |
| 버스 | EIS (KH-12) |
| 주요 계약자 | 록히드 마틴 |
| 발사 날짜 | 2013년 8월 28일, 18:03:00 (UTC) |
| 운반 로켓 | 델타 IV Heavy |
| 비행 번호 | D364 |
| 발사 장소 | 밴덴버그 공군 기지 SLC-6 |
| 발사 계약자 | 유나이티드 론치 얼라이언스 |
| 궤도 요소 | 예 |
| 궤도 정보 | |
| 궤도 기준 | 지구 궤도 |
| 궤도 영역 | 태양 동기 궤도 |
| 원지점 | 1010 km |
| 근지점 | 276 km |
| 궤도 경사 | 97.86° |
| 궤도 장반축 | 7014.27 km |
| 궤도 이심률 | 0.0523552 |
| 공전 주기 | 97.44 분 |
| 궤도 슬롯 | 서쪽 평면 |
2. 명칭
'''KH-12'''라는 명칭은 아마추어 관측자들이 편의상 붙인 통칭 중 하나이다. NRO는 KH-8, KH-9, KH-11으로 이어진 연번의 공개 명칭 이후, 위성에 무작위 부여 원칙(예: NROL-20. NROL은 NRO Launch|NRO 발사영어를 의미)으로 명명하기로 결정했기 때문에, 공식 명명 시스템에서는 KH-12라는 명칭은 존재하지 않게 되었다.[4]
아마추어 관측자들은 KH-12라는 명칭을 사용했지만, NRO는 KH-11 이후 위성 명칭을 무작위 부여 원칙으로 변경했기 때문에 공식적으로 KH-12라는 명칭은 존재하지 않는다.[4] 그러나 미국 항공 우주국(NASA)의 NSSDC 위성 데이터베이스에서는 일부 위성에 KH-12 명칭을 사용하기도 한다.
KH-12는 여러 세대에 걸쳐 발전해 왔다. 각 세대별 주요 특징과 발전 내용은 다음과 같다.
하지만, 같은 미국 정부 기관인 미국 항공 우주국(NASA)의 NSSDC 위성 데이터베이스에서는 USA-86(1992-083A), USA-116(1995-066A), USA-129(1996-072A)의 3기에 대해 각각 KH-12-1, KH-12-2, KH-12-3의 명칭을 사용하고 있는 예도 있다(NSSDC에서의 기재 예: [https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=1992-083A 1992-083A = KH-12-1]).
다수의 민간 군사 분석가들은 KH-12가 대부분 KH-11에 추가적인 개량을 가한 것이라고 생각하며, 군사 분석가나 아마추어 관측자 중에는 이를 KH-11의 파생형으로 분류하여 KH-11 블록 III 또는 블록 IV라고 부르는 사람도 있다. 또한, "발전형 케난"(Advanced KENNAN|발전형 케난영어), 코드네임 "아이콘"(Ikon|아이콘영어), "개량형 크리스탈"(Improved Crystal|개량형 크리스탈영어) 등으로 불리는 경우도 있다.
2013년 8월 30일 워싱턴 포스트지는 에드워드 스노우든이 유출한 자료에 포함되어 있던 미국 정부의 첩보 프로그램의 2013 회계 연도 예산의 미국 의회에 대한 예산 설명서(National Intelligence Program - FY 2013 Congressional Budget Justification)로부터, 지금까지 수수께끼에 싸여 있던 미국의 첩보 활동에 관한 새로운 사실이 판명되었다고 보도했다.[5]
이 자료 안에는 여러 스파이 위성의 명칭이 기술되어 있으며, 제3세대 위성, USA-224(KH-12-6), USA-245(KH-12-7)에 해당하는 위성의 정식 명칭은 '''EIS'''(Enhanced Imagery System)인 것으로 밝혀졌다. 시리즈의 이 두 기 이외의 위성도 EIS라고 불리는지는 불명이다.
이 후계기로서 2012 회계 연도부터 '''EECS'''(Evolved Enhanced CRYSTAL System)의 정비가 시작되는 것도 밝혀졌지만[6], 제4세대 위성, USA-290(KH-12-7, 2019년 1월 19일 발사)가 EECS의 초호기가 아니냐는 의견이 있다.[7]
이 유출 자료의 일부는 Cryptome에서 열람 가능하다.[8]
3. 개발 배경 및 특징
민간 군사 분석가들은 KH-12가 KH-11을 개량한 것으로 보고 있으며, KH-11 블록 III 또는 블록 IV, "발전형 케난"(Advanced KENNAN영어), "아이콘"(Ikon영어), "개량형 크리스탈"(Improved Crystal영어) 등으로 부르기도 한다.
2013년 에드워드 스노든이 유출한 자료에 따르면, USA-224(KH-12-6)와 USA-245(KH-12-7)의 정식 명칭은 '''EIS'''(Enhanced Imagery System)인 것으로 밝혀졌다.[5] 2012 회계 연도부터는 '''EECS'''(Evolved Enhanced CRYSTAL System) 정비가 시작되었으며,[6] USA-290(KH-12-7)이 EECS의 초호기일 수 있다는 의견이 있다.[7] 유출 자료의 일부는 Cryptome에서 확인할 수 있다.[8]
4. 세대별 발전
4. 1. 1세대 (1992-1996)
1992년 11월부터 1996년 12월까지 NRO 소속 기밀 위성 KH-12-1(USA-86, 1992년 11월 28일 발사), KH-12-2(USA-116, 1995년 12월 5일 발사), KH-12-3(USA-129, 1996년 12월 20일 발사)의 3기(제1세대 위성)가 밴덴버그 공군 기지에서 타이탄 IV 로켓을 이용하여 발사되었다. 각 위성의 가격은 10억달러 이상이며, 발사 비용은 4억달러에 가깝다고 추정된다[2]。
제1세대 위성 KH-12의 발사 질량은, 발사에 사용된 타이탄 IV 로켓의 능력으로 추정하여 최대 21,680kg에 달한다고 생각된다. KH-11과 마찬가지로 KH-12는 빛을 포착하는 데 대형 주경을 가진 카세그레인 광학 시스템을 사용하며, 아마 전체 크기와 형태는 허블 우주 망원경 (HST)과 매우 유사할 것으로 생각된다[2]。
이들은 KH-11과 마찬가지로 디지털 이미징 기술을 사용하며, 전신 설계에 시긴트(신호 정보) 기능과, 아마 적외선까지 포함하는, 더 넓은 스펙트럼 범위에 걸친 광학적 감지 능력을 부가한 것으로 생각된다. 주경의 직경은 2.9~3.1m로 생각되며[32]([2]에 따르면 직경 4.0m), 이는 직경 2.3m로 생각되는 KH-11의 주경이나 직경 2.4m의 허블 우주 망원경의 주경보다 약간 크다.
제인스 디펜스 위클리는 카세그레인 광학 시스템의 부경은 대폭 가동 가능하며, 이것이 위성에서는 통상 불가능한 각도로의 촬영을 가능하게 한다고 시사하고 있다. 또한, 동지에는 위성이 5초마다 1장의 영상을 촬영 가능하다고 시사하고 있다. 데이터는 통신 위성의 중계 네트워크를 통해 지상으로 전송되지만, SDS (Satellite Data System), MILSTAR, 또는 TDRS (Tracking and Data Relay Satellite System)와 같은 몇 가지 다른 중계 위성의 조합이 이용 가능하며, 위성이 이용하고 있는 것은 이 중 어느 것이든 될 수 있다. 어느 것을 사용하고 있는지에 대해서는, 뉴스 소스에 따라 의견이 다르다[33]。
제1세대 위성 3기의 발사 이후, 1999년 미국 정부는 더 새로운 광학 영상 정찰 위성과 레이더 이미징 위성 개발 계획인 미래 영상 아키텍처(Future Imagery Architecture, FIA) 프로그램을 미국 보잉사(Boeing Co.) 연합을 주 계약자로 시작했다.
4. 2. 2세대 (2001-2005)
KH-12는 빛을 포착하는 데 대형 주경을 가진 카세그레인 광학 시스템을 사용하며, 전체 크기와 형태는 허블 우주 망원경(HST)과 매우 유사할 것으로 생각된다[2]。
KH-11과 마찬가지로 디지털 이미징 기술을 사용하며, 시긴트(신호 정보) 기능과, 적외선까지 포함하는 더 넓은 스펙트럼 범위에 걸친 광학적 감지 능력을 부가한 것으로 보인다. 주경의 직경은 2.9~3.1m로 추정되며[32](4.0m라는 자료도 있다[2]), 이는 KH-11이나 허블 우주 망원경의 주경보다 약간 크다.
제인스 디펜스 위클리는 카세그레인 광학 시스템의 부경이 대폭 가동 가능하며, 이것이 위성에서는 통상 불가능한 각도로의 촬영을 가능하게 한다고 시사한다. 또한, 5초마다 1장의 영상을 촬영 가능하다고 한다. 데이터는 통신 위성의 중계 네트워크를 통해 지상으로 전송된다[33]。
4. 3. 3세대 (2011-2021)
KH-12 3세대 위성은 디지털 이미징 기술을 사용하며, 시긴트(신호 정보) 기능과 적외선을 포함하는 더 넓은 스펙트럼 범위에 걸친 광학적 감지 능력을 갖춘 것으로 알려져 있다.[2] 주경의 직경은 2.9~3.1m로 추정되며,[32] 이는 KH-11의 주경(2.3m)이나 허블 우주 망원경의 주경(2.4m)보다 크다.
제인스 디펜스 위클리는 KH-12의 부경이 가동 가능하여 통상적으로 불가능한 각도에서의 촬영을 가능하게 한다고 보도했다. 또한, 5초마다 1장의 영상을 촬영할 수 있다고 한다.[33] 데이터는 통신 위성 중계 네트워크를 통해 지상으로 전송된다.[33]
2019년 8월, 트럼프 대통령은 이란의 셈난 위성 발사 센터에서 발생한 사피르 로켓 발사 사고 사진을 트윗했는데,[37][38] 군사 분석가들은 이 사진이 KH-12 위성인 USA-224로 촬영된 것으로 추정했다.[39][40][41]
2020년 2월, 미국 우주군 사령관 John W. Raymond영어 대장은 러시아의 위성 코스모스 2542호와 코스모스 2543호가 USA-245를 추적하는 상황에 대해 우려를 표명했다.[42]
2021년 4월에는 USA-314(NROL-82)가 발사되었는데,[25] 아마추어 관측자들은 이 위성이 KH-12 3세대 EIS 위성 또는 그 발전형으로 추정하고 있다.[44]
2024년 5월, 미국의 로버트 우드 유엔 차석 대사는 러시아의 코스모스 2576 위성이 우주 무기일 가능성을 제기하며, 이 위성이 USA-314와 궤도 매개변수가 일부 겹친다고 지적했다.[45]
4. 4. 4세대 (2019-현재)
2019년 1월 19일, NRO 소속의 기밀 위성 USA-290(NROL-71)이 델타 IV Heavy 로켓을 사용하여 밴덴버그 공군 기지에서 발사되었다. 발사 전부터 이 위성은 에드워드 스노든의 폭로 자료에 있는 EECS (Evolved Enhanced CRYSTAL System)의 첫 번째 위성일 것이라는 의견이 있었다.[7]
그러나 발사된 위성의 궤도는 아마추어 관측자 등의 예측과 달리, 지금까지의 KH-12 위성처럼 태양 동기 궤도(궤도 경사각 약 97.9도, 근지점 고도 약 260km, 원지점 고도 약 1000km)가 아니라, 발사 며칠 후 관측 결과 근지점 고도 약 265km, 원지점 고도 약 455km, 궤도 경사각 약 73.6도로, 광학 영상 정찰 위성으로서는 유례가 없는 것이었다.[47]
태양 동기 궤도의 경우, 위성은 연료를 소비하지 않고 근지점은 지구의 낮쪽 반구에 유지되므로, 장기간에 걸쳐 궤도상에서 운용되는, 가시광선 또는 근적외선을 사용하는 광학 영상 정찰 위성은, 근지점 부근에서 태양광에 의해 촬영하기 위해 예외 없이 태양 동기 궤도를 취하고 있다. USA-290처럼 태양 동기 궤도가 아닌 경우에는, 근지점이 지구의 밤쪽 반구로 들어가는 경우도 있게 된다.
2021년 11월 21일 현재 아마추어 관측자의 TLE 보고서에서는, 궤도 경사각은 계속 약 73.6도이지만, 근지점 고도와 원지점 고도는 각각 약 403km 및 약 411km로 거의 차이가 없어졌으며, 애초에 근지점 부근에서의 촬영에 고집할 필요는 없는 상태가 되었다.[48]
만약 USA-290이 광학 영상 정찰 위성이라면, 기존의 광학 정찰 위성으로는 달성할 수 없었던 다음과 같은 특징 중 하나 또는 전부를 가지고 있으며, 궤도상의 임의의 지점에서 반드시 태양광에 의존하지 않는 촬영을 할 수 있게 되었다고 생각하지 않고서는, 이러한 궤도를 취하는 이유를 설명하기는 어려울 것이다.
이러한 기능을 실현하기 위한 공통 과제는 주경의 더욱 대구경화이다. USA-290은 기존의 KH-12와 같은 허블 우주 망원경에 가까운 형태가 아니라, 제임스 웹 우주 망원경(주경의 직경은 6.5m. 경통은 없고, 주경은 노출된 상태)과 같은 형태일 가능성이 있다.
위 표에서는 USA-290을 KH-12의 제4세대 위성으로 분류했지만, 이 예측이 사실이라면 USA-290은 더 이상 완전히 다른 광학 영상 정찰 위성 시리즈의 첫 번째 위성으로 생각해야 할 것이다. 또한, USA-290이 광학 영상 정찰 위성이 아니라, 외부인에게는 전혀 떠올릴 수 없는 종류의 군사 위성일 가능성도 남아있다(단, 이 가능성은 극히 적다고 생각된다).
2022년 9월 24일, NRO 소속의 기밀 위성 USA-338(NROL-91)이 델타 IV Heavy 로켓을 사용하여 밴덴버그 우주군 기지(VSFB)에서 발사되었는데, 이 위성은 USA-290과 매우 유사한 궤도 매개 변수를 가지고 있으며, 제4세대 위성의 2호기일 가능성이 높다.
4. 5. 세대 불명 (2022)
1992년 11월부터 1996년 12월까지 NRO 소속 기밀 위성 KH-12 3기(제1세대 위성)가 밴덴버그 공군 기지에서 타이탄 IV 로켓을 이용하여 발사되었다. 발사된 위성은 KH-12-1(USA-86, 1992년 11월 28일 발사), KH-12-2(USA-116, 1995년 12월 5일 발사), KH-12-3(USA-129, 1996년 12월 20일 발사)이다. 각 위성의 가격은 10억달러 이상이며, 발사 비용은 4억달러에 가깝다고 추정된다[2]。
제1세대 위성 KH-12의 발사 질량은, 발사에 사용된 타이탄 IV 로켓의 능력으로 추정하여 최대 21,680kg에 달한다고 생각된다. KH-11과 마찬가지로 KH-12는 빛을 포착하는 데 대형 주경을 가진 카세그레인 광학 시스템을 사용하며, 아마 전체 크기와 형태는 허블 우주 망원경 (HST)과 매우 유사할 것으로 생각된다[2]。
KH-12는 KH-11과 마찬가지로 디지털 이미징 기술을 사용하며, 전신 설계에 시긴트(신호 정보) 기능과, 아마 적외선까지 포함하는, 더 넓은 스펙트럼 범위에 걸친 광학적 감지 능력을 부가한 것으로 생각된다. 주경의 직경은 2.9~3.1m로 생각되며([32]([2]에 따르면 직경 4.0m), 이는 직경 2.3m로 생각되는 KH-11의 주경이나 직경 2.4m의 허블 우주 망원경의 주경보다 약간 크다.
제인스 디펜스 위클리는 카세그레인 광학 시스템의 부경은 대폭 가동 가능하며, 이것이 위성에서는 통상 불가능한 각도로의 촬영을 가능하게 한다고 시사하고 있다. 또한, 동지에는 위성이 5초마다 1장의 영상을 촬영 가능하다고 시사하고 있다. 데이터는 통신 위성의 중계 네트워크를 통해 지상으로 전송되지만, SDS (Satellite Data System), MILSTAR, 또는 TDRS (Tracking and Data Relay Satellite System)와 같은 몇 가지 다른 중계 위성의 조합이 이용 가능하며, 위성이 이용하고 있는 것은 이 중 어느 것이든 될 수 있다. 어느 것을 사용하고 있는지에 대해서는, 뉴스 소스에 따라 의견이 다르다[33]。
2022년 2월 2일, 반덴버그 우주군 기지에서 스페이스X사 Falcon 9 Block 5 로켓을 사용하여 기밀 위성 USA-326 (NRO 소속, NROL-87)이 발사되었다. 아마추어 관측자 등의 관측에 따르면, USA-326은 근지점 고도 498km, 원지점 고도 524km, 궤도 경사각 97.4°의 태양 동기 궤도(SSO)에 투입되었다[31]。Falcon 9을 사용한 NRO 소속 기밀 위성 발사는 이번이 처음이었다[49]。Falcon 9 Block 5의 저궤도(LEO)로의 탑재체 발사 능력은 최대 16.25톤이므로(1단계 로켓 착륙 회수 시), 단독 위성인 USA-326은 이 정도의 질량을 갖게 되지만, 이 질량은 델타 IV Heavy 로켓을 사용하여 발사되는 제3세대 위성 또는 제4세대 위성의 추정 질량 28.79톤의 56%에 불과하며, KH-12 시리즈에 속하는 위성으로서는 매우 가벼운 위성이다. 태양 동기 궤도에 진입했으므로 광학 정찰 위성, 또는 이와 밀접하게 관련된 위성인 것은 확실하지만, KH-11, KH-12 시리즈와는 다른 광학 정찰 위성의 초호기라는 아마추어 관측자 등의 의견이 있다[30]。
5. 대한민국과의 관계
대한민국은 2014년에 해상도 10cm의 아리랑 7호를 발사할 예정이었다.
6. 운용
KH-11, KH-12와 같이 장기간 궤도상에서 운용되는 가시광선 또는 근적외선을 사용하는 광학 영상 정찰 위성은, 연료를 소비하지 않고 근지점이 지구의 주간 반구에 유지되는 태양 동기 궤도를 채택하여 근지점 주변에서 태양광을 이용하여 지표면의 목표물을 촬영한다.
이 경우, 근지점 고도가 낮을수록 지표면 목표물의 분해능이 향상된다. 한편, 저고도에서는 극히 미세하지만 대기 저항을 받아 위치 에너지가 감쇠되므로 고도가 낮아진다. 그대로 두면 고도가 낮아질수록 대기 저항이 커지므로 상당히 짧은 시간 안에 대기권으로 진입하게 된다. 만약 저궤도에서 장시간 활동하려면 정기적으로 추력을 가하여 고도를 높일 필요가 있으며, 이를 "리부스트"(reboost)라고 부른다. 예를 들어 고도 약 350km 정도의 저궤도를 회전하는 국제 우주 정거장(ISS)도 정기적으로 리부스트를 실시하고 있다 (자세한 내용은 국제 우주 정거장#고도 제어 참조). 고도가 높을수록 공기 저항이 작아지므로, 고도 약 560km를 회전하는 허블 우주 망원경에서는 리부스트가 3년에 한 번 정도면 충분하다.
리부스트를 위해 연료를 소비하지만, 영상 정찰 위성의 활동 가능 기간은 연료 잔량에 의해 결정된다고 생각할 정도로 연료는 귀중하므로[3], 연료 절약을 위해 평상시에는 근지점의 고도가 약 250km 이상의 궤도를 회전하고, 어떤 비상사태가 발생했을 경우에는 근지점의 고도를 약 150km 정도로 낮춰 목표 촬영에 적합한 궤도로 이동하는 운용을 하는 것이 일반적이다[56]. 이 작전용 궤도 변경을 "마누버"(maneuver)라고 부른다. KH-11 및 KH-12의 크기와 형태는 허블 우주 망원경과 매우 유사하며, 다른 점은 전자가 마누버용 대량의 연료와 추력기를 탑재하고 있다는 점일 것이다. 또한, KH-11에 비해 KH-12는 질량이 상당히 증가했지만, 이 대부분은 마누버용 연료 때문이라고 생각된다[2][3].
KH-12는 우주왕복선에 의해 연료 보급을 받도록 설계되었다고 생각되지만[3], 이것이 실제로 실행되고 있는지, 또는 다른 대체 수단 (예: 무인 우주선)에 의해 연료 보급이 이루어지고 있는지는 불분명하다.
7. 분해능
지상 목표에 대한 분해능(지표 분해능)은 고도의 군사 기밀이며, 공식적으로는 공개되지 않는다. 군사 분석가들 사이에서도 30cm 이하라는 점에는 의견 일치를 보이지만,[2] 구체적인 수치에 대해서는 의견이 갈리고 있다. 우주 개발 관계자들 사이에서는 5cm라는 의견도 자주 들리지만, 현재로서는 신뢰할 수 있는 뉴스 소스라고 말하기 어렵다. 그러나 KH-12가 허블 우주 망원경과 매우 유사하다는 점을 고려하면, 5cm라는 값이 결코 과장이 아니며(오히려 이를 넘어설 가능성이 있다)는 정황 증거가 있다.
다음 세 개의 표는,
- 표 1 – 지표 목표물의 크기와 관측 거리와 시각(각거리)의 관계
- 표 2 – 허블 우주 망원경의 관측 장비의 각도 분해능
- 표 3 – 회절 한계에 의한 반사 망원경의 각도 분해능의 이론적 한계값 (이 값을 θ라고 하면, 주경 직경 d와 관측 파장 λ 사이에는 sinθ = 1.22λ/d의 관계가 있다 – 에어리 디스크 참조)
을 정리한 것이다. 각 표 모두 시각과 각도 분해능의 단위는 초각(1°의 1/3600 = 4.848μrad)으로 통일되어 있다.
| 표 1 지표 목표물, 관측 거리와 시각(초각)의 관계 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 지표 목표물 (cm) | 관측 거리 (km) | |||||
| 150 | 210 | 300 | 400 | 500 | 600 | |
| 2.0 | 0.0275 | 0.0196 | 0.0138 | 0.0103 | 0.0083 | 0.0069 |
| 2.5 | 0.0344 | 0.0246 | 0.0172 | 0.0129 | 0.0103 | 0.0086 |
| 3.5 | 0.0481 | 0.0344 | 0.0241 | 0.0180 | 0.0144 | 0.0120 |
| 4.0 | 0.0550 | 0.0393 | 0.0275 | 0.0206 | 0.0165 | 0.0138 |
| 4.6 | 0.0633 | 0.0452 | 0.0316 | 0.0237 | 0.0190 | 0.0158 |
| 5.5 | 0.0756 | 0.0540 | 0.0378 | 0.0284 | 0.0227 | 0.0189 |
| 6.6 | 0.0908 | 0.0648 | 0.0454 | 0.0340 | 0.0272 | 0.0227 |
| 8.0 | 0.1100 | 0.0786 | 0.0550 | 0.0413 | 0.0330 | 0.0275 |
| 표 2 허블 우주 망원경의 관측 장비의 각도 분해능 | |||
|---|---|---|---|
| 장비 | 분해능 (초각) | 비고 | |
| HST ACS (The Advanced Camera for Surveys) | |||
| Wide Field Channel | 0.0500 | 시야 202x202초각, 파장 370〜1100 nm | |
| High Resolution Channel | 0.0270 | 시야 26x29초각, 파장 200〜1100 nm | |
| Solar Blind Channel | 0.0320 | 시야 31x35초각, 파장 115〜170 nm | |
| HST WFPC2 | |||
| Wide Field Camera | 0.1000 | 시야 150x150초각 L자형, 파장 115〜1050 nm | |
| Planetary Camera (PC) | 0.0460 | 시야 34x34초각 | |
| HST 구형 장치 (철거 완료) | |||
| Faint Object Camera | 0.0140 | 시야 14x14초각, 파장 115〜650 nm | |
| 표 3 반사 망원경의 각도 분해능의 이론적 한계값 (초각) (주경 직경과 관측 파장의 관계) | ||||
|---|---|---|---|---|
| 파장 (μm) | 색상 | 주경 직경 (m) | ||
| 2.0 | 2.4 | 3.0 | ||
| 0.20 | 자외선 | 0.0252 | 0.0210 | 0.0168 |
| 0.26 | 자외선 | 0.0327 | 0.0273 | 0.0218 |
| 0.33 | 자외선 | 0.0415 | 0.0346 | 0.0277 |
| 0.40 | 보라색 | 0.0503 | 0.0419 | 0.0336 |
| 0.47 | 파란색 | 0.0591 | 0.0493 | 0.0394 |
| 0.58 | 노란색 | 0.0730 | 0.0608 | 0.0487 |
| 0.63 | 빨간색 | 0.0793 | 0.0661 | 0.0528 |
| 0.75 | 근적외선 | 0.0944 | 0.0786 | 0.0629 |
| 1.10 | 근적외선 | 0.1384 | 0.1153 | 0.0923 |
표 2에 있는 HST 관측 장비의 전천 관측용 고성능 카메라(ACS)는 2002년 2월에 Faint Object Camera의 대체품으로 장착되었으며, 현재 HST의 주력 관측 장비이다. 특히 ACS의 High Resolution Channel (장비 고장으로 현재 사용 불가)의 각도 분해능은 0.0270초각에 달하며 (이 값은 이미지 센서의 1픽셀의 기하학적 크기이며, 광학계로서 이 각도 분해능이 항상 달성 가능하다는 의미는 아니다)[57], 150km 거리에서 2cm 크기의 물체를, 210km 거리에서 2.8cm 크기의 물체를 식별할 수 있다는 것을 알 수 있다(210km는 고도 150km에서 45° 비스듬히 아래를 본 경우를 가정한 거리이다). 단, 표 3에서 이 분해능이 가능한 것은 파장 약 0.26μm보다 짧은 빛(자외선 영역)인 경우임을 알 수 있다. 이러한 짧은 파장의 빛은 오존층에서 흡수되기 쉬우므로 정찰 위성에서 실용적으로 이용 가능한지는 불분명하다.
실용적으로는 보다 긴 파장의 빛이 적합하다고 생각되지만, 회절 한계 때문에 파장이 길어질수록 각도 분해능은 나빠진다. KH-12의 주경의 직경을 3m라고 가정했을 경우, 파장 에서의 각도 분해능은 표 3에서 0.0336초각이며, 표 1에서 고도 150km에서 바로 아래를 본 경우의 지표 분해능은 약 2.5cm, 고도 150km에서 45° 비스듬히 아래를 본 경우는 약 3.5cm가 된다. 후자의 경우, 사람의 용모 또는 차량 번호를 간신히 판독할 수 있을 가능성이 있다.
또한, 대기의 난류로 인해 빛의 경로가 교란되어 발생하는 시잉 현상으로 인해 이미지가 흐려질 수 있지만, 이는 매우 짧은 시간의 노출로 얻은 다수의 이미지를 컴퓨터로 합성하여 S/N비를 높이는 스펙클 이미징 기술로 거의 100% 해결 가능하다. 보상 광학을 사용한 주경 경면의 제어 기술로 인해, 카세그레인 광학 시스템의 분해능을 거의 회절 한계까지 끌어낼 수 있게 되었다.
8. 발사 기록
NROL 번호
SATCAT No.
(활동 정지 시기)
원지점 고도
궤도 경사각
N/A
22251
(2000년 6월 5일)
931km
97.7°[10]
N/A
23728
(2008년 11월 19일)
834km
97.7°[12]
NROL-2
24680
(2014년 4월 24일 [14])
894km
97.7°[15]
NROL-14
26934
(2014년 말[17])
965km
97.9°[18]
NROL-20
28888
(운용 중)
1006km
97.9°[20]
NROL-49
37348
(운용 중)
985km
97.9°[22]
NROL-65
39232
(운용 중)
1007km
97.9°[24]
NROL-82
48247
(운용 중)
775km
98.1°
NROL-71
43941
(운용 중)
418km
73.6°[27]
NROL-91
53883
(운용 중)
423.2km
73.6°
NROL-87
51445
(운용 중)
524km
97.4°