Tiềm năng lớn của vệ tinh siêu nhỏ đáp ứng nhu cầu viễn thông, viễn thám của Việt Nam

Tóm tắt Tiềm năng lớn của vệ tinh siêu nhỏ đáp ứng nhu cầu viễn thông, viễn thám của Việt Nam: ... phục vụ cụng tỏc quản lý hàng hải, chẳng hạn giỳp cho cỏc nhõn viờn cảng vụ nhanh chúng nắm bắt ủược cỏc tàu hiện cú trong cảng và vị trớ của chỳng. Bờn cạnh ủú dữ liệu AIS cũn hỗ trợ tớch cực cho cỏc cơ quan chức năng trong việc tỡm kiếm cứu nạn hay xử lý cỏc sự cố trờn biển bằng việc cung c...lymer Mỏy tớnh ủiều khiển 2 mỏy tớnh ủiều khiển cú thể hoạt ủộng ủộc lập Dung lượng lưu trữ 1 GB bộ nhớ flash Truyền thụng Trờn băng tần UHF, ủiều chế GMSK Tốc ủộ tối thiểu: 38.4 kbps gửi xuống, 9.6 kbps gửi lờn Cảm biến xỏc ủịnh tư thế vệ tinh Cảm biến gia tốc 3 trục, gyro 3 trục và từ tr... ủộng từ một số nguồn trờn Internet. Phần mềm này ủó chạy từ thỏng 11 năm 2010 và hiện thu thập ủược trờn 100 triệu gúi tin AIS của hơn 10,000 tàu trờn toàn thế giới. Một phần mềm cung cấp giao diện ủồ họa cho người sử dụng tương tỏc với dữ liệu AIS cũng ủang ủược phỏt triển tại Phũng nghiờn c...

pdf8 trang | Chia sẻ: havih72 | Lượt xem: 136 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Tiềm năng lớn của vệ tinh siêu nhỏ đáp ứng nhu cầu viễn thông, viễn thám của Việt Nam, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
 Xơ phĩng thành cơng Sputnik 1 ngày 4/10/1957 đến nay, đã cĩ hàng nghìn vệ tinh 
được đưa vào hoạt động trên khơng gian. Với vị trí đặc biệt từ trên quỹ đạo, các vệ tinh đã và đang 
đem lại những lợi ích to lớn trong các lĩnh vực viễn thơng, viễn thám, nghiên cứu khoa học, quân sự, 
định vị, theo dõi và cảnh báo thiên tai Nhìn chung các vệ tinh truyền thống vẫn là những thiết bị 
phức tạp, to lớn, nặng nề (hàng trăm, nghìn kg), chi phí chế tạo rất tốn kém (hàng chục đến hàng 
trăm triệu USD) và thời gian chế tạo rất dài. 
Tháng 8/2000, một nhĩm các nhà khoa học trên thế giới đã khởi xướng ra ý tưởng chế tạo những vệ 
tinh siêu nhỏ hình lập thể, cĩ kích thước 10x10x10 cm, chỉ nặng 1kg gọi là CubeSat [1] với mục 
đích giúp sinh viên và các nhà nghiên cứu trẻ tiếp cận và nắm bắt kỹ thuật chế tạo vệ tinh. Khác với 
những vệ tinh truyền thống mất nhiều năm chế tạo với đầu tư hàng triệu đơ la, các vệ tinh lớp 
CubeSat cĩ thời gian phát triển ngắn từ 1-2 năm đến vài tháng và chi phí thấp, chỉ khoảng dưới vài 
trăm nghìn USD. Mức chi phí và thời gian đĩ phù hợp với khả năng của các trường đại học và các 
viện nghiên cứu. Hình 1 dưới đây cho thấy hình dạng tổng quát của một vệ tinh siêu nhỏ của trường 
Đại học Tokyo. 
Hình 1. Vệ tinh siêu nhỏ XI-V do trường Đại học Tokyo chế tạo, phĩng năm 2003 
Bước phát triển tiếp theo của CubeSat là lớp vệ tinh nanơ (nanosatellite, <10kg) được trang bị các 
thiết bị đặc nhiệm (payload) cĩ khả năng phục vụ nhu cầu thực tế như máy quay phim/chụp ảnh 
quan sát Trái Đất hay các cảm biến thu thập dữ liệu từ khơng gian. Đây là một xu thế mới trên thế 
giới nhằm phát triển và đưa vào ứng dụng các vệ tinh siêu nhỏ. Hiện tại (năm 2011) cĩ khoảng 100 
dự án vệ tinh siêu nhỏ đã và đang được triển khai trên khắp thế giới. Một ví dụ là vệ tinh nanơ 
WNISAT 1 (Weather News Inc. Satellite 1) [2], hình 2, nặng 10kg với nhiệm vụ theo dõi băng ở 
vùng Bắc cực và khí CO2 trong khí quyển. Những thơng tin thu được từ vệ tinh này sẽ giúp tàu 
thuyền đi lại an tồn hơn trên các tuyến đường hàng hải ở vùng Bắc cực khi đi từ châu Âu sang 
châu Á, thay vì phải đi vịng qua Ấn Độ Dương, rút ngắn thời gian và tiết kiệm chi phí. 
Hình 2. Vệ tinh siêu nhỏ WNISAT-1 do cơng ty Axelspace chế tạo, dự kiến phĩng năm 2012 
Ở Việt Nam, Phịng nghiên cứu khơng gian FSpace, Trường đại học FPT hiện đang phối hợp với 
Trung tâm cơng nghệ vũ trụ Ångstrưm, Trường đại học Uppsala, Thụy Điển tiến hành dự án chế tạo 
vệ tinh siêu nhỏ F-1 (10x10x10 cm, 1 kg), hình 3, mang theo máy ảnh cĩ độ phân giải thấp và các 
cảm biến nhiệt độ, từ trường với mục tiêu học tập, làm chủ cơng nghệ chế tạo vệ tinh siêu nhỏ. Sản 
phẩm đã trải qua các thử nghiệm chức năng, gia tốc, rung động, shock, nhiệt chân khơng và liên lạc 
tầm xa theo tiêu chuẩn giống như các CubeSat khác trên thế giới. Theo dự kiến, F-1 sẽ được phĩng 
lên quỹ đạo Trái đất vào cuối năm 2011. 
Hình 3. Mơ hình kỹ thuật (Engineering Model) của vệ tinh siêu nhỏ F-1 
2. Vệ tinh AIS – ví dụ điển hình về tiềm năng của vệ tinh siêu nhỏ 
2.1 Giới thiệu về AIS 
Từ xa xưa, ngành hàng hải đã đĩng một vai trị quan trọng trong sự phát triển của các quốc gia và 
ngày nay điều này càng được coi trọng khi nhiều nước, trong đĩ cĩ Việt Nam, coi việc phát triển 
kinh tế biển là chiến lược quốc gia. Đối với các tàu thuyền di chuyển trên biển thì việc nắm bắt tình 
hình xung quanh (maritime domain situation awareness) là rất quan trọng để phịng tránh va chạm 
trong khi lưu thơng, nhất là trong đêm tối khi tầm quan sát bị hạn chế. Chính vì vậy từ ngày 
31/12/2004, theo quy định của Hội nghị quốc tế về An tồn sự sống trên biển (SOLAS), Tổ chức 
Hàng hải Quốc tế (IMO) đã quy định hệ thống định danh tự động AIS (Automatic Identification 
System) phải được lắp đặt trên tất cả các tàu di chuyển trên hải trình quốc tế cĩ trọng tải trên 300 
tấn và tất cả các tàu chở hành khách [3]. 
Hệ thống AIS trên tàu tự động phát sĩng theo chu kỳ trên băng tần VHF bao gồm các thơng tin cơ 
bản về tàu như mã hiệu MMSI, vị trí, hướng di chuyển, tốc độ Các thơng tin này thường được lấy 
từ các cảm biến thuộc hệ thống đạo hàng của tàu, các thơng tin khác như tên tàu, hơ hiệu 
(callsign) được lập trình khi lắp đặt thiết bị lên tàu [4]. 
Với tính chất quảng bá của mình, tín hiệu AIS phát từ các tàu biển cĩ thể được thu bởi các trạm AIS 
đặt ven biển nhằm phục vụ cơng tác quản lý hàng hải, chẳng hạn giúp cho các nhân viên cảng vụ 
nhanh chĩng nắm bắt được các tàu hiện cĩ trong cảng và vị trí của chúng. Bên cạnh đĩ dữ liệu AIS 
cịn hỗ trợ tích cực cho các cơ quan chức năng trong việc tìm kiếm cứu nạn hay xử lý các sự cố trên 
biển bằng việc cung cấp thơng tin về các tàu thuyền đang ở quanh khu vực quan tâm. 
Tuy nhiên các trạm AIS ven biển bị giới hạn khoảng cách, khơng thể theo dõi các tàu di chuyển bên 
ngồi đường chân trời vì khơng thể “nhìn thấy” (bắt sĩng) các tàu cách xa trên 50 hải lý hay 74 km. 
Bằng cách trang bị các máy thu tín hiệu AIS cho vệ tinh bay trên quỹ đạo, việc theo dõi sự di 
chuyển của tàu bè trên phạm vi tồn cầu đã trở nên khả thi. 
2.2 Hiện trạng các hệ thống AIS trên quỹ đạo 
Ngay sau khi IMO yêu cầu tất cả các tàu biển trên 300 tấn và tàu khách phải trang bị hệ thống AIS, 
một số nước trên thế giới đã đầu tư nghiên cứu, thử nghiệm và đưa vào hoạt động các vệ tinh cĩ 
trang bị máy thu tín hiệu AIS trên quỹ đạo. Bên cạnh việc phải được thiết kế đặc biệt để hoạt động 
trong mơi trường khắc nghiệt của khơng gian, những máy thu tín hiệu AIS này khác biệt với máy 
thu AIS thường đặt trên mặt đất ở chỗ “tầm nhìn” (field of view) của vệ tinh trên quỹ đạo bao phủ 
một vùng rộng lớn trên bề mặt trái đất. Do vậy tại một thời điểm cĩ thể cĩ quá nhiều tín hiệu AIS từ 
các tàu đơng đúc bên dưới truyền lên máy thu AIS đặt trên vệ tinh, dẫn đến hiện tượng va chạm 
giữa các gĩi tin (messages collision) khiến cho máy thu khơng thể giải mã (decode) chính xác các 
thơng tin. Ngồi ra, cũng vì “tầm nhìn” của vệ tinh rộng hơn nên nĩ khơng chỉ bao phủ các vùng 
biển mà cịn bao phủ cả những vùng đất liền, nơi cĩ thể cĩ những nguồn phát sĩng trên các tần số 
VHF lân cận, gây can nhiễu cho việc thu tín hiệu AIS. 
Một số biện pháp để khắc phục các vấn đề trên là sử dụng ăngten định hướng thay vì ăngten vơ 
hướng trang bị cho máy thu AIS trên vệ tinh để giúp thu hẹp phạm vi quan sát (cĩ tác dụng làm 
giảm số lượng tàu được quan sát và giảm số lượng các gĩi tin AIS bị va chạm), đồng thời sử dụng 
các kỹ thuật xử lý tín hiệu số để chống nhiễu và khơi phục thơng tin từ các gĩi tin bị va chạm. Các 
kỹ thuật này vẫn đang được các cơng ty, tổ chức trên thế giới nghiên cứu và phát triển thêm. Bên 
cạnh đĩ, dữ liệu AIS thu xuống từ vệ tinh cũng được kết hợp với dữ liệu của mạng lưới các trạm thu 
duyên hải để tăng tần suất lấy mẫu và đảm bảo theo dõi đầy đủ các tàu ở những vùng biển cĩ mật 
độ lưu thơng hàng hải lớn. 
Bảng 1 dưới đây tổng hợp danh sách các vệ tinh cĩ trang bị máy thu AIS trên quỹ đạo và trạng thái 
hoạt động của chúng. Tất cả các vệ tinh này đều nằm trên quỹ đạo thấp trái đất (LEO), với độ cao 
400-800 km. 
Bảng 1. Các vệ tinh trên quỹ đạo mang theo máy thu AIS 
Vệ tinh Tổ chức vận hành Quốc gia Khối lượng 
Ngày 
phĩng 
Trạng thái 
 hoạt động 
TacSat-2 [5] US Air Force Lab Mỹ 370 kg 12/2006 Ngừng hoạt 
động từ 2/2011 
NTN [6] SFL-UTIAS Canada 6.5 kg 4/2008 Đang hoạt động 
M2M [7] ORBCOMM, Inc. Mỹ 80 kg 7/2008 Ngừng hoạt 
động từ 2010 
AprizeSat-3 & 4 
[8] Aprize Satellite Inc. Mỹ 12 kg 7/2009 Đang hoạt động 
PathFinder2 [9] LuxSpace Sarl. Luxemb
ourg 8 kg 9/2009 Đang hoạt động 
Máy thu AIS gắn 
trên trạm ISS [10] ESA & ARISS EU N/A 10/2009 Đang hoạt động 
AISSat-1 [11] 
[12] 
SFL-UTIAS & 
Norwegian FFI Na-uy 7 kg 7/2010 Đang hoạt động 
Đáng chú ý từ bảng 1 là xu hướng ngày càng thu nhỏ của các vệ tinh trang bị máy thu AIS, nhờ các 
tiến bộ trong cơng nghệ điện tử, MEMS. 
2.3 Ý tưởng thiết kế vệ tinh AIS 
Nhĩm tác giả bài viết này đã nghiên cứu và đề xuất ý tưởng dùng chùm vệ tinh siêu nhỏ trang bị 
máy thu tín hiệu AIS (gọi tắt là vệ tinh AIS) chỉ nặng 3kg để thu nhận tín hiệu AIS từ tàu biển, lưu 
trữ và gửi xuống các trạm mặt đất. Để giảm thời gian và chi phí thiết kế, chế tạo, vệ tinh này sẽ tổ 
hợp các linh hệ (device, subsystem hoặc system) đã từng được sử dụng trong mơi trường khơng 
gian, cụ thể là những linh hệ ở bậc trưởng thành kỹ thuật (Technology Readiness Level (TRL) [13]) 
cấp 8 hoặc 9 theo tiêu chuẩn của NASA. Bảng 2 mơ tả các thơng số kỹ thuật chính của vệ tinh. 
Bảng 2. Thơng số kỹ thuật của vệ tinh AIS 
Hạng mục Thơng số kỹ thuật 
Khối lượng 3 kg 
Kích thước 10x10x30 cm (chưa bao gồm ăngten) 
Nguồn năng lượng Từ các tấm pin mặt trời gắn quanh thân vệ tinh và trên 
các tấm panel bung ra được, trung bình 10 W 
Lưu trữ năng lượng Pin sạc Li-polymer 
Máy tính điều khiển 2 máy tính điều khiển cĩ thể hoạt động độc lập 
Dung lượng lưu trữ 1 GB bộ nhớ flash 
Truyền thơng Trên băng tần UHF, điều chế GMSK 
Tốc độ tối thiểu: 38.4 kbps gửi xuống, 9.6 kbps gửi lên 
Cảm biến xác định tư thế vệ tinh Cảm biến gia tốc 3 trục, gyro 3 trục và từ trường 3 trục 
Cơ cấu điều khiển tư thế Các thanh từ lực 3 trục 
Độ chính xác điều khiển tư thế 5° 
Payload Máy thu tín hiệu AIS dùng trên khơng gian 
Dự kiến thời gian hoạt động tối 
thiểu của vệ tinh 
5 năm 
Hình 4 dưới đây cho thấy thiết kế tổng thể của vệ tinh AIS. Hình 5 cho thấy ví dụ một thiết bị (được 
thu nhỏ hơn 100 lần so với thiết bị đo từ trường truyền thống) dành cho vệ tinh siêu nhỏ. 
Hình 4. Ý tưởng thiết kế của vệ tinh siêu nhỏ mang theo máy thu AIS 
Hình 5. Thiết bị đo từ trường 3 chiều SDTM dùng cho module xác định tư thế vệ tinh (phát triển bởi 
Ångstrưm Space Technology Centre) 
2.4 Quỹ đạo và chùm vệ tinh 
Việc tính tốn quỹ đạo và thiết kế chi tiết các chùm vệ tinh địi hỏi những tính tốn phức tạp, trong 
khuơn khổ bài viết này đã được đơn giản hĩa với giả định chùm vệ tinh AIS gồm 3 vệ tinh bay trên 
quỹ đạo đồng bộ mặt trời ở quỹ đạo thấp trái đất (Sun-synchronous, Low Earth Orbit) với độ cao 
700 km. Ở quỹ đạo này mỗi vệ tinh tái thăm (revisit time) một điểm bất kỳ trên bề mặt trái đất sau 
đúng 12 giờ. Chùm 3 vệ tinh AIS sẽ giúp rút ngắn thời gian tái thăm xuống cịn 4 giờ. Cũng cần chú 
ý rằng do vệ tinh AIS thu tín hiệu của tàu biển trên một vùng rộng lớn nên quãng thời gian này trên 
thực tế sẽ được rút ngắn hơn 4h vì các vùng phủ của các vệ tinh gần như chạm nhau. 
Hình 6. Minh họa vệ tinh AIS trên quỹ đạo cực với độ nghiêng (98o), độ cao 700km 
Việc phĩng vệ tinh AIS lên quỹ đạo cĩ độ nghiêng thấp với mặt phẳng xích đạo (low inclination 
orbit) cũng cĩ thể cần phải cân nhắc. Quỹ đạo này đảm bảo vệ tinh luơn đi qua khu vực biển Đơng 
của Việt Nam trong mỗi vịng quay quanh trái đất khoảng 90 phút. Tuy nhiên các cơ hội phĩng vệ 
tinh bằng hình thức “đi nhờ” lên quỹ đạo này là rất ít, vì việc phĩng thường được diễn ra tại các bãi 
phĩng nằm gần đường xích đạo (ví dụ Kourou của Pháp) nhưng phần lớn các chuyến phĩng tên lửa 
lên khơng gian trên thế giới đều chọn quỹ đạo cĩ độ nghiêng cao hơn (do đĩ thường là những nơi 
cĩ vĩ độ cao hơn). Hình 7 sau đây minh họa quỹ đạo nghiêng thấp của AIS so với một quỹ đạo 
nghiêng cao hơn ở hình 6. 
Hình 7. Minh họa vệ tinh AIS trên quỹ đạo cĩ độ nghiêng thấp, 9°, (đường liền lượn màu vàng) với 
độ cao 700km 
2.5 Thiết kế trạm thu phát mặt đất 
Sau khi thu thập dữ liệu AIS từ các tàu biển, vệ tinh AIS cĩ thể gửi ngay những thơng tin này 
xuống trạm mặt đất nếu đang ở vị trí “nhìn thấy” trạm này tại Việt Nam, bằng khơng, cĩ thể tích luỹ 
dữ liệu đến khi tái thăm trạm. Các trạm mặt đất của Việt Nam cũng cĩ thể đăng ký tham gia mạng 
lưới các trạm mặt đất trên thế giới (ví dụ GSN hay GENSO [14]) để tăng khả năng thu nhận dữ liệu 
từ vệ tinh và chuyển nhanh qua mạng Internet về Việt Nam nhằm giảm thời gian chờ đợi dữ liệu. 
Bên cạnh việc thu nhận dữ liệu từ vệ tinh, trạm mặt đất cịn cĩ nhiệm vụ phát lệnh điều khiển lên vệ 
tinh thơng qua kênh thăng (uplink). Một trạm mặt đất điều khiển vệ tinh được trang bị ăngten định 
hướng Yagi cĩ độ lợi cao (high gain) gắn trên hệ thống bám gĩt (tracking) vệ tinh cĩ khả năng quay 
gĩc phương vị (azimuth) 0-360° và gĩc ngẩng (elevation) 0-90°. Ngồi ra, trạm cịn được trang bị 
ăngten vơ hướng (omni-directional) dự phịng, máy thu phát sĩng radio, modem điều chế/giải điều 
chế dữ liệu, máy tính và các thiết bị viễn thơng khác. Một trạm mặt đất như thế bao gồm những 
thiết bị tương đối gọn gàng cĩ thể đặt trên bàn viết, ăngten khá đơn giản gắn trên nĩc nhà cao, và 
chi phí khoảng 10,000 USD. Ý tưởng thiết kế của trạm mặt đất điều khiển vệ tinh được mơ tả trong 
hình 8. 
Hình 8. Ý tưởng thiết kế trạm mặt đất điều khiển vệ tinh siêu nhỏ 
2.6 Kết quả thực nghiệm 
Nhĩm tác giả đã xây dựng một trạm thu tín hiệu AIS thử nghiệm đặt tại Đà Nẵng. Hệ thống hiện 
đang vận hành tốt, ngày đêm khơng nghỉ và dữ liệu AIS thu thập được gửi qua Internet ngay lập tức 
tới máy chủ đặt tại Hà Nội, hình 9, và một số máy chủ khác trên thế giới để chia sẻ thơng tin. 
Hình 9. Dữ liệu AIS thu được từ tàu biển tại Đà Nẵng được gửi ra và hiển thị trên máy chủ tại Hà Nội. 
Bên cạnh đĩ nhĩm tác giả cũng đang phát triển phần mềm và dựng cơ sở dữ liệu để thu thập dữ liệu 
AIS tự động từ một số nguồn trên Internet. Phần mềm này đã chạy từ tháng 11 năm 2010 và hiện 
thu thập được trên 100 triệu gĩi tin AIS của hơn 10,000 tàu trên tồn thế giới. Một phần mềm cung 
cấp giao diện đồ họa cho người sử dụng tương tác với dữ liệu AIS cũng đang được phát triển tại 
Phịng nghiên cứu khơng gian FSpace, Hà Nội. Chức năng hiện tại cho phép giải mã dữ liệu AIS 
thu thập được để hiển thị các tàu lên trên nền chương trình Google Earth tại đúng vị trí phát tín hiệu, 
hình 10. Ngồi ra, chương trình cịn cung cấp một số chức năng khác như tìm kiếm các tàu trong 1 
khu vực bán kính bất kỳ hay theo dõi hải trình của từng tàu. 
Hình 10. Chương trình chính hiển thị thơng tin về các tàu biển di chuyển trong khu vực Đơng Á 
(trái) và chức năng theo dõi hải trình đối với một con tàu đi qua eo biển nước Anh (phải) 
3. Lời bàn và kết luận 
Tuy ví dụ vệ tinh trên đây nĩi về việc sử dụng AIS trong khơng gian nhưng nội dung tổng quát vẫn 
liên quan đến một ý tưởng dùng vệ tinh siêu nhỏ trong cơng tác viễn thơng, viễn thám. Các kết quả 
phân tích và thực nghiệm sơ bộ cho thấy ý tưởng sử dụng vệ tinh loại siêu nhỏ này vào việc cung 
cấp dữ liệu AIS từ khơng gian cho cơng tác quản lý hàng hải và hỗ trợ tìm kiếm cứu nạn trên biển là 
khả thi và tiềm năng cơng tác tốt là cĩ thực. Thử nghiệm xây dựng cho trạm thu nhận dữ liệu và 
phát lệnh điều khiển vệ tinh cho thấy đây là một việc khơng khĩ và nguồn kinh phí tương đối nhỏ 
(khoảng 10,000 USD). Phần mềm với giao diện đồ họa trực quan dễ sử dụng giúp người dùng tập 
trung vào khu vực cần quan tâm và nhanh chĩng lấy được các thơng tin cấp bách. Trong bài viết và 
phát biểu tại hội thảo “2nd Nano-satellite symposium”, Tokyo ngày 13-15/3/2011 [15], các tác giả 
đã trình bày cụ thể ý tưởng sử dụng vệ tinh AIS này trên phạm vi tồn cầu, cùng dự tính thiết kế vệ 
tinh, quỹ đạo, ngân sách và tổ chức hội đồng quốc tế cho việc cộng tác, giám sát và thực thi. Ý 
tưởng tương tự cho việc theo dõi tàu biển bằng vệ tinh siêu nhỏ trong phạm vi Việt Nam chắc chắn 
cĩ thể thực hiện được nhanh chĩng và rẻ hơn (khoảng 150,000 USD cho ba vệ tinh siêu nhỏ chưa 
tính kinh phí phĩng, vận hành và khai thác) so với trường hợp đi mua vệ tinh của nước ngồi. 
Một điểm quan trọng khi sử dụng vệ tinh siêu nhỏ là, vì kích thước và do đĩ nguồn điện cùng khả 
năng xử lý và lưu trữ dữ liệu của chúng chưa cao so với vệ tinh truyền thống, nên các thiết bị đặc 
nhiệm phải là loại được thu cực nhỏ, tiêu thụ cơng suất điện thấp, độ phân giải khơng quá mức phù 
hợp với sứ mệnh. Cũng vì lý do nĩi trên, số thiết bị đặc nhiệm gắn trên một vệ tinh nên giới hạn đến 
một hoặc hai. Vấn đề này đúng ra là một lợi thế cho các dự án khơng gian, vì ít thiết bị đặc nhiệm 
cĩ nghĩa là ít “khách hàng”, ít địi hỏi kỹ thuật mâu thuẫn trong quá trình chế tạo cũng như khi vận 
hành vệ tinh. Như vậy, việc thực hiện dự án cũng dễ dàng, nhanh chĩng hơn và tổn thất trong 
trường hợp rủi ro cũng khơng cao. 
Nhờ hiện nay các linh kiện điện tử và cơ khí lắp ráp vệ tinh siêu nhỏ loại CubeSats cĩ thể mua được 
dễ dàng, kích thước và các tiêu chí tích hợp với vệ tinh mẹ đã được tiêu chuẩn hố, nên việc phát 
triển vệ tinh siêu nhỏ dùng cho nhiều mục đích là một việc dễ dàng. Các dự án đáp ứng cho nhu cầu 
cấp bách, ví dụ viễn thám địa chất và giám sát việc xâm phạm hải phận Viêt Nam hiện nay, chủ yếu 
chỉ cần tập trung vào việc phát triển thiết bị đặc nhiệm, cho nên đấy là những dự án khả thi, cả về 
mặt kỹ thuật, thời gian lẫn kinh phí. 
Việc đưa vệ tinh siêu nhỏ lên khơng gian bằng tên lửa gọn nhẹ chuyên dụng, phĩng trực tiếp từ máy 
bay [16], thay vì tên lửa lớn phĩng từ bệ mặt đất, giảm thiểu chi phí và tránh được sự phụ thuộc vào 
thời tiết, là ý tưởng và là ước vọng của nhiều nhà nghiên cứu cơng nghệ khơng gian. Ý tưởng này 
được thảo luận trên thế giới đã khoảng 10 năm nay. Trong tương lai, khi các tập đồn cơng nghiệp 
phi chính phủ phát triển thành cơng và đưa loại tên lửa này vào khai thác thì việc phụ thuộc vào quỹ 
đạo của vệ tinh hoặc phi thuyền mẹ sẽ bị xố bỏ. Các dự án và sứ mệnh khơng gian dùng vệ tinh 
siêu nhỏ sẽ thực hiện được dễ dàng và nhanh chĩng hơn nhiều. 
Lời cảm ơn 
Nhĩm tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Trung tâm Volpe, Bộ Giao thơng Vận tải Hoa Kỳ 
đã chia sẻ thơng tin về chương trình MSSIS; tới cơng ty LuxSpace Sarl đã chia sẻ những kinh 
nghiệm thực tế làm việc với máy thu AIS đặt trên vệ tinh và tới Phịng Khoa học Cơng nghệ và mơi 
trường, Cục Hàng hải Việt Nam đã giúp đỡ trong việc hồn thành bài viết này. 
Tài liệu tham khảo 
[1] “CubeSat: A new Generation of Picosatellite for Education and Industry Low-Cost Space Experimentation”, H. 
Heidt, J. Puig-Suari, A. Moore, S. Nakasuka, R. Twiggs, Proceedings of the Thirteenth Annual AIAA/USU Small 
Satellite Conference, Logan, UT, August 2000 
[2] Masaya Yamamoto, WNI Satellite for the Shipping Industry, May 5, 2010 
[3] International Maritime Organization, SOLAS Chapter V, Regulation 19.2 - Carriage requirements for shipborne 
navigational systems and equipment, International Convention for the Safety of Life at Sea, July 1, 2004 
[4]  (truy cập tháng 6/2011) 
[5] www.nasa.gov/mission_pages/tacsat-2/main/index.html (truy cập tháng 6/2011) 
[6] Freddy M. Pranajaya, et.al., Nanosatellite Tracking Ships: Responsive, Seven-Month Nanosatellite Construction 
for a Rapid On-Orbit Automatic Identification System Experiment Proceedings, AIAA-RS7-2009-3010 
[7] www.spacenews.com/launch/spacex-lands-orbcomm-launch-contract.html (truy cập tháng 6/2011) 
[8] Dino Lorenzini and Mark Kanawati, www.spacequest.com/Articles/SpaceQuest-TEXAS-III-Presentation.pdf (truy 
cập tháng 6/2011) 
[9] www.luxspace.lu/index.php/News/items/LXS_Launch_AIS_Satellite_PSLV.html (truy cập tháng 6/2011) 
[10] www.esa.int/SPECIALS/Operations/SEMIHX49J2G_0.html (truy cập tháng 6/2011) 
[11] www.utias-sfl.net/nanosatellites/AISSat-1/ (truy cập tháng 6/2011) 
[12] www.nordicspace.net/PDF/NSA239.pdf (truy cập tháng 6/2011) 
[13] John C. Mankins, TECHNOLOGY READINESS LEVELS, A White Paper, Advanced Concepts Office, Office of 
Space Access and Technology, NASA, April 6, 1995 
[14] Graham Shirville, Bryan Klofas, GENSO: A Global Ground Station Network, AMSAT 2007 publication 
[15] Vũ Trọng Thư, Đinh Quốc Trí, Đào văn Thắng, Phạm Quang Hưng và Hugo Nguyen, “Constellation of small 
quick-launched and self-deorbiting nanosatellites with AIS Receivers for global ship trafick monitoring”. 
Proceedings 2nd Nano-satellite symposium”, Tokyo, 2011 
[16] A.C. Charania et al., Nano-Launcher: Dedicated Nanosatellite Payload Delivery Service, CubeSat Developers' 
Summer Workshop, 7-8 August 2010 

File đính kèm:

  • pdftiem_nang_lon_cua_ve_tinh_sieu_nho_dap_ung_nhu_cau_vien_thon.pdf