Satelliitit, vakoilusatelliitit

” LARRY GILMAN

Vakoilusatelliitit ovat robottitarkkailualustoja, jotka kiertävät Maata kuvatakseen sen pintaa ja tallentaakseen radiosignaaleja sotilaallisiin ja poliittisiin tarkoituksiin. Ne lähettävät tietonsa Maahan, jossa asiantuntijat tulkitsevat ne keskitetyissä ja salaisissa laitoksissa, kuten Washingtonissa sijaitsevassa Yhdysvaltain kansallisessa valokuvien tulkintakeskuksessa. Vakoilusatelliitit ovat olleet välttämättömiä paitsi sotilasoperaatioissa ja kansallisen politiikan muodostamisessa myös asevalvontasopimusten, kuten SALT I:n, SALT II:n ja täydellisen ydinkoekieltosopimuksen, todentamisessa.

Vakoilusatelliitteja on laukaistu satoja sen jälkeen, kun Yhdysvallat laukaisi ensimmäiset satelliitit vuonna 1960. Vakoilusatelliittien neljä perustyyppiä ovat: (1) valotiedustelujärjestelmät, jotka

ottavat kuvia näkyvässä ja infrapunavalossa, (2) infrapunateleskoopit, jotka on suunniteltu havaitsemaan ohjusten laukaisut, (3) tutkat, jotka kuvaavat merta tai maata jopa pilvipeitteen läpi ja pimeässä, ja (4) signaalitiedustelusatelliitit (SIGINT-satelliitit) (joita kutsutaan myös nimellä ”ferretit”), jotka on optimoitu joko maalla sijaitsevien tutkajärjestelmien luonnehtimiseen tai viestiliikenteen salakuunteluun. Joskus valotiedustelu- ja SIGINT-toiminnot on yhdistetty yhdeksi massiiviseksi alustaksi, kuten Yhdysvaltojen Keyhole-sarjan satelliitit.

Vaikka useat valtiot ovat laukaisseet vakoilusatelliitteja, Yhdysvallat ja Neuvostoliitto ovat vastuussa ylivoimaisesti suurimmasta määrästä. Venäjän federaatio, joka peri suurimman osan Neuvostoliiton avaruusjärjestelmästä vuoden 1991 jälkeen, ei ole kyennyt maksamaan vakoilusatelliittiverkostonsa riittävää päivittämistä. Sitä vastoin Yhdysvallat on jatkanut yhä kehittyneempien järjestelmien käyttöönottoa tasaisena virtana. Näin ollen suurin osa nykyisin kiertoradalla olevista vakoilusatelliiteista, mukaan lukien kaikki suorituskykyisimmät yksiköt, ovat Yhdysvaltojen omistuksessa. Vaikka Yhdysvaltojen vakoilusatelliittien tarkat tekniset valmiudet (ja monissa tapauksissa jopa perustehtävät ja kiertoradat) ovat salassa pidettäviä, uskotaan, että parhaat Yhdysvaltojen näkyvän valon vakoilusatelliitit pystyvät kirkkaalla taivaalla kuvaamaan vain muutaman senttimetrin läpimittaisia pintakuvioita. Nykyaikainen yhdysvaltalainen vakoilusatelliitti pystyy todennäköisesti lukemaan rekisterikilven avaruudesta, jos taivas on kirkas ja katselukulma hyvä.

Early U.S. Spy Satellites:

Yhdysvallat alkoi kehittää vakoilusatelliitteja 1950-luvun puolivälissä, vuosia ennen kuin sillä oli käytössään raketti, jolla pystyi asettamaan mitään kiertoradalle. Jo vuonna 1946 RAND (lyhenne sanoista RAND eli R esearch an d d evelopment Corporations, Douglas Aircraft Co:n perustama aivoriihi, jolla oli vaikutusvaltaa koko kylmän sodan ajan) oli laatinut raportin ”Preliminary Design of an Experimental World-Circling Spaceship”. Tällaisten järjestelmien hyödyllisyys oli ilmeistä jo kauan ennen kuin niitä voitiin rakentaa, sillä sotilasjoukot olivat etsineet korkeampia näköalapaikkoja, joista tarkkailla vihollista jo Yhdysvaltain sisällissodasta lähtien, jolloin unioni kokeili konfederaation asemien yläpuolelle kiinnitettyjä tarkkailupalloja. 1900-luvun alussa tiedustelu kukoisti, kun valokuvausfilmi korvasi hankalat lasilevyt ja kameroita kuljetettiin lentokoneissa. Ilmakuvaus on niin tehokasta, että sitä käytetään yhä nykyäänkin; esimerkiksi Yhdysvallat käyttää edelleen korkealla lentäviä U-2- ja SR-71 Blackbird -lentokoneita, joiden varhaiset versiot se kehitti 1950- ja 1960-luvuilla.

Vakoilukoneilla on kuitenkin rajoituksensa. Korkeimmalla lentävä lentokonekaan ei voi lentää ilmakehän yläpuolella, ja siksi se voi nähdä kerrallaan vain rajallisen määrän maata. Jopa nelinkertaisella äänennopeudella (SR-71:n likimääräinen huippunopeus) tämä on vakava haitta, kun yritetään tarkkailla niinkin suurta maata kuin Kiina tai Venäjä. Lentokoneita ei myöskään voida pitää ilmassa loputtomiin, vaan ne on lähetettävä ulos tietyin väliajoin. Niitä on myös ohjattava, jolloin miehistön jäsenet ovat vaarassa kuolla tai joutua vangiksi. Tämä kävi tunnetuimmin ilmi vuonna 1960, kun CIA:n lentäjä Gary Powers ammuttiin alas, kun hän lensi U-2-vakoilukoneella Neuvostoliiton yllä, ja häntä syytettiin vakoilusta. (Viime vuosina robottilentokoneita on käytetty jonkin verran lyhyen matkan ilmatiedusteluun.) Lopuksi vakoilulentokoneet ovat luonnostaan laittomia rauhan aikana – niiden on loukattava kansallista ilmatilaa suorittaakseen tehtävänsä – ja siten poliittinen rasite.

Vakoilusatelliitit poistavat kaikki vakoilulentokoneiden rajoitukset. Kolmen geosynkronisen satelliitin verkosto voi, toisin kuin vakoilulentokoneiden tarjoamat satunnaiset välähdykset, pitää koko maailman koko ajan näkyvissä. (Geosynkroninen satelliitti kiertää 22 160 meripeninkulmaa päiväntasaajan yläpuolella maapallon pyörimissuunnassa, ja sen liike vastaa maan pintaa, joten se näyttää leijuvan kiinteässä pisteessä taivaalla). Polaarisilla kiertoradoilla (eli suorassa kulmassa päiväntasaajaan nähden napojen yläpuolella) olevien matalammalla sijaitsevien satelliittien verkosto voi tehdä saman yhdistämällä niiden pienemmät näkökentät. Satelliitit ovat myös liian korkealla, jotta ne voitaisiin helposti ampua alas, vaikka Yhdysvallat ja Venäjä ovatkin kehittäneet satelliittien vastaisia aseita siltä varalta, että ne joskus haluaisivat tehdä niin. Lisäksi satelliitit ovat laillisia: ne eivät loukkaa kansallista ilmatilaa. Tätä oikeudellista näkökohtaa ei aina tunnustettu yleisesti; vuonna 1960 Neuvostoliitto valitti muutaman kuukauden ajan, että Yhdysvaltojen vakoilusatelliitit loukkasivat sen ilmatilaa, joka sen mukaan ulottui rajoittamattomasti sen alueelta ylöspäin. Se luopui tästä väitteestä, kun se aloitti omien vakoilusatelliittiensa laukaisun lokakuussa, useita kuukausia Yhdysvaltojen jälkeen.

Yhdysvaltojen ilmavoimat ja keskustiedustelupalvelu CIA (Central Intelligence Agency) olivat varhaisia satelliittivalvonnan puolestapuhujia. (”Valvonnalla” tarkoitetaan tarkkaan ottaen jonkin alueen passiivista, jatkuvaa tarkkailua kiinnostavien toimintojen tai muutosten etsimiseksi, kun taas ”tiedustelulla” tarkoitetaan tietyn tiedon aktiivista etsimistä tiettynä ajankohtana; sanaa ”valvonta” käytetään kuitenkin usein kattamaan molemmat toiminnot). RANDin vuonna 1954 julkaisemassa yksityiskohtaisessa tutkimuksessa ehdotettiin kahta perusmenetelmää kuvien palauttamiseksi Maahan kiertoradalta: (1) televisiokuvat, jotka skannataan avaruusaluksessa olevalta valokuvafilmiltä ja sädetetään Maahan, ja (2) itse filmin palauttaminen Maahan palaavalla aluksella. Ilmavoimat päätti kehittää ensimmäisen vaihtoehdon sillä perusteella, että filmin hakeminen avaruudesta olisi aikaa vievää ja epäluotettavaa; CIA päätti kehittää toisen vaihtoehdon sillä perusteella, että televisiotekniikka oli vielä liian kehittymätöntä riittävän korkearesoluutioisten kuvien tuottamiseen.

Kiistat ilmavoimien ja CIA:n välillä, jotka kumpikin pyrkivät hallitsemaan Yhdysvaltain avaruustarkkailun resursseja, johtivat lopulta siihen, että presidentti Dwight Eisenhowerin aloitteesta perustettiin Kansallinen ilmatiedustelutoimisto (National Reconnaissance Office – NRO, National Reconnaissance Officen, NRO) 25. elokuuta 1960. NRO:ssa (joka oli virallisesti salainen 1990-luvun alkuun asti) työskentelee ilmavoimien, CIA:n ja muiden valtion virastojen henkilöstöä, ja sen tehtävänä on valvoa Yhdysvaltojen avaruusvalvontaohjelmia. NRO:n johdolla toteutettiin 1960-luvun alussa kolme suurta vakoilusatelliittiohjelmaa, joista yhtä johti CIA ja kahta ilmavoimat.

CIA:n järjestelmä, koodinimeltään Corona, otti korkearesoluutioisia valokuvanegatiiveja kiertoradalla kiertävillä teleskooppikameroilla ja pudotti ne sen jälkeen Maahan. Ensimmäiset 12 yritystä saavuttaa kiertorata tai palauttaa filmi epäonnistuivat kaikki, mutta alkaen Corona 13:sta elokuussa 1960 Corona alkoi lunastaa lupauksensa. Pitkä sarja Corona-satelliitteja laukaistiin, ne kiersivät Neuvostoliiton yllä ja palauttivat valotetun filmin paluukapseleissa. Kukin kapseli avasi laskuvarjon sen jälkeen, kun se oli menettänyt suurimman osan nopeudestaan kitkalla ilmakehän kanssa, ja sen jälkeen potkurikäyttöinen JC-130B-lentokone, joka lensi noin 242 kilometrin tuntinopeudella, irrotti sen ilmasta. Corona-satelliitit antoivat erinomaisia kuvia, ja myöhemmät mallit saavuttivat todennäköisesti noin 1 jalan (0,3 m) tarkkuuden. Yksi Coronan ensimmäisistä saavutuksista oli ilmavoimien väitteiden kumoaminen, joiden mukaan Neuvostoliiton ja Yhdysvaltojen välillä oli 1960-luvun alussa valtava ”ohjuskuilu” – eli että Neuvostoliitolla oli paljon enemmän mannertenvälisiä ballistisia ohjuksia (ICBM) kuin Yhdysvalloilla. Tosiasiassa, kuten Corona osoitti, Neuvostoliitolla oli itse asiassa paljon vähemmän ohjuksia kuin Yhdysvalloilla tuohon aikaan.

Koska jokaisella Corona-satelliitilla oli rajallinen filmivarasto, se pysyi kiertoradalla vain tunteja tai muutamia päiviä, mikä edellytti uuden Coronan laukaisemista joka kerta, kun haluttiin uutta kuvasarjaa. Corona ei siis pitänyt Neuvostoliittoa jatkuvassa tarkkailussa, vaan sen sijaan se suoritti sarjan tiedustelutehtäviä, joilla oli tietyt tavoitteet. Corona-satelliitteja lennätettiin yli 120 ennen kuin se korvattiin 1970-luvun alussa suuremmalla ja kehittyneemmällä filmipalautussatelliitilla, joka tunnettiin nimellä KH-9 HEXAGON (tai ”Big Bird”).

Yhdysvaltojen ilmavoimien kaksi vakoilusatelliittiohjelmaa 1960-luvun alkupuolella olivat SAMOS (Satelliitti- ja ohjushavainnointijärjestelmä, Satellite and Missile Observation System) ja MIDAS (Ohjushälytyspuolustus- eli Missile Alarm Defense System). SAMOS-satelliitit ottivat kuvia filmille, kehittivät filmin kiertoradalla ja lähettivät kuvien TV-skannaukset Maahan. Koska televisiokuvat olivat paljon epätarkempia kuin filmikuvat, SAMOSin erottelukyky oli jopa aikakauteensa nähden alhainen (5-20 jalkaa), ja jotkut viranomaiset (esim. Herbert Scoville Jr. , asevalvonta-asiantuntija ja entinen CIA:n analyytikko) ovat väittäneet, että SAMOS ei koskaan tuottanut hyödyllistä tietoa. Vasta 1970-luvulla, kun vakoilusatelliitti KH-11 (jota käsitellään tarkemmin jäljempänä) laukaistiin, radion kautta kiertoradalta lähetettyjen tietojen avulla saatiin yhtä hyviä kuvia kuin suoraan filmiltä. Ensimmäinen onnistunut SAMOS-satelliittilaukaisu tapahtui 31. tammikuuta 1961; sen jälkeen laukaistiin 26 muuta SAMOS-satelliittia 27. marraskuuta 1963 asti, jolloin ohjelma päättyi.

Samaan aikaan Neuvostoliitto laukaisi oman sarjansa matalalla kiertoradalla liikkuvia valokuvaustiedustelusatelliitteja, Cosmos-alustoja. Cosmos-satelliitit olivat Coronan tavoin filmipalautuslentoja – tekniikkaa, jota Neuvostoliitto (ja myöhemmin Venäjän federaatio) jatkoi vuoteen 2000 asti, jolloin laukaistiin Enisei-satelliitti, joka oli suunniteltu palauttamaan korkearesoluutioisia digitaalisia kuvia reaaliajassa Yhdysvaltojen KH-11- ja KH-12-satelliittien tavoin. Cosmosit olivat muunneltuja Vostok-kapseleita, jotka oli alun perin suunniteltu kuljettamaan kosmonautteja, eivätkä niinkään erikoisalustoja. (Myöhemmin Neuvostoliitto muokkasi myös suurempia Sojuz-kapseleitaan käytettäväksi robottivakoilusatelliitteina). Vostok-kapselien käytössä oli se etu, että neuvostoliittolaisten ei tarvinnut keksiä erillistä filminpalautusjärjestelmää, koska he olivat jo kehittäneet tekniikoita Vostok-kapselien laskeutumiseen laskuvarjolla.

Corona, SAMOS ja Cosmos seurasivat polaarisia kiertoratoja noin 150 kilometrin korkeudessa kiertäen Maata noin 90 minuutin välein. (Alemmilla korkeuksilla olevat satelliitit näkevät lähempää, mutta kohtaavat ilmakehän aiheuttamaa vetovoimaa, joka lyhentää niiden elinikää ja lopulta polttaa ne meteorien tavoin; vakoilusatelliitteja on ollut kiertoradalla niinkin matalalla kuin 76 mailin korkeudella, mutta ne eivät kestäneet kauan). Polaarikiertoradalla kiertävä valokuvaustiedustelusatelliitti näkee kerrallaan vain rajallisen osan maan pinnasta, vaikka sen näkökenttä liikkuu nopeasti maapallon yllä satelliitin kiitäessä avaruuden läpi. MIDAS, Yhdysvaltain ilmavoimien toinen varhainen vakoilusatelliittihanke, oli erilainen. Jokainen MIDAS-satelliitti oli sijoitettu suureen korkeuteen (esim. 2170 mailia), josta se saattoi nähdä suurimman osan tai koko Neuvostoliiton milloin tahansa. MIDAS-satelliitteja ei suunniteltu ottamaan maasta kuvia näkyvässä valossa, vaan tarkkailemaan sitä sähkömagneettisen spektrin infrapuna-alueella. Tavoitteena oli havaita ohjusten ja rakettien laukaisujen lähettämä lämpösäteily (infrapunavalo); MIDAS-satelliitit voisivat varoittaa Maata hyökkäyksestä radiolla kauan ennen kuin maatutkat havaitsisivat lähestyvät ohjukset. MIDAS-satelliitteja yritettiin kiertää 12 kertaa helmikuun 1960 ja lokakuun 1966 välisenä aikana. Useimmat epäonnistuivat, mutta MIDASista saadut kokemukset mahdollistivat sen seuraajan, geosynkronisten infrapunavaroitussatelliittien Defense Support Program (DSP) -järjestelmän.

Defense Support Program

Ensimmäinen DSP-varoitussatelliitti laukaistiin avaruuteen vuonna 1970 ja yhdeksästoista vuonna 1999. Toisin kuin edeltäjänsä MIDAS-satelliitit, DSP-satelliitit sijoitetaan geosynkronisille kiertoradoille. Kolmea uusinta käytetään tarkkailemaan maapallon osia, joita pidetään todennäköisimpinä ohjusten laukaisupaikkoina (esim. Venäjä), kun taas kahta vanhinta käytetään sekä vähemmän kriittisten alueiden tarkkailemiseen että kolmen ensimmäisen satelliitin varajärjestelmänä. Kun uusi DSP-satelliitti laukaistaan, vanhentunein viidestä jo kiertoradalla olevasta satelliitista siirretään raketeillaan korkeammalle kiertoradalle, jotta geosynkronista korkeutta ei sotketa.

DSP-satelliitit yhdistävät mekaanisella tempauksella korkean resoluution laajaan peittoalueeseen. DSP-satelliitin teleskoopin näkökenttä on paljon pienempi kuin maapallon kiekko, mutta teleskooppi on asennettu pieneen kulmaan satelliitin pitkää akselia vasten, joka saadaan pyörimään 0,175 kierrosta sekunnissa. Työskentelysatelliitti muistuttaa siten rullaavaa pulloa, jonka suusta työntyy ulos vinossa oleva olki, jossa olki vastaa kaukoputkea ja on suunnattu kohti Maata. Teleskoopin näkökenttää heilutetaan systemaattisesti laajemmalla alueella maapalloa kuin mitä se näkisi, jos satelliitti olisi paikallaan.

DSP-satelliittien keräämät tiedot pakataan aluksella olevilla tietokoneilla, minkä jälkeen ne siirretään Nurrungarissa Australiassa sijaitsevaan tiedonkeruuasemaan, jossa ne analysoidaan reaaliaikaisesti. Järjestelmä koki suunnittelemattoman mutta ratkaisevan testin vuonna 1979, kun Neuvostoliiton täysimittaista ydinhyökkäystä simuloiva tietokonenauha syötettiin vahingossa Yhdysvaltain strategisen ilmavoimien komentokeskuksen Coloradossa sijaitsevaan ennakkovaroitusjärjestelmään. Valvojat olettivat, että kyseessä oli todellinen hyökkäys, ja Yhdysvaltojen ballististen ohjusten miehistöt valmistautuivat laukaisemaan vastatoimet. Sota vältettiin, koska Yhdysvaltain johtajat ryhtyivät varotoimenpiteenä katsomaan reaaliaikaista päivämäärää DSP-satelliittijärjestelmästä, joka osoitti, ettei laukaisuja ollut todellisuudessa tapahtunut Neuvostoliitossa.

Neuvostoliitto, vaikkakin teknologisesti aina Yhdysvaltoja jäljessä, on myös ottanut käyttöön infrapuna-varoitussatelliitteja. Sillä oli 1990-luvun alkuun mennessä useita ”Prognoz”-satelliitteja geosynkronisilla kiertoradoilla, jotka tekivät samaa työtä kuin Yhdysvaltojen DSP-satelliitit. Sillä oli myös yhdeksän ”Oko”-satelliittia (venäjäksi ”silmä”), myös infrapunavaroitusjärjestelmiä, jotka olivat elliptisillä (epäkeskisillä) kiertoradoilla. Jälkimmäiset oli suunniteltu tarkkailemaan Yhdysvaltojen mantereen ohjuskenttiä laidunkulmasta. Tällaisen näkymän etuna varhaisvaroituksessa on se, että yhdysvaltalaiset ohjukset näkyisivät muutamassa sekunnissa laukaisun jälkeen siluettina avaruuden pimeyttä vasten, mikä helpottaisi niiden havaitsemista. Nykyään vain yksi Prognoz-varhaisvaroitussatelliitti on edelleen toiminnassa. Vähentääkseen todennäköisyyttä, että Venäjän ballististen ohjusten laukaisu tapahtuisi virheellisten tai puutteellisten tietojen vuoksi, jotkut asiantuntijat ovat ehdottaneet, että Yhdysvallat ja Venäjä perustaisivat yhteisen ennakkovaroituskeskuksen, jossa Yhdysvallat jakaisi DSP-tietonsa venäläisten tarkkailijoiden kanssa.

Keyhole. Maaliskuusta 1962 lähtien kaikkia Yhdysvaltain valokuvaustiedustelusatelliitteja ja -lentokoneita on hallinnoitu ohjelmanimellä ”Keyhole”. Keyhole-satelliittimalleille on annettu Keyhole-numerot; SAMOS ja Corona nimettiin jälkikäteen KH-1:ksi ja KH-4:ksi. (KH-2:ta tai KH-3:aa ei näytä olleen.)

Tähän mennessä on kiertänyt kiertoradalla kymmenkunta Keyhole-satelliittimallia, joista jokainen sukupolvi sisältää merkittävän parannuksen edeltäjäänsä verrattuna. Siihen aikaan, kun jokainen satelliitti (olipa se sitten ”ämpäripudottaja”-filminpalautus-tyyppinen tai TV-skannaus-tyyppinen) kuljetti rajallisen määrän valokuvausfilmiä, satelliittien käyttöikä oli lyhyt, ja kutakin tyyppiä laukaistiin suuria määriä. Esimerkiksi KH-5-satelliittia (ilmavoimien SAMOS-satelliitin välitön seuraaja) laukaistiin 46 kappaletta vuosina 1963-1967. Coronan seuraajasta, KH-6:sta, lähetettiin samaan aikaan 36 kappaletta. Näitä kahta satelliittityyppiä käytettiin yhdessä; KH-5:n matalaresoluutioisia, laajan alueen kuvia käytettiin KH-6:n korkearesoluutioisten, ”lähitarkkailuun” tarkoitettujen kohteiden tunnistamiseen.

Seuraava lähitarkkailusatelliitti, KH-8 (edelleen ämpäri), oli ensimmäinen vakoilusatelliitti, joka tutki muitakin sähkömagneettisen spektrin kaistoja kuin visuaalisen valon taajuuskaistaa. KH-8:n jälkeen kaikki Keyhole-satelliitit ovat tutkineet valoa useilla kapeilla kaistoilla spektrin näkyvässä ja infrapunaosassa. Näin on pyritty saamaan mahdollisimman paljon tietoa maanpinnan ominaisuuksista. Jokaista aallonpituutta varten on käytettävä eri linssiä, koska yksi linssi ei pysty tarkentamaan kaikkia aallonpituuksia samanaikaisesti. Tämä lisää kunkin satelliitin monimutkaisuutta ja kustannuksia, mutta lisää sen käyttökelpoisuutta huomattavasti.

Tunnetuin Keyhole-satelliittityyppi on KH-11, joka oli Yhdysvaltain ensisijainen kiertoradalla toimiva kuvausalusta vuosina 1976-1992 (jolloin sen seuraaja oli KH-12, joka on edelleen käytössä). KH-11 saavutti vihdoin SAMOSin suunnittelijoiden kunnianhimoisen tavoitteen: filmilaatuisten kuvien palauttaminen kiertoradalta sähköisesti, ilman kauhapudotusta. CCD-laitteen (charge-coupled device) keksiminen vuonna 1970 oli avainasemassa tässä edistysaskeleessa, ja se on muuttanut myös tähtitiedettä. CCD on mikrosiru (eli ohut suorakulmio, joka koostuu enimmäkseen piistä tai muusta puolijohteesta, >.5 in2); sirun toisella puolella on joukko tuhansia mikroskooppisia elektronisia laitteita, jotka tallentavat fotonien iskut sähkövarauksina. (Fotoni on valon pienin yksikkö.) Sijoittamalla CCD-kenno kaukoputken polttotasoon ja lukemalla määräajoin sen fotonianturiryhmän sisältöä, saadaan aikaan digitaalinen kuvatallenne. CCD vastaa siis perinteisen kameran filmiä sillä erotuksella, että CCD:tä voidaan käyttää uudelleen loputtomiin.

CCD:n kuvainformaatio tallennetaan digitaaliseen muotoon. Digitaalinen informaatio, toisin kuin alkuperäisen SAMOSin analogiset TV-signaalit, on helppo salata ja siirtää ilman laadun heikkenemistä. Lisäksi ämpäripudotuksesta luopuminen merkitsi sitä, että vakoilusatelliitit saattoivat pysyä kiertoradalla pikemminkin vuosia kuin viikkoja. Tämä puolestaan on mahdollistanut sen, että kuhunkin satelliittiin on voitu investoida enemmän rahaa, mikä on tehnyt siitä monimutkaisemman ja suorituskykyisemmän. (Nykyaikainen KH-satelliitti maksaa noin miljardi dollaria.) KH-11-satelliitteihin lisättiin sarjan edetessä SIGINT-antenneja viestinnän salakuuntelua varten.

KH-11- ja KH-12-satelliitit ovat myös erittäin ohjattavia. KH-12-satelliitti kuljettaa mukanaan noin seitsemän tonnia hydratsiinipolttoainetta, jolla se voi ylläpitää kiertoratakorkeuttaan ilmakehän aiheuttamaa vastusta vastaan tai muuttaa kiertorataansa nähdäkseen paremmin tiettyjä maapallon osia.

SIGINT ja fretit. Signaalitiedustelu (SIGINT) jaetaan kolmeen osa-alueeseen: tietoliikennetiedustelu (COMINT, viestien kuuntelu), elektroniikkatiedustelu (ELINT, tietojen kerääminen tutkista, tutkahäirintälaitteista ja vastaavista) ja telemetriatiedustelu (TELINT).

TELINT on itse asiassa COMINTin erityismuoto. Telemetria on automaattisten, usein ohjuksiin, avaruusaluksiin tai lentokoneisiin upotettujen laitteiden mittaamaa tietoa fyysisistä suureista. Kun uutta ballistista ohjusta testataan, vaikkapa Kiinassa, se lähettää monimutkaista telemetriavirtaa maahan laukaisuhetkestä siihen asti, kunnes se putoaa tai räjähtää. Telemetriavirran tarkoituksena on näyttää ohjuksen suunnittelijoille tarkalleen, miten uusi laite toimii, ja jos se epäonnistuu, mitkä osat aiheuttivat vian. (Kuuluisa salassapitämätön esimerkki on se, että avaruussukkula Columbian rutiininomaisesti tallennetun telemetriatiedon analyysi oli olennaisen tärkeää, jotta voitiin ymmärtää syitä, jotka johtivat avaruusaluksen räjähdykseen sen palaamisen aikana vuonna 2003). Kun telemetria on purettu, mikä on Yhdysvaltain kansallisen turvallisuusviraston (National Security Agency, NSA) tai vastaavan ulkomaisen viraston tehtävä, se paljastaa TELINT-kuuntelijoille myös ohjuksen yksityiskohtaisen mekaniikan: polttoaineen kulutuksen, kiihtyvyyden, ohjauksen ja vastaavat tiedot.

TELINT- ja COMINT-tiedonkeruu ovat Yhdysvaltain Rhyolite-satelliittisarjan (jota kutsutaan myös Aquacade-satelliitiksi) päätehtävät, ja ensimmäinen niistä laukaistiin vuonna 1973. Rhyoliten uskotaan keräävän myös jonkin verran ELINT-tietoa (tutkakartoitustietoa). Rhyoliittien on tarkkailtava maapalloa jatkuvasti, jotta ne voivat tehokkaasti salakuunnella viestintäsessioita, jotka kestävät yleensä kauemmin kuin muutaman minuutin, jonka nopeasti liikkuva, matalalla sijaitseva satelliitti on kantaman sisällä, sekä ohjuskokeiden telemetriaa, joka tapahtuu ennalta arvaamattomina ajankohtina. Siksi ne on sijoitettu geosynkronisille kiertoradoille. Kiertoradalle päästyään Rhyolite avaa lautasenmuotoisen vastaanottoantennin, jonka läpimitta on noin 21 metriä (70 jalkaa), ja alkaa kuunnella. Yli 35 400 kilometrin (22 000 mailin) korkeudelta Rhyolite voi vastaanottaa radiopuhelinkeskusteluja Maassa – ja ehkä jopa heikompia signaaleja.

Yhdysvallat on kiertänyt kiertoradallaan muitakin suuria geosynkronisia SIGINT-satelliitteja, joilla on ollut samanlaiset tehtävät kuin Rhyolitella. Kuten edellä mainittiin, myös KH-11- ja KH-12-sarjan satelliitit ovat kuljettaneet sekä SIGINT- että valotiedustelulaitteita. Sähköisesti lähetetään vain vähän sellaista tietoa, jota Yhdysvaltojen SIGINT-satelliitit eivät voisi siepata. Neuvostoliitto laukaisi myös lukuisia SIGINT-satelliitteja painottaen valtamerten ja Pohjois-Atlantin liiton (NATO) maiden jatkuvaa kattavuutta matalalla kiertävien satelliittien verkostoilla sen sijaan, että se olisi käyttänyt geosynkronisilla kiertoradoilla olevia harvoja ja herkempiä satelliitteja. Kuten muutkin Venäjän federaation Neuvostoliitolta perimät vakoilusatelliittivarat, nämä SIGINT-resurssit ovat jatkuvasti heikentyneet, ja monet satelliitit ovat poistuneet käytöstä korvaamatta niitä.

Tärkeä SIGINT-satelliittien luokka on omistettu maanpäällisten tutkajärjestelmien karakterisoinnille, mukaan lukien varhaisvaroitus-, ohjustenseuranta-, merivoimien, siviilitutkat ja muut tutkat. Koska tutkajärjestelmät on suunniteltu säteilemään suuria määriä sähkömagneettista energiaa, niiden havaitseminen on suoraviivaista verrattuna COMINT:n keräämiseen, ja suhteellisen pienet ja halvat satelliitit riittävät. Satelliitteja tai lentokoneita, jotka ovat erikoistuneet vihollistutkien kuvaamiseen, kutsutaan ”freteiksi”. Toukokuussa 1962 lähetetyn ensimmäisen yhdysvaltalaisen fretin jälkeen on laukaistu monia frettejä; jotkut asiantuntijat arvioivat, että SIGINT-satelliitteja, mukaan lukien fretit, on noin neljä kertaa enemmän kuin valotiedustelusatelliitteja. Ainakin kahdeksan yhdysvaltalaista frettiä kiertää maapalloa kerrallaan, ja monet niistä ovat geosynkronisilla kiertoradoilla tai erittäin elliptisillä kiertoradoilla. Elliptisen radan etuna on, että kun satelliitti on lähellä apogeumia (eli kauimpana Maasta), sen nopeus on hyvin pieni. Asettamalla rata siten, että sen apogeumi on kiinnostavan alueen, esimerkiksi Siperian, yläpuolella, satelliitti voidaan saada ”roikkumaan” tuntikausia kyseisen alueen yläpuolella ja keräämään jatkuvasti tietoja. Samalla elliptiset radat eivät vaadi yhtä paljon energiaa kuin geosynkroniset radat, joten ne ovat halvempia.

Radarisatelliitit. Sekä Yhdysvallat että Neuvostoliitto ovat laukaisseet satelliitteja, jotka kartoittavat maapalloa ja seuraavat merellä olevia aluksia tutkan avulla. Tutkasatelliitit, toisin kuin näkövalosatelliitit, voivat kuvata yöllä ja pilvien läpi. Kiertoradalla tapahtuvaa tutkakuvausta testattiin ensimmäisen kerran Yhdysvalloissa avaruussukkula Challengerin lennolla vuonna 1984, ja sitä käytettiin suurella menestyksellä vuonna 1989 laukaistulla Magellan-lennolla Venukseen. Vuodesta 2008 alkaen Yhdysvaltain kunnianhimoisessa Discoverer II -ohjelmassa kiertää matalalla kiertoradalla olevien satelliittien muodostama tähdistö, jota kutsutaan avaruuteen perustuvaksi tutkajärjestelmäksi (Space-Based Radar (SBR) Objective System). SBR Objective System -järjestelmän 24 satelliittia tarjoavat jatkuvaa, reaaliaikaista, korkearesoluutioista tutkakuvausta koko maailmasta ja lisäksi superkorkearesoluutioista kuvantamista pienemmältä alueelta sivulle katsovalla synteettisen aukon tutkalla (SAR). SBR Objective System -satelliitin tavallisen tutkan jalanjälki (kuva-ala) on noin Yhdysvaltojen mantereen levyinen ympyrä; sen SAR:n jalanjälki on noin neljänneksen yhtä suuri, ja se on muotoiltu perhosen siipipariksi, joka on linjassa satelliitin kulkusuunnan kanssa. Nämä ”siivet” liukuvat satelliitin mukana maata pitkin ja määrittelevät kaksinkertaisen alueen, joka voidaan kartoittaa SAR:lla. SBR-objektiivijärjestelmä mahdollistaa reaaliaikaisen tarkan maastokartoituksen ja maassa, ilmassa tai merellä liikkuvien ajoneuvojen seurannan. (Tutka ei läpäise vettä, joten sukellusveneitä ei havaita.) Toisin kuin vanhemmat valotiedustelujärjestelmät, jotka välittivät tietonsa ainoastaan keskitettyihin tulkintakeskuksiin, SBR Objective System -järjestelmästä saatavat tiedot välitetään myös suoraan kentällä oleville komentajille. SBR Objective System -satelliittiprototyyppien testaus alkaa vuonna 2004.

Avaruuspohjaiset infrapunasatelliittijärjestelmät. Tärkeä Yhdysvaltain satelliittijärjestelmä, jota nyt kehitetään, on avaruuspohjainen infrapunasatelliittijärjestelmä (SBIRS), jonka on tarkoitus korvata vanheneva DSP-varhaisvaroitusjärjestelmä. SBIRS:n tarkoituksena ei ole ainoastaan havaita laukaisuja vaan myös tuottaa yksityiskohtaista seurantatietoa, jota voitaisiin käyttää ballististen ohjusten torjunnassa. SBIRS-järjestelmässä on kaksi osaa, SBIRS High ja SBIRS Low. SBIRS High koostuu geosynkronisilla ja erittäin elliptisillä kiertoradoilla olevista satelliiteista, kuten DSP, mutta sen herkkyys on suurempi. SBIRS Low koostuu matalalla kiertoradalla olevista satelliiteista – todennäköisesti 24:stä, kuten SBR Objective System – jotka käyttävät infrapuna-antureita ohjusten lentoratojen seuraamiseen, jotta voidaan ohjata puolustusjärjestelmiä, kuten torjuntaohjuksia. On teknisesti kiistanalaista, olisiko ehdotettu ballististen ohjusten torjuntajärjestelmä, jonka osa SBIRS Low olisi, tehokas. Ensimmäinen SBIRS High -satelliitti oli tarkoitus laukaista vuonna 2003 ja ensimmäinen SBIRS Low -satelliitti noin vuonna 2008.

Muuta kehitystä. Vaikka Yhdysvalloilla ja Neuvostoliitolla oli 1960-luvulla monopoli satelliittilaukaisuissa, tämä alkoi muuttua vuonna 1970, kun sekä Kiina että Japani asettivat ensimmäiset satelliittinsa kiertoradalle. Kumpikaan ei ollut vakoilusatelliitti: Japani oli vannonut harjoittavansa tiukasti ei-sotilaallista avaruusohjelmaa, kun taas Kiinan laukaisu oli Neuvostoliiton vuoden 1957 Sputnikin tavoin demonstraatio. (Sen ainoana tehtävänä oli lähettää nauhalle nauhoitettu Kiinan kommunistinen hymni ”The East Is Red”). Kiina laukaisi kuitenkin pian sotilassatelliitteja, ja vuoteen 1999 mennessä se väitti omistavansa 17 vakoilusatelliitista koostuvan verkoston, joka valvoo jatkuvasti Yhdysvaltain armeijaa. Japani laukaisi kaksi ensimmäistä vakoilusatelliittiaan vuonna 2003 rikkoen itse asettamaansa sotilaallisia avaruushankkeita koskevaa kieltoa vakoillakseen Pohjois-Korean pyrkimyksiä kehittää ballistisia ohjuksia ja ydinaseita. Intia laukaisi ensimmäisen vakoilusatelliittinsa, Technology Experiment Satelliitin (virallisesti kokeellinen, mutta avaruusasiantuntijat pitävät sitä valvonta-alustana) vuonna 2001.

Israel lähetti ensimmäisen vakoilusatelliittinsa (Ofek 3, valokuvatiedustelualusta) kiertoradalle huhtikuussa 1995. Noin puolentoista vuoden ajan vuosina 2000-2002 Ofek 3:n seuraajan, Ofek 4:n, tuhoutuminen jätti Israelin ilman kansallista vakoilusatelliittijärjestelmää. Tuona aikana se korvasi tämän ostamalla korkealaatuista kuvamateriaalia yhdysvaltalaiselta siviilikäyttöön tarkoitetulta Landsat-kaukokartoitussatelliitilta. Näiden kuvien laatu vastaa laadultaan parhaita vakoilusatelliittikuvia, joita Yhdysvalloilla tai Neuvostoliitolla oli käytettävissään 1960-luvulla. Koska Landsat-, Ikonos- (kaupallinen yhdysvaltalainen satelliitti, joka laukaistiin vuonna 1999) ja ranskalaisomisteisen SPOT-satelliitin (Système Probatoire d’Observation de la Terre) kuvat ovat nyt saatavilla, jokaisella, jolla on varaa kuvakohtaisiin kustannuksiin, on nyt käytännöllisesti katsoen merkittävät satelliittikapasiteetit joko tieteellisiin tai sotilaallisiin tarkoituksiin. Valvonta on katsojan silmässä: kuva on kuva, olipa se sitten ”ei-sotilaallisen” tai ”vakoilusatelliitin” tuottama. Tämä korostui Yhdysvaltain ja Afganistanin välisen sodan aikana lokakuussa 2001, kun Yhdysvaltain hallitus ryhtyi ennennäkemättömään toimenpiteeseen ja osti yksinoikeudet kaikkiin Ikonosin satelliittikuviin Afganistanista estääkseen tiedotusvälineitä ostamasta niitä. On todennäköistä, että avaruuskuvia on jatkossakin laajemmin saatavilla, kun laukaisukapasiteetit ja kuvasatelliitit lisääntyvät, jolloin niiden jakelua on vaikeampi valvoa.

Aivan kuten ei-sotilaallisilla kiertoratakuvausjärjestelmillä on yhä enemmän sotilaallista merkitystä, myös sotilaallisilla kuvantamisjärjestelmillä on yhä enemmän ei-sotilaallisia sovelluksia. DSP-satelliitit ovat lisänneet huomattavasti tähtitieteilijöiden luetteloita infrapunatähdistä. SBIRS-järjestelmää voidaan käyttää maanläheisten asteroidien luettelointiin, jotta voidaan ennustaa ja mahdollisesti torjua katastrofaalinen törmäys; ja avaruussukkula Columbian menetyksen jälkeen vuonna 2003 NASA teki sopimuksen U.S. National Imagery and Mapping Agencyn (Yhdysvaltain kansallinen kuvaus- ja kartoitusvirasto) kanssa sukkuloiden rutiiniluonteisesta valokuvaamisesta lennon aikana.

” LISÄLUETTELO:

KIRJOITUKSET:

Burrows, William E. Syvämustan syvää mustaa: Space Espionage and National Security. New York: Random House, 1986.

PERIODICALS:

Campbell, Duncan. ”Yhdysvallat ostaa kaikki satelliittisotakuvat”. The Guardian (Lontoo). 17. lokakuuta 2001.

Dooling, Dave. ”Space Sentries.” IEEE Spectrum (syyskuu 1997): 50-59.

Duchak, G. D. ”Discoverer II: A Space Architecture for Information Dominance.” Aerospace Conference Proceedings (Vol. 7), IEEE, 1998: 9-17.

Forden, Geoffrey, Pavel Podvig ja Theodore A. Postol. ”Väärä hälytys, ydinvaara”. IEEE Spectrum (maaliskuu, 2000): 31-39.

Slatterly, James E. ja Paul R. Cooley. ”Space-Based Infrared Satellite System (SBIRS) Requirements Management”. Aerospace Conference Proceedings IEEE, 1998: 223-32.

KATSO MYÖS

Ballistiset ohjukset
Balloni-tiedustelu, historia
Sähköisen viestinnän kuuntelu, oikeudelliset kysymykset
Sähköoptinen tiedustelu
Geospatial Imagery
GIS
Global Communications, United States Office
IMINT (Imagery intelligence)
Intelligence and International Law
Mapping Technology
Photographic Interpretation Center (NPIC), United States National
Reconnaissance
Remote Sensing
Satelliittiteknologian vienti Kiinan kansantasavaltaan (Kiinan kansantasavalta)
Satelliitit, korkearesoluutioiset valtiosta riippumattomat
Yhdysvallat, terrorismin vastainen politiikka
Massatuhoaseet, havaitseminen