Một loại vệ tinh vô tiền khoáng hậu vừa được phóng lên quỹ đạo có khả năng theo dấu từng chuyển động nhỏ nhất của Trái Đất, hỗ trợ công tác đối phó thiên tai.

Hình mô phỏng thể hiện cảnh vệ tinh NISAR bay trên quỹ đạo qua Bang California của Mỹ - Ảnh: Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ - ISR

Đó là phi vụ hợp tác đầu tiên giữa Mỹ và Ấn Độ mang tên Radar Khẩu độ Tổng hợp NASA-ISRO, hay NISAR. Phi thuyền thực hiện nhiệm vụ lần này được trang bị hai loại radar khẩu độ tổng hợp khác nhau do Cơ quan Hàng không - Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) phối hợp với Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ (ISRO) thiết kế. Loại radar nói trên sử dụng vi sóng để phát hiện các bề mặt, vật thể ở khoảng cách xa tương tự radar thông thường, song khâu xử lý dữ liệu được nâng cấp để hình ảnh được sắc nét, có độ phân giải cao hơn gấp nhiều lần.

NISAR được phóng từ Ấn Độ hôm 30/7 - Ảnh: NASA

NISAR rời Bệ phóng Vệ tinh Đồng bộ Địa tĩnh, hay GSLV-F16, đặt tại Trung tâm Vũ trụ Satish Dhawan vào 5:40 chiều giờ địa phương (GMT+5,5) hôm 30/7. Cú phóng được truyền trực tiếp trên kênh NASA+ cũng như kênh YouTube của cơ quan này. Vệ tinh dự kiến sẽ bay quanh Trái Đất 14 vòng/ngày để quét tất cả các bề mặt đất và băng trên hành tinh xanh 2 lần trong 12 ngày, từ đó phát hiện các biến động chính xác đến từng li.

Vệ tinh NISAR được lắp vào bệ phóng ở Trung tâm Vũ trụ Satish Dhawan tại bờ biển phía tây nam Ấn Độ - Ảnh: ISRO

Hệ thống radar đôi NISAR thu thập những thông tin giúp ta hiểu hơn các cơ chế động đất, sạt lở đất, tăng cường khả năng theo dõi các tấm băng, tảng băng, tầng băng vĩnh cửu, cũng như rừng rậm, vũng lầy, và các cánh đồng canh tác. Dữ liệu do vệ tinh thu thập và tải về được công khai và có thể được dùng để làm cơ sở cho nhiều công tác ứng phó thiên tai như bão lũ, núi lửa phun trào hay cháy rừng.

Được đề xuất lần đầu năm 2014, phi vụ này hứa hẹn tăng cường khả năng theo dõi Trái Đất, thay đổi cách chúng ta tìm hiểu về ngôi nhà chung của mình và dự báo thiên tai trước khi chúng xảy đến, theo Nicky Fox, Phó Quản trị Ban Chỉ đạo Nhiệm vụ Khoa học của NASA. Bà cho biết: “Mặc dù rất khó có thể nhận ra, Trái Đất của chúng ta lúc nào cũng chuyển mình. Nhưng các biến động như thế rất rất nhỏ và cho đến giờ ta vẫn chưa có cách nào phát hiện chúng. Trong khi đó, ta lại ngày càng phải khẩn trương chuẩn bị sẵn sàng ứng phó trước, trong, và sau khi thiên tai xảy ra.”

Theo dõi Trái Đất

Hai hệ radar được lắp đặt trên NISAR là hệ băng tần L với bước sóng 25 cm và hệ băng tần S với bước sóng 10 cm. Hệ băng tần L được phát triển tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) thuộc NASA tại Pasadena, California, Mỹ, còn hệ băng tần S do ISRO bên Ấn Độ cung cấp.

Phát biểu tại cuộc họp báo ngày 21/7, Wendy Edelstein, phó quản lý dự án NISAR bên JPL, xác nhận: “NISAR là dự án hợp tác 50/50 giữa NASA và ISRO. Hai hệ radar này hoạt động cùng nhau để thu thập những chi tiết, dữ liệu mà mỗi hệ không thể tự thực hiện được.”

Mỗi hệ băng tần được thiết kế để bắt các tín hiệu phản xạ từ những bề mặt khác nhau. Băng tần S với bước sóng ngắn hơn có thể dùng đo đạc những vật thể vô cùng nhỏ như lá cây hay độ gồ ghề của địa hình, cũng như theo dõi các cánh đồng; còn băng tần L với bước sóng dài hơn có thể xuyên qua các tán cây rậm rạp để giúp ta tìm hiểu cấu trúc rừng hay thậm chí phát hiện các tảng đá, gốc cây bị tán lá che lấp. Hai hệ radar còn có khả năng đo các chuyển động và biến dạng của lục địa, hay thậm chí độ ẩm không khí.

Nhờ phát vi sóng điện từ đến các bề mặt trên Trái Đất rồi thu sóng phản xạ qua các ăng-ten cỡ lớn, NISAR có thể “nhìn” xuyên thấu các tầng mây và màn mưa, cũng như quan sát được cả ngày lẫn đêm. Vì theo dõi Trái Đất liên tục như vậy, nó có thể phát hiện các chuyển động địa chất có nguy cơ làm hư hỏng đập nước hay thậm chí báo hiệu núi lửa sắp phun trào. Theo NASA, vệ tinh còn có thể dự báo được động đất khi nào sẽ xảy ra.

Thành công nhờ hợp lực

Vệ tinh là kết quả hợp tác, trao đổi giữa NASA và ISRO trong nỗ lực thực hiện khuyến nghị ưu tiên nghiên cứu, phát triển công nghệ theo dõi Trái Đất nêu trong khảo sát xuyên thập kỷ được Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ công bố năm 2007. Thoả thuận hợp tác phi vụ NISAR được ký kết hôm 30/9/2014.

Không chỉ cung cấp radar băng tần S, ISRO còn giúp tinh chỉnh các công cụ đo đạc, xử lý dữ liệu chúng thu thập được, và phát triển thuật toán liên quan tới mục tiêu khoa học của nhiệm vụ lần này. Không chỉ vậy, ISRO còn đóng góp thân vệ tinh, bệ phóng, và cử ra ê-kíp điều hành công tác phóng vệ tinh. Phía NASA cung cấp ăng-ten phản xạ, bộ phận bung mở thiết bị, và hệ thống liên lạc phụ giúp thu dữ liệu và các thông tin khác của phi thuyền.

Karen St. Germain, Giám đốc Khoa học Trái Đất tại NASA, phát biểu trong cuộc họp báo gần đây: “Tuy là hai quốc gia, chúng tôi lại có cùng một nhiệm vụ. NISAR là cầu nối giữa Mỹ và Ấn Độ trong nỗ lực tìm hiểu ngôi nhà chung của chúng ta. Việc hợp tác, hợp lực, và chia sẻ thông tin giữa hai cơ quan là nền tảng cả hai bên mong muốn tiếp tục củng cố, phát huy.”

Trước đây, NASA có ký gửi một số công cụ đo đạc trên tàu thám hiểm phóng năm 2008 và bay vòng quanh Mặt Trăng trong hai năm mang tên Chandrayaan-1. Để phi vụ NISAR thành công, NASA và ISRO đã hợp tác từ xa. Cách nhau 13 múi giờ và 14.500 km đường chim bay, thành viên cả hai bên đã phải đi lại nhiều lần, ngủ muộn dậy sớm chỉ để gọi video cho nhau tìm cách xây dựng, thử nghiệm các hệ thống radar. Phần cứng vệ tinh được lắp ráp tại hai châu lục khác nhau trước khi được tích hợp thành hình dáng cuối cùng tại Ấn Độ.

Suốt 10 năm, Edelstein đã bay sang Ấn 25 lần; và chỉ tính trong 2 năm qua, bà dành 150 ngày tại đây làm việc cùng ISRO. Từ JPL, bà dành 36 tiếng đi chào hỏi, tiếp chuyện từng phòng ban tại Bengaluru, nơi hai hệ thống radar được đem đi thử nghiệm, trước khi bắt tay vào làm việc. Tuy nhiên, bà cho biết nhờ vậy mà bà hiểu hơn đồng nghiệp của mình tại ISRO cũng như văn hoá Ấn Độ - điểm sáng nhất trong trải nghiệm hợp tác nước ngoài của bà.

St. Germain chia sẻ: “Cách nhau nửa vòng Trái Đất mà phải cùng nhau lắp ráp vệ tinh, lại còn trong thời đại dịch nữa, quả là rất khó. Nhưng việc đó cũng giúp chúng tôi thắt chặt tình đoàn kết với ISRO hơn.”

Tiến sĩ Jitendra Singh, Bộ trưởng Khoa học và Công nghệ Ấn Độ, cho biết NISAR nằm trong tầm nhìn của Thủ hiến Narenda Modi nhằm phát triển Ấn Độ thành “Vishwa Bandhu” - đối tác toàn cầu đóng góp cho lợi ích chung của nhân loại - theo đoạn thông cáo do Cục Thông tin Báo chí tại Ấn Độ đăng tải.

Singh phát biểu: “Phi vụ lần này không chỉ là phóng vệ tinh, mà còn biểu trưng cho những gì hai nền dân chủ có thể hợp tác trên con đường khám phá khoa học và an sinh toàn cầu. NISAR không chỉ có lợi cho Mỹ và Ấn mà còn cung cấp dữ liệu trọng yếu cho nhiều quốc gia khác, đặc biệt là những nước gặp khó khăn về quản lý thiên tai, nông nghiệp, hay theo dõi khí hậu. NISAR không chỉ là một vệ tinh, nó còn là cái bắt tay người Ấn Độ muốn gửi gắm đến bè bạn năm châu.”

Huỳnh Trọng Nhân
(Lược dịch)