Les satellites de reconnaissance sont une pièce maîtresse sur un théâtre d'opération. Plus performants que les satellites civils de télédétection, ils peuvent fournir des images précises de l'état de la situation à un instant donné. Le commandement est en mesure de connaître la position exacte de ses troupes et les troupes ennemies et suivre l'avancement en temps quasi réel. Ils sont complémentaires des drones et des satellites d'écoutes et de surveillance.
En fonction de la mission impartie au satellite, celui-ci collectera des informations au moyen d'un système optique (spectre visible ou infrarouge) ou radar pour des observations tous temps ou de nuit.
La question qui se pose « que peut voir un tel satellite? ». Selon les spécialistes dans le domaine, les satellites les plus performants dans le domaine du visible devraient offrir une résolution de 15 cm. Autrement dit, chaque pixel sur une photo doit représenter 15 cm dans la réalité. Pour donner une idée, une voiture classique fait dans les 4 mètres de long environ pour 1,6 m de large. Un tel véhicule, photographié par un satellite espion actuel devrait donner 27 x 11 pixels. De quoi pouvoir la différencier d'une camionnette mais pas de quoi lire la plaque d'immatriculation.
D'autres satellites, notamment les KH-12 américains, sont équipés de capteurs infrarouges. Ceux-ci peuvent aider à interpréter le mouvement des troupes, notamment par la détection de la chaleur émise par les véhicules. Malgré tout, l'information peut être faussée par l'ennemi. Durant la guerre du Kosovo, les Serbes avaient équipés des chars gonflables d'émetteurs infrarouges pour faire croire que le moteur de ceux-ci fonctionnait.
Il existe une autre technique de collecte d'informations, le radar. Le satellite émet une onde en direction du sol que ce dernier réfléchit instantanément en direction de l'antenne de réception du satellite. En fonction de la nature des objets, le coefficient de réflexion varie. Ce qui ne peut pas toujours être mis en évidence par l'imagerie dans le visible peut l'être avec un radar. L'autre avantage du radar, c'est qu'il peut fonctionner de jour comme de nuit et à travers les nuages. La résolution estimée pour un satellite radar est de 60 cm.
En général, les satellites sont placés sur une orbite basse à forte inclinaison, de manière à couvrir le plus de régions possibles du globe.
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