Fspace - Nơi hội tụ những hoài bão trẻ
Từ trước tới nay, các vệ tinh quan sát Trái đất truyền thống thường là những vệ tinh lớn, đa chức năng có thể phục vụ nhiều mục đích như viễn thám, dự báo thời tiết, nghiên cứu bầu khí quyển... Được đánh giá cao cho những nỗ lực của nhóm FSpace trong dự án chế tạo vệ tinh F-1 khi điều kiện ghiên cứu tại Việt Nam còn hết sức khó khăn, phía Nhật Bản mong muốn FSpace gửi kỹ sư sang tham gia chế tạo và thử nghiệm vệ tinh UNIFORM cùng với các kỹ sư Nhật.
Đây vừa là cơ hội để gia tăng các phương tiện cảnh báo cháy rừng cho Việt Nam, vừa là thời cơ hiếm có để các kỹ sư Việt có thể tiếp cận công nghệ chế tạo vệ tinh lớp microsatellite nặng 50kg, tiến đến làm chủ công nghệ để có thể tự chế tạo vệ tinh tương tự ứng dụng cho nhiều lĩnh vực khác.
Tin rằng cơ hội trước mắt sẽ là một cánh cửa mở với việc thực hiện chế tạo vệ tinh tại Việt Nam, kỹ sư trẻ Nguyễn Trọng Thư như nhận thấy được cơ hội đang mở ra cho ngành công nghệ vũ trụ ở Việt Nam nói chung và những kỹ sư trẻ nói riêng. Với những hoài bão lớn đó, đầu năm 2008, Thư và các cộng sự quyết định thành nhóm Fspace nghiên cứu về vệ tinh và chế tạo những vệ tinh nhân tạo siêu nhỏ.
Sau buổi họp ngày 13/11/2008, phòng Nghiên cứu không gian FSpace được thành lập với nhiệm vụ thực hiện dự án chế tạo vệ tinh nhỏ F-1 CubeSat tiến tới làm chủ quy trình công nghệ chế tạo các vệ tinh nhỏ dưới 50kg. Các thành viên trong nhóm như cá gặp nước, mọi người háo hức bắt tay vào triển khai.
Anh Vũ Trọng Thư, Trưởng phòng Nghiên cứu Không gian FSpace (Đại học FPT) cho biết: "Công nghệ chế tạo vệ tinh nhỏ (cỡ <50kg) đang là một xu hướng mới trên thế giới và tôi tin rằng đây là một cơ hội để Việt Nam có thể đi tắt đón đầu trong một lĩnh vực công nghệ cao qua việc hợp tác với Nhật Bản. Sau khi tham gia dự án, các kỹ sư Việt Nam có thể nắm được công nghệ chế tạo vệ tinh lớn 50kg, đặc biệt sau này có thể ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống, không chỉ là cảnh báo cháy rừng".
Tên lửa đẩy mang theo phi thuyền chở vệ tinh F-1 lúc rời mặt đất lên không trung (ảnh chụp màn hình video của Cơ quan Hàng không vũ trụ Nhật Bản JAXA).
Ngay sau đó, việc chế tạo vệ tinh F-1 được khởi động nhờ sự giúp đỡ của tập đoàn FPT, bộ Khoa học và Công nghệ, Liên đoàn Vũ trụ Quốc tế (IAF), Văn phòng các vấn đề vũ trụ Liên Hiệp Quốc (UNOOSA) và nhiều tổ chức, cá nhân trong và ngoài nước. Quá trình nghiên cứu F1, với mục tiêu là phải "sống" được trong không gian ít nhất một năm và phát tín hiệu về Trái đất, chụp được ảnh độ phân giải thấp của trái đất và tốc độ truyền dữ liệu từ vệ tinh về Trái đất đạt 1.200 bit/giây. Nếu các yêu cầu này được hoàn thành, vệ tinh mới được thử nghiệm các tính năng phức tạp hơn như chụp ảnh độ phân giải 1 megapixel hay tốc độ truyền tin được tăng lên 9.600 bit/giây...
Tháng 6 vừa qua, F-1 đã vượt qua kỳ đánh giá an toàn bay và đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn kỹ thuật của JAXA. Sau đó, F-1 được chuyển tới trung tâm vũ trụ Tsukuba, Nhật Bản để tập kết cùng 4 vệ tinh nhỏ khác. Giai đoạn lắp ghép vệ tinh lên ống phóng J-SSOD và đóng gói trên tàu vận tải HTV-3 đã hoàn thành. Tàu HTV-3 cũng đã được chuyển tới trung tâm vũ trụ Tanegashima của Nhật để chờ ngày phóng lên không gian cuối tuần này.
Do lực cản của bầu khí quyển và tổng hợp các lực khác trên quỹ đạo, các vệ tinh sau khi thả ra sẽ bị giảm dần độ cao. Thời gian sống của vệ tinh nhỏ trong vũ trụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có độ cao của trạm ISS lúc thả. Khi F-1 được thả ra ngoài không gian, vệ tinh sẽ bay vòng quanh Trái đất trên quỹ đạo tương tự như của trạm ISS, nghiêng 51,6 độ so với mặt phẳng xích đạo, với chu kỳ 92 phút/vòng. Từ trạm điều khiển mặt đất đặt tại Hà Nội, nhóm FSpace sẽ theo dõi chặt chẽ tình hình "sức khỏe" của F-1, đưa ra các lệnh điều khiển, yêu cầu chụp ảnh hoặc thu thập dữ liệu về từ trường, nhiệt độ...
Dự án chế tạo vệ tinh F-1 là dự án thuộc lĩnh vực công nghệ cao, vẫn còn mới mẻ ở Việt Nam nên có rất nhiều khó khăn. Trong đó, việc lựa chọn, đàm phán và trao đổi với đối tác nước ngoài tìm cơ hội phóng F-1 cũng không phải là việc dễ dàng. FSpace đã tìm kiếm ở nhiều nơi khắp thế giới, trao đổi với hơn 40 công ty, tổ chức làm về lĩnh vực tên lửa đẩy để tìm những tên lửa chấp nhận cho vệ tinh nhỏ đi kèm và có quỹ đạo hợp với nhiệm vụ của vệ tinh F-1.
Trong lịch sử từng có 3 vệ tinh được thả ra từ trạm ISS là Nanosputnik vào năm 2005, SuitSat-1 năm 2006 và Kedr vào năm 2011 với cách làm thủ công. Phi hành gia sẽ tiến hành một chuyến đi bộ ra không gian và thả vệ tinh ra ngoài. Làm như thế rất rủi ro và nguy hiểm cho vệ tinh và phi hành gia đó, nên JAXA đề xuất cách dùng cánh tay robot trên trạm ISS được điều khiển bởi phi hành gia để thả cho các vệ tinh nhỏ vào vũ trụ lần này, trong đó có F-1.
F1 được phóng lên vũ trụ như thế nào?
FSpace đã chuẩn bị cho mọi tình huống có thể xảy ra khi F-1 vào không gian và vận hành sau này. "Nhiều người lo lắng F-1 có thể đâm vào rác thải vũ trụ, nhưng tỷ lệ xảy ra rất thấp. Hơn nữa F-1 là vệ tinh bé, xác suất xảy ra hầu như bằng không", ông Thư nói. Thời gian tới, FSpace sẽ tiếp tục nghiên cứu vệ tinh F - 2 với kích thước và khối lượng gấp đôi F-1. Mục đích của việc chế tạo các vệ tinh như thế là nhằm từng bước làm chủ công nghệ, để có thể đưa các ứng dụng vào thực tế như giám sát biển, cháy rừng, quan trắc...
Tháng 6/2009, lần đầu tiên nhóm FSpace mang F-1 từ trong phòng thí nghiệm ra ngoài trời để thử nghiệm liên lạc ở khoảng cách xa so với phòng điều khiển. Vệ tinh F-1 đã được đưa ra thử liên lạc ở các khoảng cách từ 7 - 50km trong môi trường thông thường. Nó đã phát tín hiệu và kết nối thành công với trạm điều khiển đặt tại trụ sở FPT ở Cầu Giấy, Hà Nội. Phòng thí nghiệm vũ trụ FSpace đã ra lệnh từ xa cho F-1 chụp ảnh, đo đạc các thông số và gửi về.
F-1 lần đầu tiên xuất ngoại sang Nhật Bản ngày 14/3/2011, chỉ một ngày sau khi đại địa chấn xảy ra, để thử nghiệm rung động (vibration test). Lúc đó giáo sư Nakasuka Shinichi của đại học Tokyo đã giúp FSpace thử nghiệm rung động cho vệ tinh. Do ảnh hưởng của động đất sóng thần, Tokyo bị cắt điện luân phiên, nhưng các giáo sư Nhật Bản đã ưu tiên cho FSpace thử nghiệm F-1. Chạy máy thử nghiệm rung động rất tốn điện nên họ phải tạm dừng những hoạt động khác. Cuối cùng F-1 đã vượt qua kỳ thử nghiệm rung động.
Tháng 11/2011, F-1 được chuyển sang Mỹ cho công ty đối tác NanoRacks ở Houston, Texas để chuẩn bị kỳ đánh giá an toàn bay. Khi sang Mỹ, F-1 còn được di chuyển tới một số phòng thí nghiệm ở các bang khác để tiến hành các thử nghiệm cuối cùng.
Ông Vũ Trọng Thư, Trưởng phòng Nghiên cứu FSpace nhận định, việc thả thành công F-1 ra ngoài không gian là mốc quan trọng đánh dấu lần đầu tiên các vệ tinh nhỏ được thả khỏi ISS bằng cánh tay robot, mở ra con đường mới lên quỹ đạo cho các vệ tinh nhỏ.
Tiến sĩ Trần Thế Trung, Viện trưởng Viện nghiên cứu Công nghệ FPT, cho biết, trong tương lai gần, F-Space sẽ tập trung vào dự án chế tạo và phóng vệ tinh loại nhỏ. "Mục đích chính của dự án là để nắm bắt công nghệ. Đây là cơ sở cho những bước đi cao hơn, hướng đến những ứng dụng thiết thực trong đời sống và thương mại hóa công nghệ vệ tinh", tiến sĩ Trung chia sẻ.
22h45' ngày 6/10 (tính theo giờ Hà Nội), vệ tinh của phòng Nghiên cứu không gian FSpace, đại học FPT đã rời trạm vũ trụ quốc tế (ISS), bắt đầu thực hiện sứ mệnh trong không gian. Vệ tinh F-1 được thả ra từ cơ cấu phóng số 2 do trạm mặt đất Cơ quan Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) điều khiển cánh tay robot. "Tôi rất hạnh phúc khi F-1 rời ISS thành công. Chúng tôi đã chờ đợi thời khắc này gần 4 năm nay", một thành viên Fspace cho biết.
Theo đó, quá trình rời khỏi ISS, F-1 phải chờ tối thiểu 30 phút mới bắt đầu thực hiện các công việc đầu tiên như bung ăngten, phát tín hiệu đảm bảo không gây ảnh hưởng đến các hoạt động trên trạm ISS. Trong quá trình đó, pin của vệ tinh sẽ được các tấm pin mặt trời sạc trong vòng vài giờ đến vài ngày cho đầy. Khi pin đầy, nguồn điện trên vệ tinh được đảm bảo và vệ tinh bước vào hoạt động bình thường.
Khi hoạt động, vệ tinh luôn phát ra sóng radio chứa thông tin về tên và các thông số đặc trưng. Các trạm thu radio ở bất kỳ vị trí nào trên bề mặt trái đất cũng có thể thu được tín hiệu này và giải mã để biết F-1 bay qua vị trí đó. Dựa vào số liệu tiên đoán quỹ đạo bay, có đối chứng với vị trí các trạm thu và thời điểm thu tín hiệu F-1, nhóm FSpace sẽ biết trước khi nào vệ tinh đi qua trạm đặt tại nóc nhà FPT.
| Theo TS. Trần Thế Trung, Viện trưởng Viện Công nghệ đại học FPT, F-1 phát tín hiệu sẽ khẳng định được thiết kế, quy trình chế tạo, thử nghiệm vệ tinh nano mà nhóm nghiên cứu thực hiện có hoạt động tốt trong không gian hay không. Từ đó mở ra cơ hội cho FSpace hợp tác với các đối tác trong nước và quốc tế ở các dự án chế tạo vệ tinh khác. |
Hoàng Việt
(Còn nữa)
