Công nghệ vũ trụ và việc nghiên cứu, ứng dụng ở Việt Nam

CNVT là một lĩnh vực công nghệ cao được hình thành nhờ tích hợp nhiều ngành công nghệ cao khác (công nghệ thông tin và truyền thông, công nghệ vật liệu, điện tử và tự động hoá, cơ khí) nhằm tạo ra các phương tiện như vệ tinh, tầu vũ trụ, tên lửa… để khám phá, chinh phục và sử dụng khoảng không vũ trụ phục vụ lợi ích con người.

Những mốc lịch sử trong phát triển CNVT

Ngày 4.10.1957, Liên Xô phóng thành công vệ tinh Sputnik. Vệ tinh này nặng 83 kg, trông giống như một quả bóng bằng kim loại có 4 anten roi. Sputnik chỉ phát được tín hiệu “bíp, bíp” trên băng ngắn (27 MHz) và tồn tại trên quỹ đạo thấp trong 92 ngày. Ngày nay, người ta có thể phóng vệ tinh nặng 9.600 kg lên quỹ đạo địa tĩnh với thời gian hoạt động là 20 năm.                                                         

Ngày 12.4.1961, Liên Xô phóng thành công tầu vũ trụ Phương Đông 1 mang theo nhà du hành vũ trụ đầu tiên - Yuri Gagarin. Sau 108 phút bay một vòng quỹ đạo, tầu Phương Đông 1 hạ cánh xuống một cánh đồng gần thành phố Saratov. Gagarin đã nhảy dù khi con tầu cách mặt đất khoảng 6 km. Kể từ đó đến ngày 30.3.2006, đã có 439 công dân của 39 nước được công nhận là nhà du hành vũ trụ (theo tiêu chuẩn “đã bay ở độ cao trên 100 km so với mặt đất”) với thời gian bay tổng cộng là 77 năm. Người ở trên vũ trụ lâu nhất là nhà du hành vũ trụ người Nga Valeri Polyakov (đã làm việc trong vũ trụ 438 ngày).

Tháng 7.1964, Mỹ phóng vệ tinh thông tin liên lạc địa tĩnh đầu tiên Syncom-3 để truyền dẫn hình ảnh của Thế vận hội mùa hè Tokyo về Mỹ. Vào thời điểm đó, vệ tinh này chỉ cho phép truyền dẫn 1 kênh TV. Hiện nay, một vệ tinh thông tin liên lạc địa tĩnh có khả năng truyền dẫn đến 400 kênh TV. Quỹ đạo địa tĩnh giờ đây có khoảng 300 vệ tinh các loại của các nước đang hoạt động, khiến nó trở nên “chật chội”, việc bố trí vị trí vệ tinh trên quỹ đạo này do Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) đảm nhận.

Ngày 16.7.1969, phi thuyền Apollo - 11 hạ xuống mặt trăng mang theo hai nhà du hành vũ trụ Mỹ là Neil Armstrong và Buzz Aldrin. Neil Armstrong - người đầu tiên đặt chân lên mặt trăng, đã phát biểu một câu nổi tiếng: Một bước đi nhỏ bé của con người nhưng là một bước nhảy phi thường của nhân loại.

Chương trình Apollo đã đưa được 12 nhà du hành lên mặt trăng và đã tạm ngừng từ năm 1973. Tháng 1.2004, Tổng thống Mỹ tuyên bố sẽ đưa người trở lại mặt trăng vào khoảng thời gian 2015-2020 để xây dựng căn cứ làm bàn đạp đưa người lên sao Hoả. Để thực hiện điều này, phải giải quyết hàng loạt vấn đề khoa học và công nghệ (KH&CN), trước mắt là phải thiết kế và chế tạo loại tàu vũ trụ kiểu mới an toàn hơn; chế tạo thế hệ tên lửa đẩy mới mạnh hơn. Sau Mỹ, các nước như Nga, Trung Quốc, Nhật Bản và Ấn Độ đều xây dựng kế hoạch thám hiểm và khai thác mặt trăng. Hiện nay các nhà khoa học rất quan tâm đến khoáng chất hêli-3 rất hiếm trên trái đất, nhưng có rất nhiều trên mặt trăng. Cứ 100 tấn hêli-3 có thể cung cấp điện cho toàn cầu trong 1 năm.

Tháng 7.1972, Mỹ phóng thành công vệ tinh quan sát trái đất đầu tiên mang tên Landsat 1. Ảnh vệ tinh viễn thám bắt đầu được sử dụng và mau chóng trở thành một công cụ hữu ích trong việc điều tra tài nguyên trên diện rộng và trong theo dõi thiên tai.

Ngày nay, ngoài ảnh vệ tinh Landsat có độ phân giải không gian trung bình còn có các ảnh vệ tinh độ phân giải cao như SPOT 5, ALOS hay siêu cao như Ikonos, Quickbird. Trong vòng 10 năm trở lại đây, nhờ thu nhỏ được kích thước các thiết bị đặt trên vệ tinh mà vẫn đảm bảo các tính năng cần thiết, người ta đã chế tạo vệ tinh nhỏ có tính năng gần giống các vệ tinh lớn nhưng giá thành chế tạo và phóng vệ tinh nhỏ chỉ bằng 1/10 giá chế tạo và phóng vệ tinh lớn. Nhiều nước đang phát triển đã tiếp nhận công nghệ vệ tinh nhỏ và phóng vệ tinh nhỏ quan sát trái đất.

Ngày 4.7.1976, tầu vũ trụ Viking 1 (nặng 2.325 kg) lần đầu tiên hạ an toàn xuống bề mặt sao Hoả, mở đường cho hàng loạt chuyến thăm dò sao Hoả sau này. Tháng 1.2004, xe tự hành Spirit và xe tự hành Opportunity, mỗi xe có 8 camera đã di chuyển trên 2 vùng khác nhau của sao Hoả, chụp hàng loạt bức ảnh có độ phân giải cao và truyền về trái đất.

Ngày 20.2.1986, modun cơ bản của Trạm vũ trụ Hoà Bình nặng 135 tấn được phóng lên quỹ đạo. Việc xây dựng và lắp ráp Trạm được kéo dài 10 năm. Tháng 2.2001, Trạm Hoà Bình hết hạn sử dụng được điều khiển trở về trái đất. Nó đã bốc cháy trong khí quyển và rơi xuống vùng biển Nam Thái Bình Dương. Trong 15 năm, Trạm Hoà Bình đã tiếp nhận nối ghép với 31 tầu vũ trụ, 64 tầu chở hàng, 9 tầu con thoi, tiếp nhận 17 chuyến thám hiểm, 28 đoàn du hành làm việc dài hạn gồm 125 nhà du hành vũ trụ của 12 quốc gia.

Ngày 26.6.1993, vệ tinh thứ 24 của chùm vệ tinh trong Hệ định vị toàn cầu GPS được phóng lên quỹ đạo. Từ năm 1995, hệ GPS của Mỹ và hệ GLONASS của Nga được chính thức đưa vào hoạt động. Các hệ thống này ban đầu chỉ phục vụ quân sự, sau đã được mở rộng cho các ứng dụng dân sự.

Tháng 5.2003, Liên minh châu Âu và Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đã công bố và bắt đầu triển khai dự án hợp tác Galileo giá trị 3,2 tỉ euro cho việc phóng 30 vệ tinh bay xung quanh trái đất để định vị. Dự án Galileo sẽ chính thức hoạt động vào năm 2010, có thể sẽ là đối trọng với hệ thống định vị toàn cầu GPS của Mỹ gồm 24 vệ tinh.

Ngày 20.11.1998, modun đầu tiên của Trạm vũ trụ quốc tế ISS được phóng lên quỹ đạo. Dự án hợp tác xây dựng ISS là dự án phức tạp nhất và lớn nhất trong lịch sử phát triển CNVT: Hiện tại có 16 nước tham gia với tổng kinh phí ước tính là 35-37 tỉ USD. Khi hoàn thành vào năm 2010, trạm này có kích thước lớn gấp 4 lần Trạm vũ trụ Hoà Bình của Nga, có thể chứa 7 nhà du hành vũ trụ. Hàng loạt các thí nghiệm khoa học đang được thực hiện trên trạm ISS. Tuy chưa hoàn chỉnh, trạm cũng bắt đầu đón khách đi “du lịch vũ trụ”.

Lợi ích kinh tế do CNVT đem lại

Phát triển CNVT không chỉ đem lại uy tín và sức mạnh quốc gia mà còn góp phần phát triển kinh tế, tạo nên sự bình đẳng giữa các vùng trong một đất nước. Nhờ có vệ tinh, có thể phủ sóng trên phạm vi cả nước, ứng dụng cho việc dạy học từ xa, y tế từ xa, hội nghị từ xa, truyền hình DTH... giảm bớt sự thiệt thòi của những người phải sống và làm việc tại vùng sâu, vùng xa. CNVT tại một số nước đã trở thành một ngành kinh tế - kỹ thuật. Trên phạm vi toàn cầu, lợi nhuận trong vệ tinh thông tin liên lạc được ước tính và dự báo như sau: Năm 2000 là 30 tỷ USD, 2002 - 48, 2003 - 59, 2005 - 83 và 2007 là 113 tỷ USD.

Lĩnh vực vệ tinh viễn thám có tăng trưởng khá, nhưng tổng doanh số quá nhỏ so với vệ tinh viễn thông. Năm 2000, doanh số bán ảnh vệ tinh viễn thám chỉ vào khoảng 160 triệu USD, doanh số năm 2005 được ước tính là 420 triệu USD. Hệ vệ tinh định vị toàn cầu GPS ngoài việc phục vụ đắc lực cho quân sự trong chiến tranh Vùng vịnh và chiến tranh I rắc, đã đem lại lợi nhuận lớn: năm 1995 -1 tỷ USD, năm 2001 - 7 tỷ USD, năm 2008 dự báo là 28 tỷ USD. Ngoài ra, từ năm 2001 đến nay, Nga đã tổ chức đưa 4 người lên trạm quốc tế ISS một tuần với giá trọn gói 20 triệu USD/người, mở ra một hướng kinh doanh mới: Du lịch vũ trụ.

Nghiên cứu và ứng dụng CNVT ở Việt Nam

Nhận thức được tầm quan trọng của lĩnh vực KH&CN vũ trụ, ngày 27.12.1979, Thủ tướng Chính phủ đã có quyết định số 454/CP cho phép thành lập Ủy ban Nghiên cứu Vũ trụ Việt Nam đặt tại Viện Khoa học Việt Nam (nay là Viện KH&CN Việt Nam). Một trong những hoạt động của Ủy ban này là chuẩn bị nội dung khoa học cho “Chuyến bay vũ trụ Liên Xô - Việt Nam”. Nhà du hành vũ trụ Việt Nam Phạm Tuân đã cùng bay với nhà du hành vũ trụ Vichtor Vaxilevich Gorơbatcô từ 23 đến 31.7.1980 trong chuyến bay hỗn hợp Xô - Việt. Phạm Tuân trở thành người châu Á đầu tiên bay vào vũ trụ. Nhờ sự hợp tác khoa học, kỹ thuật với các nước, Việt Nam đã sớm ứng dụng có kết quả các thành tựu của CNVT vào các lĩnh vực sau: Thông tin liên lạc, phát thanh truyền hình, khí tượng thuỷ văn, viễn thám, định vị nhờ vệ tinh.

Chúng ta cũng đã có những hoạt động nghiên cứu phát triển bước đầu trong lĩnh vực này. Đó là các đề tài nghiên cứu thuộc vấn đề vật lý vũ trụ và CNVT trong Chương trình khoa học của chuyến bay vũ trụ phối hợp Liên Xô - Việt Nam 1981-1982, Chương trình nghiên cứu cấp nhà nước 48.07: “Ứng dụng thành tựu nghiên cứu và sử dụng khoảng không vũ trụ”, thực hiện trong giai đoạn 1981-1985.

Tuy đã ứng dụng CNVT tương đối sớm, nhưng do chưa có sự chỉ đạo thống nhất và đầu tư đồng bộ nên các kết quả nghiên cứu và ứng dụng CNVT ở nước ta còn rời rạc, hiệu quả chưa cao, cơ sở hạ tầng hầu như chưa có gì đáng kể ngay cả so với nhiều nước trong khu vực. Chúng ta chưa có trạm thu ảnh vệ tinh viễn thám, chưa có kinh phí mua ảnh phủ toàn lãnh thổ Việt Nam nên việc ứng dụng viễn thám trong nhiều ngành mang tính chất thử nghiệm, chưa trở thành một quy trình nghiệp vụ bắt buộc. Trong lĩnh vực thông tin vệ tinh và định vị nhờ vệ tinh, do yêu cầu sản xuất kinh doanh đòi hỏi nên đầu tư trang thiết bị tốt hơn. Vấn đề cấp bách đặt ra là phải xây dựng một chiến lược nghiên cứu và ứng dụng CNVT với các mục tiêu và bước đi thích hợp nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội và an ninh - quốc phòng của đất nước. Bên cạnh đó, phải sớm hình thành một cơ quan quốc gia điều hoà phối hợp các hoạt động nghiên cứu, ứng dụng và phát triển CNVT ở Việt Nam.

Ngày 31.12.2003, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Chiến lược phát triển KH&CN Việt Nam đến năm 2010, trong đó khẳng định CNVT là một trong các hướng công nghệ trọng điểm phục vụ phát triển kinh tế - xã hội: “Nghiên cứu phát triển CNVT: Nghiên cứu tiếp thu, làm chủ công nghệ và phóng vệ tinh nhỏ quan sát trái đất, trạm thu mặt đất, phục vụ nhu cầu nghiên cứu khoa học, phát triển kinh tế - xã hội và quốc phòng an ninh...”. Ngày 14.6.2006, Thủ tướng chính phủ đã phê duyệt “Chiến lược nghiên cứu và ứng dụng CNVT đến năm 2020” (số 137/2006/QĐ-TTg) nhằm thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng CNVT, đưa CNVT phục vụ thiết thực và có hiệu quả sự nghiệp cộng nghiệp hoá, hiện đại hoá và phát triển kinh tế - xã hội bền vững của đất nước.

Định hướng nghiên cứu và ứng dụng CNVT ở Việt Nam đến năm 2010

Nghiên cứu KH&CN VT

Trong các năm 2006 đến 2010, chúng ta cần xây dựng và triển khai Chương trình KH&CN độc lập về CNVT do Viện KH&CN Việt Nam chủ trì để tập hợp đội ngũ cán bộ khoa học trong và ngoài nước thực hiện các nhiệm vụ của Chiến lược với các nội dung chủ yếu sau: Nghiên cứu chế tạo các trạm mặt đất; nghiên cứu tiếp thu công nghệ vệ tinh nhỏ; nghiên cứu tiếp cận một số công nghệ cao như công nghệ quan sát quang học với độ phân giải cao, công nghệ vệ tinh rada, công nghệ vệ tinh thông tin tốc độ cao; nghiên cứu cơ bản có chọn lọc các vấn đề liên quan đến việc phát triển CNVT; nghiên cứu khí cầu thả ở tầng bình lưu phục vụ thông tin liên lạc và truyền hình; nghiên cứu chế tạo một số thiết bị mặt đất và phần mềm.

Ứng dụng CNVT

Việc ứng dụng CNVT ở Việt Nam cần được đẩy mạnh cả về chiều rộng lẫn chiều sâu: Đến năm 2010, việc ứng dụng CNVT phải trở thành quy trình nghiệp vụ có hiệu quả cao của nhiều ngành, cụ thể:

- Bưu chính viễn thông, phát thanh truyền hình: Phát triển mạnh các dịch vụ nhằm khai thác triệt để vệ tinh VINASAT, phát triển các hình thức dạy học từ xa, khám bệnh từ xa, hội nghị từ xa, truyền hình DTH.

- Khí tượng thủy văn, tài nguyên môi trường: Nâng cao chất lượng dự báo sớm mưa bão, lũ, lũ quét, trượt lở đất và các loại thiên tai khác. Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu đến Việt Nam. Định kỳ đánh giá biến động sử dụng đất đai, xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ chuyên đề số hoá dùng chung cho nhiều cơ quan, từ trung ương đến địa phương.

- Nông nghiệp, thủy sản, điều tra tài nguyên: Mở rộng ứng dụng viễn thám trong việc xây dựng quy trình dự báo sản lượng lúa tại các vùng trồng lúa trọng điểm, dự báo úng lụt, khô hạn, cháy rừng. Ứng dụng viễn thám trong quy hoạch nuôi trồng thuỷ sản và đánh bắt cá đại dương và trong nghiên cứu phát hiện tài nguyên dầu khí, nước ngầm...

- Giao thông vận tải: Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ định vị nhờ vệ tinh phục vụ việc định vị và dẫn đường trong giao thông. Khuyến khích các tổ chức kinh tế tham gia đầu tư làm dịch vụ và ứng dụng công nghệ định vị và dẫn đường.

Nhờ nghiên cứu và ứng dụng, CNVT đã có những tiến bộ vượt bậc trong nửa thế kỷ qua và đã trở thành một nền công nghiệp có lợi nhuận cao trong nền kinh tế tri thức. Trong xu thế hội nhập với thế giới, Việt Nam cần đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng CNVT. Với tiềm năng trí tuệ của con người Việt Nam, nếu được đầu tư đúng mức chắc chắn lĩnh vực công nghệ cao này sẽ đóng góp thiết thực cho nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội và an ninh - quốc phòng của đất nước.