Cuộc đua mới chinh phục vũ trụ

18 Tháng Ba 20187:04 CH(Xem: 603)

VĂN HÓA ONLINE - KHOA HỌC  - THỨ HAI  19 MAR 2018


Cuộc đua mới chinh phục vũ trụ


Tim Bowler Phóng viên chuyên về hàng không và quốc phòng


BBC 12 tháng 3 2018

image032

Cuộc đua chinh phục không gian trong thời Chiến tranh Lạnh từng đẩy hai siêu cường thế giới vào thế cạnh tranh quyết liệt trong việc khám phá thế giới bên ngoài Trái Đất.


Nhưng giờ đây, chúng ta đã có thể bỏ qua những quy tắc truyền thống về công cuộc chinh phục không gian: gần như là cứ có tiền và có một hãng nào đó hỗ trợ là bạn có thể bay vào vũ trụ.


Tàu vũ trụ dân dụng: Ước mơ không còn xa?


Tàu vũ trụ sẽ rẻ như phi cơ dân dụng?


Năng lượng nào cho tàu vũ trụ tương lai?


Cuộc đua không còn là giữa các quốc gia với nhau nữa, mà là giữa các công ty.


image033


Image caption Tàu Apollo 14 bay vào không gian


Vũ trụ - nơi tạo ra những đột phá


Từ những ngày ban đầu với việc phóng vệ tinh Sputnik hồi 1957 và chuyến bay của Yurin Gagarin hồi 1961, hành trình khám phá vũ trụ của nhân loại đã luôn chiếm vị trí quan trọng trong cuộc Chiến tranh Lạnh giữa Liên Xô và Hoa Kỳ - các bên đặc biệt coi trọng việc bên nào sẽ đưa được con người lên Mặt Trăng trước tiên.


Trong suốt cuộc cạnh tranh nhằm "bay xa hơn vào vũ trụ", vấn đề lợi ích kinh doanh luôn chỉ là mục đích phụ.


Chính phủ chi trả và duy trì các nỗ lực chinh phục không gian.


Vệ tinh thương mại đầu tiên trên thế giới - Early Bird - được phóng đi vào năm 1965, nhưng cho tới tận gần đây những bước phát triển trong lĩnh vực vũ trụ nhằm phục vụ mục tiêu dân sự đa phần chỉ hạn chế ở mức các vệ tinh viễn thông lớn.


Tốn hết vài trăm triệu đô la, nặng tới vài tấn, các vệ tinh này được thiết kế nhằm hoạt động trong 15 năm, đủ để các nhà đầu tư thu hồi chi phí sản xuất ban đầu.


Thế nhưng đang có một cuộc cách mạng diễn ra. Các tiến bộ công nghệ đang lật đổ những mô hình hoạt động truyền thống trong vũ trụ.


Một nhóm các công ty đang hứa hẹn sẽ tìm cách đưa con người lên không gian với mức chi phí rẻ hơn, nhờ vào các sáng chế như loại tên lửa tái sử dụng và các hệ thống phóng tên lửa theo chiều ngang.


image034


Hành trình hơn 60 năm con người chinh phục vũ trụ


Vệ tinh đang ngày càng nhỏ gọn hơn, có giá thành rẻ hơn - hiện đang có khoảng 1.500 chiếc bay trong quỹ đạo trên đầu chúng ta.


Với lượng thông tin và hình ảnh khổng lồ thu được từ vũ trụ, cộng với việc ngày càng có thêm nhiều các công ty mới tham gia vào tiến trình xử lý, phân tích, diễn giải và marketing những dữ liệu, hình ảnh đó, thì đây quả là một cuộc cách mạng thông tin thực sự.


"Chúng ta nay có thể làm được nhiều thứ chỉ bằng với cỗ máy bé như chiếc hộp đựng giày, những thứ trước kia cần phải dùng tới thứ máy móc to như chiếc xe buýt," Stuart Martin, giám đốc điều hành Satellite Applications Catapult, một hãng của Anh chuyên hỗ trợ các công ty khởi nghiệp trong lĩnh vực chinh phục không gian, nói.


image035


Image caption Blue Origin


Ngành này hiện đang nhận được nhiều khoản đầu tư. Trong năm 2016, ngành kinh tế vũ trụ toàn cầu có tổng trị giá 329 tỷ đô la, với ba phần tư đến từ các hoạt động thương mại thay vì từ các nguồn vốn chính phủ.


Tên lửa là phương tiện giúp chúng ta đi vào vũ trụ, là 'chiếc chuyên chở' không thể thiếu cho hành trình chinh phục không gian của nhân loại. Và nay, khi nói đến tên lửa thì giới tỷ phú đang là nhóm đi tiên phong.


SpaceX của doanh nhân công nghệ Elon Musk đang sử dụng các tên lửa Falcon 9 để tiếp vận cho Trạm Không gian Quốc tế (ISS), còn Blue Origin của Jeff Bezos đang phát triển các bệ phóng New Shepard và New Glenn.


Cả hai hãng đều đưa ra các công nghệ mang tính cách mạng, cho phép việc tiếp đất theo chiều thẳng đứng - một bước đi quan trọng trong việc hướng tới sản xuất các tên lửa có thể tái sử dụng nhiều lần.


Tập đoàn Virgin của Richard Branson thì đang nghiên cứu khả năng phóng vệ tinh từ trên không - bên cạnh các kế hoạch mở các chuyến du hành không gian dưới quỹ đạo.


Bay vào không gian bằng tên lửa


image036


Image caption Tổ hợp Rocket Lab tại bán đảo Mahia năm 2016


Rocket Lab của New Zealand, một công ty mới 'trình làng', đang hy vọng sẽ tạo thay đổi trong cách thức tìm hiểu, khám phá vũ trụ.


Hiện vẫn đang trong giai đoạn trứng nước, đây là hãng sản xuất tên lửa duy nhất trên thế giới có tổ hợp bệ phóng riêng đặt tại Bán đảo Mahia ở Đảo Bắc.


Vào lúc này, không có công ty chuyên phóng tên lửa nào hoạt động thuần túy với mục tiêu dân dụng. "Các hãng đều được chính phủ trợ giá rất mạnh, bằng cách này hay cách khác," Stuart Martin nói.


Tuy tên lửa chưa có nhiều thay đổi kể từ thời Sputnik được phóng đi, 1957 - ta vẫn phải thắng được lực hấp dẫn của Trái Đất và đi vào quỹ đạo - nhưng sẽ là sai lầm nếu ta nghĩ rằng Rocket Lab đơn giản chỉ là một nhà sản xuất tên lửa truyền thông, sáng lập viên của hãng là Peter Beck nói.


image037


Image caption Bệ phóng tên lửa không gian


Hiện giá thành trung bình một vụ phóng vệ tinh là khoảng 200 triệu đô la.


Peter Beck nói rằng một khi vệ tinh của công ty ông đi vào hoạt động, ông muốn tìm cách đi vào vũ trụ với giá 5 triệu đô la, và "ở mức độ thường xuyên vào khoảng mỗi tuần một chuyến".


Ý tưởng phát triển của Rocket Lab tập trung vào tên lửa Electron của hãng, được thiết kế đặc biệt để đưa những tên lửa cỡ nhỏ vào quỹ đạo.


image038image039


Chinh phục không gian: Rocket Lab


Tên lửa sẽ chủ yếu gồm thành phần là carbon fibre và dùng động cơ được làm từ công nghệ in ba chiều.


Thông thường, việc sản xuất cho được một động cơ sẽ mất hàng tháng, nhưng "chúng tôi có thể làm ra trong vòng 24 giờ," Beck nói.


Trong chuyến bay thử nghiệm đầu tiên, diễn ra hồi tháng Năm 2017, tên lửa của hãng đã thành công trong việc đi vào không gian, nhưng chưa lên tới quỹ đạo. Theo kế hoạch, sẽ có hai chuyến thử nghiệm nữa được tiến hành.


Vào lúc này, các nhà sản xuất vệ tinh cỡ nhỏ thường nhờ vào các bệ phóng đã có sẵn, vốn phục vụ cho các vệ tinh cỡ lớn nhưng cũng có chỗ dư để đáp ứng cho vệ tinh nhỏ.


image040


Image caption Chuẩn bị phóng tên lửa


Tuy nhiên, khi mà nhu cầu quan sát từ Trái Đất ngày càng tăng - để phục vụ các công việc về dự báo thời tiết, đi lại, bản đồ - thì các nhà sản xuất cần có những cách thức linh hoạt để đưa vệ tinh của mình vào được không gian.


Đây là khoảng trống mà Beck nói Rocket Lab đang có kế hoạch lấp đầy. Thay vì chờ đợi cho tới khi có một chỗ thích hợp trên một tên lửa cỡ lớn, thì "nay bạn có thể chỉ cần lên mạng, nhấp chuột vài lần là đã mua được một bệ phóng".


Planet Labs


Một hãng rất quan tâm việc sử dụng bệ phóng Electron của Rocket Lab là Planet Labs đóng tại San Francisco, vốn chuyên thiết kế và sản xuất "vệ tinh hình lập phương" mô hình cỡ nhỏ, chỉ nặng 4kg.


image031


Image caption Tổng giám đốc Planet Labs, ông Will Marshall


Khác với các vệ tinh viễn thông thương mại truyền thống vốn nằm ở quỹ đạo địa tĩnh cao, 35.700km phía trên Trái Đất, các vệ tinh của Planet Lab (được gọi là Dove) bay ở tầm thấp hơn nhiều, chỉ 500km, tức là chỉ bằng khoảng cách từ London tới thành phố Cologne bên Đức.


Bay ở quỹ đạo tầm thấp này có nghĩa là các tàu vũ trụ có thể sử dụng các camera nhỏ hơn mà vẫn thu được hình ảnh chất lượng cao, qua đó giúp giảm chi phí cũng như trọng lượng xuống còn chỉ bằng một phần so với các vệ tinh truyền thống.


Hồi tháng Hai năm ngoái, Planet Labs đưa 88 vệ tinh Dove vào quỹ đạo, và thêm 48 chiếc nữa trong tháng Bảy.


Nay hãng có thể hàng ngày chụp hình mọi điểm trên Trái Đất.


Nhỏ và giá rẻ có nghĩa là các thiết kế mới sẽ có thể được đưa ra thử nghiệm và sản xuất một cách nhanh chóng, Will Marshall từ hãng này nói.


Điều đó không chỉ là đem lại mức giá rẻ hơn cho khách hàng, ông nói, mà còn đảm bảo được là các dữ liệu sẽ được cung cấp tới cho nhiều người hơn.


"Không chỉ các chính phủ và các hãng lớn mới có thể mua được dữ liệu của chúng tôi. Ai cũng có thể tiếp cận các dữ liệu đó - cho dù là các công ty vừa và nhỏ, là tổ chức phi chính phủ, hay là nhà nghiên cứu từ một trường đại học nào đó."


Thay đổi cho nhiều ngành


Tuy những bước phát triển trong lĩnh vực tên lửa và vệ tinh - phần cứng (hardware) của ngành vũ trụ - thường chiếm những vị trí quan trọng hàng đầu, nhưng những thay đổi lớn nhất lại là việc sử dụng một cách thiết thực các thông tin thu thập được.


image041image042


Chinh phục không gian: Planet Labs


Nhà nông và các công ty dầu khí, khai mỏ đã sử dụng đến các dữ liệu này.


Các nông dân có thể được cảnh báo những vấn đề về điều kiện đất đai, giúp họ chuẩn bị tốt hơn cho những mùa vụ kém; ngư dân có thể được báo trước về nhiệt độ nước biển và do đó họ biết đâu sẽ là nơi có luồng cá.


Với những bức ảnh chụp ngày càng đạt độ chính xác cao, từng cái cây riêng lẻ có thể được theo dõi, phát hiện mỗi khi bị đốn chặt, và đó là công cụ vô cùng quý giá cho công tác kiểm tra, phòng chống nạn phá rừng.


Terrabotics, một công ty của Anh, là hãng đang khai thác tối đa những thông tin dồi dào từ loại hình dữ liệu này.


"Trong một bức ảnh chụp bình thường, bạn bị giới hạn bởi kích thước các điểm ảnh (pixels), thế nhưng còn có những thông tin rất phong phú nằm giữa những điểm ảnh được ghi lại nhưng không hiện lên một cách rõ ràng," giám đốc điều hành của hãng, Gareth Morgan nói.


image043


Image caption Hình ảnh mỏ kim cương Jwaneng tại Botswana từ Terrabotics


"Chúng tôi xử lý các dữ liệu thu được ở cấp nhỏ hơn cả điểm ảnh trước khi có thêm bất kỳ phân tích nào được thực hiện, chúng tôi tiến hành siêu xử lý các hình ảnh và biến chúng thành các bộ dữ liệu 3D, sau đó đưa chúng vào các hệ thống trí thông minh nhân tạo (AI)."


image044


"Chúng tôi chuyển những hình ảnh đó thành dạng tín hiệu, hơi giống như các sóng radio. Điều này giúp chúng tôi không bị hạn chế ở mức điểm ảnh."


"Chẳng hạn như chúng tôi có thể nhìn vào một khu mỏ và biết được rằng nó đã thay đổi - ví dụ đã được khai thác xuống sâu hơn hoặc đống rác thải đã to hơn trước."


image045


Những khối lượng hình ảnh và dữ liệu khổng lồ thu thập được từ không gian có nghĩa là các hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) đang được sử dụng để tự động phân tích cần phải có khả năng thích ứng.


"Những hệ thống AI hiện thời cần có một khối lượng đặc biệt các 'đào tạo nhãn hiệu' để chúng có thể nhận biết một cách độc lập những đặc tính khác nhau. Chúng ta cần thay đổi trong cách thức AI hoạt động. Tiến trình đang được thực hiện, nhưng vẫn đang còn rất mới."


image046


Image caption Vệ tinh


Có thêm nhiều thông tin thì thường sẽ là chuyện tốt, nhưng cũng cần phải cân nhắc cả yếu tố đạo đức nữa - rốt cuộc, mọi người đều có nguy cơ bị chụp ảnh từ không gian xuống mỗi ngày.


Và ai sẽ có quyền tiếp cận các dữ liệu đó? Với tình trạng các vệ tinh tư nhân ngày càng sinh sôi nảy nở và với những tiến bộ trong cuộc cách mạng dữ liệu, thì những người chỉ trích nói rằng cần phải có cuộc tranh luận về vai trò công - tư trong không gian.


Đó là điểm mà Will Marshall từ Planet Labs chấp nhận.


"Một trong những điểm quan trọng đối với chúng tôi là các hình ảnh chúng tôi thu thập được sẽ không cho thấy người nào, chứ đừng nói tới chuyện nhận dạng được ai đó. Tất nhiên điều đó không có nghĩa là sẽ không có tác dụng tiêu cực nào."


"Là các nhà công nghệ, chúng tôi cần phải là những người chăm sóc tốt nhất đối với các dữ liệu đó." Rồi đến vấn đề rác trên vũ trụ - hiện đã có chừng 30 ngàn vật thể, to nhỏ khác nhau, trôi nổi trong quỹ đạo: "Rốt cuộc, chúng tôi sẽ phải xử lý vấn đề đó," Will Marshall đồng ý.


"Ngành công nghiệp này sẽ phải bắt đầu đưa những thứ đó xuống, và đó không phải là một thách thức dễ vượt qua."


Các tên lửa có thể sẽ nổ tung, sẽ không phóng lên được, hoặc có thể đưa các vệ tinh vào sai quỹ đạo.


"Tên lửa không phải là cách giúp bạn kiếm tiền được từ vũ trụ," Mattt Perkins nói. Ông là người đã từng 10 năm giữ chức giám đốc điều hành của Surrey Satellites, một hãng hàng đầu trong ngành công nghiệp vũ trụ, và nay là người đứng đầu bộ phận phát minh, sáng chế của Đại học Oxford.


"Cách để bạn kiếm tiền là nằm ở phần đầu cuối - bằng việc sử dụng toàn bộ những thông tin thu thập được từ vũ trụ. Do những dữ liệu này ngày càng trở nên rẻ hơn, cơ hội sử dụng chúng cho các mục tiêu dân sự sẽ được rộng mở - với các dữ liệu được sử dụng theo các cách thức mà ta hiện còn chưa nghĩ tới."


Như ông nói, có rất nhiều loại dữ liệu đa dạng từ vũ trụ mà chúng ta thu thập được. Trong lĩnh vực kinh doanh mới mẻ này, sự khéo léo của con người sẽ giúp khai thác được các lợi thế thương mại của các dữ liệu này.
01 Tháng Bảy 2018(Xem: 350)
14 Tháng Giêng 2018(Xem: 636)