Можно ли со спутника разглядеть номера на автомобилях?

В фильмах герои часто прибегают к помощи космических спутников, используя снимки с них для поиска злодеев и обнаружения нужной информации. Из голливудских творений может сложиться впечатление, что спутники так всесильны, что позволяют делать фотографии с таким разрешением, которое даёт возможность рассмотреть автомобильные номера.

Так ли это?

Самое лучшее разрешение по состоянию на текущий день будет у планируемых к запуску в 2021 году космических аппаратов проекта Legion компании Maxar. Это 29 сантиметров на пиксель. Знаки на типичных номерах машин имеют размер около 10 см и потому не различимы на космических снимках. Однако можно будет увидеть отдельные деревья, определить тип машины, разглядеть в виде отдельных точек скопления людей на пляжах и площадях.

Для достижения более высокого разрешения пришлось бы запускать на низкую орбиту телескопы с зеркалами многометрового диаметра. Таких нет, в противном случае их было бы видно с Земли.
У света и других волн есть замечательное свойство — дифракция — способность огибать препятствия. Случается, что вблизи препятствий луч отклоняется от прямолинейного направления и проникает в так называемую область геометрической тени (зона, куда свет от источника не мог бы попасть, если бы распространялся строго прямолинейно).

Слава богу, есть дифракционный предел (?) — угловое расстояние, на котором различимы точки. Своего рода разрешение телескопа. В зависимости от размера объектива, установленного на спутнике, и его удаленности от Земли, мы можем посчитать, какого размера объекты он видит на Земле.
Дифракционный предел ? = 1,2·?/D, где ? — длина волны света, а D — диаметр объектива.
При D = 1м и ? = 400 нм дифрационный предел ? = 0,1′.
Если спутник находится на высоте 300 км, это дает разрешение d = 15 см.
Так что не переживайте, номер вашей машины вряд ли удастся разглядеть.

Например в Google Map нет спутниковых снимков разрешением выше 50 см на пиксель. До недавнего времени, коммерческое распространение более детальных спутниковых снимков было запрещено в США. Поэтому если вы нашли в каком-нибудь городе снимки, где видны гуляющие люди и другие подробности – это аэрофотосъемка, ее публиковать можно.
Такое противоречие долго не устраивало космических частников, и они все же пролоббировали послабление закона, и теперь можно продавать снимки разрешением до 25 см на пиксель. На сегодня это предел коммерческой спутниковой съемки.
Но даже для таких снимков нужна сложнейшая техника. Вот, например, спутник WorldView-3 компании DigitalGlobe: разрешение 31 см, диаметр зеркала телескопа 1,1 м, стоимость $650 млн долларов.
Вот zelenyikot публиковал показательный коллаж:

Большой размер
Цены на снимки космических аппаратов очень сильно варьируются и зависят от множества условий. За снимки сверхвысокого пространственного разрешения 0,3-0,8 метра на пиксель – от 10 долларов и выше за один квадратный километр. Основная прибыль сейчас сосредоточена в сегменте данных самого высокого разрешения.
Если возможность изучать автомобильные номера со спутников — не более, чем киношный миф. Но правда в том, что сейчас каждый уголок Земли находится под наблюдением космических аппаратов — вопрос только в том, какие именно детали есть возможность рассмотреть на снимках с этих спутников.