Vệ tinh nhỏ nhưng "có võ"

Vệ tinh thương mại "Bắc Kinh 3" nặng 1 tấn do Trung Quốc phóng vào tháng 6 đã chụp ảnh sâu rộng khu vực lõi của Vịnh San Francisco rộng 3.800 km2 - SCMP dẫn thông tin từ các nhà khoa học tham gia dự án cho hay.

Hầu hết vệ tinh quan sát Trái đất phải ổn định khi chụp ảnh vì các cơ chế kiểm soát góc máy có thể tạo ra rung động làm mờ ảnh. Nhưng trong thử nghiệm vào ngày 16.6, vệ tinh Bắc Kinh 3 vừa chuyển động mạnh liên tục vừa thay đổi góc máy so với mặt đất khi bay qua Bắc Mỹ. Chính sự di chuyển đó giúp vệ tinh chụp được một khu vực rộng lớn hơn.

Hình ảnh được chụp từ độ cao 500 km, có độ phân giải 50 cm trên mỗi pixel. Thử nghiệm hiệu suất trên Bắc Mỹ và các khu vực khác cho thấy vệ tinh có thể chụp ảnh khi đang xoay với tốc độ lên đến 10 độ/giây, một tốc độ chưa từng thấy trên vệ tinh trước đây.

“Trung Quốc bắt đầu công nghệ vệ tinh nhanh tương đối muộn, nhưng đã đạt được một số đột phá lớn trong một thời gian ngắn. Trình độ công nghệ của chúng tôi đã đạt đến vị trí hàng đầu thế giới” - nhà khoa học trưởng dự án Yang Fang và các đồng nghiệp tại Công ty vệ tinh DFH cho biết trong bài viết đăng trên Tạp chí Kỹ thuật Tàu vũ trụ trong tháng này.

Mặc dù kích thước nhỏ và chi phí tương đối thấp, Bắc Kinh 3 được coi là vệ tinh nhanh nhất và có thể là một trong những vệ tinh quan sát Trái đất mạnh nhất từng được chế tạo, theo bà Yang.

Một vệ tinh ở quỹ đạo thấp hơn thường có thể quan sát một dải diện tích hẹp và thẳng bên dưới nó. Nó phải quay quanh Trái đất nhiều lần hoặc làm việc với các vệ tinh khác để bao phủ một khu vực quan tâm.

Sự nhanh nhẹn chưa từng có của vệ tinh Bắc Kinh 3 cho phép nó thực hiện một số nhiệm vụ quan sát trước đây được coi là bất khả thi về mặt kỹ thuật, chẳng hạn như chụp ảnh sông Dương Tử, dài 6.300km uốn lượn giữa cao nguyên Tây Tạng và Biển Hoa Đông, chỉ trong một lần bay từ phía Bắc về phía Nam Trung Quốc.

Với công nghệ trí tuệ nhân tạo, vệ tinh có thể lập kế hoạch lịch trình bay của mình một cách độc lập để theo dõi tới 500 khu vực quan tâm trên toàn cầu với gần 100 lượt đi lại mỗi ngày.

Vệ tinh cũng có thể phát hiện sự hiện diện của các mục tiêu nhất định và gửi ảnh mục tiêu cho bộ phận kiểm soát trên mặt đất.

"Kỳ phùng địch thủ" của vệ tinh Mỹ

Yang và các đồng nghiệp cho biết, thời gian phản hồi của Bắc Kinh 3 nhanh hơn 2-3 lần so với WorldView 4, vệ tinh quan sát Trái đất tiên tiến nhất do Mỹ phát triển với công nghệ tương tự.

So với WorldView 4, dải băng tần của Bắc Kinh 3 rộng hơn 77% (23km của vệ tinh Trung Quốc so với 13km của vệ tinh Mỹ) với trọng lượng chỉ bằng một nửa.

Tuy nhiên, vệ tinh của Mỹ có lợi thế dẫn đầu trong một lĩnh vực quan trọng đối với một số ứng dụng nhạy cảm.

Kính thiên văn rộng 1 mét của WorldView 4 có thể tạo ra hình ảnh chi tiết hơn một chút với độ phân giải 30cm mỗi pixel. Mặc dù không đủ sắc nét để đọc biển số ô tô, nhưng độ phân giải này có thể tiết lộ cấu tạo và kiểu dáng của một chiếc xe quân sự để giúp ước tính hiệu suất của nó, chẳng hạn như tầm bắn.

Nhưng hiệu suất tổng thể của nó có thể không bằng Bắc Kinh 3, theo bà Yang. Khi điều chỉnh vị trí, WorldView 4 có thể bị rung, làm giảm chất lượng hình ảnh ở mức tốt nhất.

Nhóm nghiên cứu Trung Quốc cho biết đã sử dụng một công nghệ mới để giảm độ rung theo cấp độ, ngay cả khi vệ tinh đang quay và bay với tốc độ kỷ lục.

Vệ tinh WorldView 4 do Lockheed Martin chế tạo với kinh phí hơn 800 triệu USD. Được phóng vào năm 2016, vệ tinh này dự kiến ​​sẽ hoạt động trong 10-12 năm để cung cấp những hình ảnh đẹp nhất từ ​​không gian.

Trong khi đó, bà Yang và các đồng tác giả cho biết vệ tinh Bắc Kinh 3 được xây dựng trên một nền tảng mang tính cách mạng mang tên CAST3000E, để tạo ra một thế hệ vệ tinh quan sát mới của Trung Quốc có kích thước nhỏ nhưng hiệu suất cao.

Nền tảng mới mang các tấm pin mặt trời với cấu trúc độc đáo để ngăn chúng rung chuyển khi vệ tinh quay nhanh và mạnh. Một hệ thống làm mát tiên tiến có thể ngăn chặn sự quá nhiệt của bất kỳ bộ phận nào đột ngột tiếp xúc với ánh nắng mặt trời.

Các thành phần quan trọng, chẳng hạn như kính thiên văn và ăng-ten, cũng được thiết kế bằng công nghệ mới, chẳng hạn như điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo, để bảo vệ vệ tinh khỏi tổn thất vật lý do chuyển động nhanh gây ra.

Một vệ tinh được xây dựng trên nền tảng mới có thể lưu trữ 1 terabyte hình ảnh và truyền dữ liệu xuống mặt đất với tốc độ 1 gigabyte mỗi giây, vượt trội hơn các vệ tinh cạnh tranh từ Mỹ.

Qi Yimin, giám đốc kinh doanh của Công ty vệ tinh DFH ở Bắc Kinh, cho hay, mặc dù Trung Quốc đã bắt kịp công nghệ, nhưng thị trường quan sát trái đất toàn cầu vẫn bị phương Tây thống trị.

Tại Trung Quốc, hơn 85% các sản phẩm hình ảnh vệ tinh độ nét cao và gần như tất cả các sản phẩm có độ phân giải từ thấp đến trung bình hiện được sản xuất bởi các vệ tinh của Trung Quốc.

Những hình ảnh này đã được sử dụng bởi hơn 20.000 công ty Trung Quốc và tạo ra hơn 260 tỉ nhân dân tệ (41 tỉ USD) doanh thu hàng năm.

Nhưng chỉ có một số quốc gia nhỏ - chẳng hạn như Ai Cập, Ấn Độ và Hà Lan - đã mua ảnh vệ tinh thương mại từ Trung Quốc.

“Các vệ tinh thương mại của đất nước chúng tôi bắt đầu muộn, dây chuyền công nghiệp chưa hoàn thiện và việc kinh doanh vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu” - Qi cho biết.

Hầu hết các sản phẩm ảnh vệ tinh của Trung Quốc đều phục vụ chính phủ hoặc quân đội, do đó ông Qi cho biết sẽ cần thay đổi mô hình kinh doanh để phát triển các khách hàng tiềm năng khác.