Revista Ciencia

El zoom de los satélites

Publicado el 08 marzo 2013 por Tzimize @tzimize

Lo que sigue es un estracto de un artículo de la pizarra de Yuri, de 2009, antes de que mudase su blog a su propio dominio.Artículo muy interesante, del cual me he permitido estractar el núcleo. Basicamente da un repaso a la resolución de los satélites, argumentando por que todo eso de que tienen detalle para leer periódicos, caras y matrículas, sería falso. Todo lo contrario al género espia.
El zoom de los satélites [..] Así que no nos dejemos impresionar tanto por todas esas organizaciones oscuras y leyes de secretos oficiales, y echémosle un vistazo a estos presuntos ojos casi divinos a la intensa luz de la ciencia.

Reconocimiento óptico

[...] Un problema de los satélites de reconocimiento óptico es que, por motivos obvios, deben volar tan bajo como sea practicable: la misma cámara y la misma óptica obtendrá resultados mejores cuanto más cerca del objetivo se halle. Esto los confina generalmente a las órbitas bajas (LEO), donde son fácilmente detectables y visibles incluso a ojo desnudo. Y, para el caso, interceptables por armas antisatélite (aunque no parece que haya muchas en servicio).
Otro problema, derivado del anterior, es que los satélites de reconocimiento óptico sólo ven realmente bien en una estrecha franja a sus pies, típicamente de unas decenas o algún centenar de kilómetros. Incluso usando cámaras orientables u ópticas de gran apertura, más allá de esa distancia la luz procedente de la Tierra tiene que atravesar diagonalmente grandes extensiones de nuestra turbia atmósfera, degradando e incluso arruinando los resultados. La solución evidente sería alejar el satélite a mayores altitudes, pero eso nos conduce de nuevo al problema anterior. Es posible maniobrar el satélite para alterar un poco su trayectoria, pero esto debe programarse con mucha antelación y consume rápidamente sus reservas de combustible de maniobra, adelantando el fin de su vida útil. No es –ni de lejos– tan sencillo como decir "muévemelo un pelín para allá, que quiero ver mejor eso de ahí"; típicamente habrá que esperar a otra órbita que cubra el área, horas o incluso algún día después.
Cada potencia vigila, cataloga y sigue con gran detalle los lanzamientos de sus oponentes, conociendo así cuándo hay un satélite extranjero en el cielo, y en qué circunstancias. Así, quien tiene acceso a esta información puede saber cuándo está siendo observado, cuándo no, y en el primer caso con qué limitaciones.

El zoom de los satélitesUn tercer problema está relacionado con la máxima resolución posible, que los incapacita de hecho para eso de leer un titular periodístico, identificar una matrícula o reconocer una cara. Un satélite de reconocimiento moderno es como un telescopio espacial del tipo del Hubble o el Spitzer, y está sujeto a sus mismas leyes ópticas. Una de ellas dice que su resolución no es infinita, sino que está sometida al criterio de Rayleigh para la resolución angular y al límite de Dewes. Debido al tamaño máximo de los cohetes espaciales actuales, sabemos que el espejo de un satélite de reconocimiento no puede tener más de tres metros de diámetro, y más probablemente se encuentre en torno a los 2,4 m del Hubble (utilizan similares transportes y lanzadores). El límite de Dewes–no lo olvidemos: una ley física básica– determina que ni el más perfecto de los telescopios puede tener una resolución mejor que Rº'' = 11,6 / Dcm. Si Dcm = 240 cm, entonces la resolución angular Rº'' teórica máxima es de 0,048 segundos de arco.
¿Y esto qué significa? Pues significa que a una altitud típica de 550 km, la máxima resolución efectiva posible es de casi 13 centímetros. Es decir, cada píxel puede tener, en el mejor de los casos, trece centímetros de lado (en la práctica, casi nunca se consiguen resoluciones tan buenas, ni siquiera inmediatamente a los pies de la astronave; una aproximación más realista en condiciones atmosféricas y de iluminación normales rondaría los 25 cm). Si tenemos en cuenta que las facciones de una cara humana caben enteras en un rectángulo de trece centímetros de lado, eso significa que toda la cara queda representada por un único píxel, y por tanto un satélite de reconocimiento no puede distinguir rasgos específicos que permitan la identificación de esa persona. Mucho menos leer el titular de un periódico o una matrícula (cuyos caracteres tienen un máximo de 7,7 cm y además están en un ángulo dificilísimo para su observación desde arriba).
Un satélite con un espejo imposiblemente grande de tres metros haciendo una pasada baja a 70 km (a esto se le llama un swoop, y sólo se haría en una emergencia extrema, pues quema la astronave) podría llegar a tener una resolución teórica máxima de centímetro y medio hasta que resultara dañado o destruido. Sin embargo, nadie va a jugarse así un satélite de dos mil millones de dólares a menos que haya una guerra a gran escala en marcha, o cosa parecida, y resulte estrictamente necesario (y las condiciones atmosféricas permitan obtener algún beneficio de tal suicidio). Manteniéndose dentro de lo razonable, un satélite hipotético con un espejo de 2,8 metros en el perigeo mínimo de una órbita Molniya (aproximadamente 150 km) tendría una resolución teórica máxima de unos 3 cm, con lo que en condiciones ideales y utilizando un software muy sofisticado puede que llegara a distinguir una cara que mirara directamente hacia arriba justo a sus pies, pero no en ninguna otra circunstancia, ni tampoco las matrículas o titulares en cuestión.

El zoom de los satélitesEn el mundo real, las mejores resoluciones que se obtienen en ángulos idóneos, altitudes mínimas y con una meteorología perfecta oscilan entre los 5 cm (una cabeza reducida a cuatro píxeles) y los 15 cm, y más normalmente entre 10 y 40, no tan lejos de los 50 cm que caracterizan a los satélites comerciales. Los modernos satélites norteamericanos (Improved Crystal) y rusos (Kobalt-M y el nuevo Persona) son máquinas tremendamente poderosas y sofisticadas, pero sin duda no pueden violar las leyes de la óptica.
Un último problema de los satélites de reconocimiento óptico es que los tejados de los edificios o las cubiertas de los barcos les representan barreras invencibles, y en general cualquier cosa que esté bajo tierra o simplemente tapada. A menos que quede algún ángulo libre por donde el satélite pueda mirar o haya una fuente de calor delatando la naturaleza del contenido en el infrarrojo, una casamata de pastores o una cueva puede inutilizar miles de millones en tecnología espacial.
Finalmente, añadir que la nubosidad, la niebla, la contaminación, la calina y la noche degradan significativamente las prestaciones de los satélites de reconocimiento óptico, reduciéndolos a la observación en bandas infrarrojas, no tan precisa (sin embargo, los objetivos calientes –del tipo de motores, industrias, incendios o cosas así– pueden llegar a observarse mejor en plena noche, especialmente cuando hace frío; no existe constancia de que se haya podido detectar realmente un cuerpo humano por esta vía a menos que ya se hubiera delatado de otras maneras).

Reconocimiento electrónico o de señales



El zoom de los satélites[...] A diferencia de los satélites de reconocimiento óptico o electro-óptico, obligados con frecuencia a espiar sombras que no quieren ser espiadas, los satélites de inteligencia electrónica no hacen más que escuchar a alguien que ha decidido emitirse a sí mismo. La cuestión, claro, es que una sociedad moderna –y un ejército moderno– es impensable sin una infinidad de transmisiones constantes: radio, radar, telefonía, televisión, enlaces de datos, mil cosas.
Como los satélites de inteligencia electrónica escuchan cosas que desean ser escuchadas (si no, ¿para qué emiten?) no se enfrentan a muchos de los problemas característicos del reconocimiento óptico. Por ejemplo, pueden operar desde órbitas muy altas e incluso geoestacionarias, cubriendo un hemisferio entero, pues gran parte de las transmisiones se reciben con facilidad desde allí. Las condiciones atmosféricas les molestan poco, las ondas hertzianas atraviesan de forma natural muchas paredes y otros objetos sólidos, el día y la noche y la ventisca y el huracán les resultan irrelevantes. Su principal problema son las condiciones solares y disponer de suficientes canales para captar toda esa información. De ahí se retransmite vía otros satélites a los grandes centros de análisis de datos (como el conglomerado en torno a ECHELON en los países angloparlantes o los servicios analíticos del GRU y el FSB) para unirlo con lo obtenido por otras fuentes y procesarlo.
Realmente, para alguien que no desee ser detectado y escuchado, la inteligencia de señales es el mayor problema en la actualidad. Es relativamente fácil de evitar, por el sencillo procedimiento de desconectarse, pero tal cosa es poco practicable y muy problemática para cualquiera que desee permanecer en el mundo moderno. Para un estado, una empresa o una fuerza militar, resulta imposible, y en este caso es preciso recurrir a comunicaciones terrestres mediante fibra óptica o similar, con costosos mecanismos de protección a lo largo de todo su recorrido; o a medios criptográficos inciertos, de los que nunca se puede saber su verdadero nivel securitario.
Los satélites de reconocimiento electrónico más modernos que se conocen son los MENTOR (EEUU), Tselina-2 y Liana (Rusia), a quienes cabe añadir desde 2004 los SJ-6 chinos [...]

Las principales limitaciones: dinero, operatoria, análisis.

[...] Estas limitaciones tecnológicas conducen, a su vez, a limitaciones en la operatoria; sobre todo en lo que se refiere a los ópticos y radáricos. Como ya se ha dicho, éstos sólo ven bien en franjas muy estrechas, a poder ser justo debajo de ellos, y es posible que pasen días enteros (hasta tres) antes de que el satélite vuelva a pasar por el mismo lugar. Maniobrarlos fuera de previsiones consume rápidamente un combustible muy escaso en el espacio, acortando radicalmente su vida útil. Los únicos que gozan de cierta libertad en este sentido son los de espionaje electrónico, gracias a que pueden operar desde grandes distancias. Pero, a su vez, éstos quedan limitados por su número de canales simultáneos disponibles.
En último término, el problema más retorcido del reconocimiento estratégico es el análisis y la interpretación de los datos. Por una parte, siempre cabe la posibilidad del engaño (igual que hay gente experta en hacer satélites de reconocimiento, hay gente igualmente experta en tomarles el pelo a ellos y a sus operadores). Por otra, una potencia con recursos sabe siempre cuándo hay satélites extranjeros en su cielo y dónde, y tratará siempre de que las cosas más interesantes ocurran cuando no haya ninguno o estén en mala posición para observar. Pero, sobre todo, el problema es que estos medios proporcionan inmensos volúmenes de información que hay que seleccionar, clasificar, descifrar, analizar e interpretar, actividades todas ellas frecuentemente subjetivas y proclives a la tardanza o el error.
El zoom de los satélitesSalvo que el tema sea de la máxima importancia y se le asignen todos los recursos disponibles, muchos datos esenciales pueden permanecer días o semanas sin descubrir... o pasar desapercibidos para siempre. Los grandes sistemas informáticos han facilitado mucho esta complicada tarea, pero aún dista mucho de ser perfecta y sigue necesitando el toque mágico de los expertos humanos con muchos años de experiencia a sus espaldas. Entre otros motivos, porque las máquinas continúan siendo fáciles de engañar en muchos aspectos.
Las tomaduras de pelo elaboradas son una constante en la historia del espionaje y la inteligencia, hasta el punto de conformar toda una rama del arte militar que se suele conocer por el término ruso maskirovka, en honor a los grandes genios en el tema que este país ha producido. Por poner un ejemplo muy sencillo: resulta difícil ocultar una fábrica a los ojos de un satélite, pero es mucho más fácil engañar sobre su producción con falsas entradas y salidas de camiones que aparenten traer y llevar materias primas o productos que en realidad no se usan allí. La presencia de submarinos en un determinado puerto puede alterarse por el sencillo método de mantener sumergidos algunos de ellos. Y así con todo, rizando el rizo hasta extremos diabólicos. Los ordenadores no sirven: se necesita una mente igualmente brillante al otro extremo para descubrir estas argucias... si es que se descubren. No hay tantas mentes brillantes disponibles al mismo tiempo.
En general, aquellas cosas que se destaquen significativamente del ruido de fondo serán detectadas con rapidez. La pluma térmica de un misil, por ejemplo, encenderá todas las luces rojas. Y también una voz cuyo perfil sonoro esté registrado en las computadoras, hablando por radio o telefonía. En cambio, una división entera de tanques puede permanecer absurdamente oculta usando buenas técnicas de camuflaje. Y un simple SMS enviado desde una cabina con lenguaje común pasará desapercibido con facilidad en el inmenso ruido de fondo de las telecomunicaciones contemporáneas. Un vehículo solitario en una llanura helada será localizado con facilidad. El mismo vehículo circulando por una carretera durante la operación salida se convierte fácilmente en una pesadilla para los analistas [...]

Fuente: La (vieja) pizarra de Yuri


Volver a la Portada de Logo Paperblog

Revista