Truyền ảnh vệ tinh dùng sóng laser giúp quan sát thảm họa theo thời gian thực

Hệ thống EDRS sử dụng sóng laser để truyền ảnh qua trạm lặp

Cùng với sự phát minh ra công nghệ thông tin quang, các siêu xa lộ thông tin được phát triển nhanh chóng cùng với các hệ thống cáp quang biển, cáp quang đường dài được trải rộng trên khắp hành tinh. Đơn cử là hệ thống cáp quang biển SMW-3 của Việt Nam, có tổng dung lượng 320Gbps nối hệ thống viễn thông, Internet Việt Nam với hơn 30 nước trên thế giới, trải dài từ Nhật Bản, Hàn Quốc, qua Trung Quốc, Đông Nam Á và tới châu Âu.

Sở dĩ cáp quang có tốc độ truyền dẫn lớn và được áp dụng rộng rãi như vậy là do cáp quang áp dụng sóng ánh sáng truyền dẫn tin hiệu số qua môi trường sợi thủy tinh, được xem như môi trường chân không.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu và áp dụng sóng laser để giải quyết những trở ngại lớn của thông tin vệ tinh đang gặp phải là các vệ tinh sử dụng quỹ đạo tầm thấp (LEO) khi truyền thẳng từ vệ tinh đến các trạm mặt đất là tốc độ thấp và thời gian trạm mặt đất nhìn thấy vệ tinh rất ngắn, chỉ vài phút đến vài chục phút.

Các vệ tinh tầm thấp được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều ứng dụng, đặt biệt trong chụp ảnh viễn thám, dự báo khí tượng thủy văn, và khi không bị giới hạn về tốc độ truyền dữ liệu và thời gian nhìn thấy của trạm mặt đất sẽ giúp các tổ chức cứu nạn, cứu hộ có thể theo dõi các thảm họa trên thế giới theo thời gian thực.

Ý tưởng dùng sóng Laser gửi thông tin từ vệ tinh LEO về trái đất qua trạm lặp

Một dự án có tên EDRS (European Data Relay System - Hệ thống chuyển tiếp dữ liệu) được thiết lập để sử dụng ý tưởng này. Các vệ tinh tầm thấp sẽ truyền tín hiệu đến một vệ tinh địa tĩnh (GEO) bằng sóng laser, sau đó vệ tinh địa tĩnh sẽ chuyển tiếp tín hiệu này vệ mặt đất.

Dự án EDRS cũng tương tự dự án Hệ thống chuyển tiếp vệ tinh (TDRSS) của Mỹ, nhưng EDRS sử dụng công nghệ mới là dùng sóng laser thông qua bộ phận phát sóng có tên LCR (Laser Communication Terminal). Các thiết bị LCR có thể truyền dữ liệu đạt tốc độ 1,8 Gbps đối với khoảng các 45.000 km trong không gian vũ trụ. Khoảng cách 45.000 km là khoảng cách phù hợp cho thông tin giữa trạm vệ tinh quỹ đạo thấp LEO và trạm vệ tinh địa tĩnh GEO.

Cho dù hai vệ tinh GEO của dự án EDRS chưa được phóng lên, nhưng thử nghiệm hệ thống truyền dữ liệu laser qua không gian vũ trụ đã có những kết quả ban đầu đầy khích lệ.

Hôn thứ Năm tuần vừa qua, bộ phát tín hiệu vệ tinh quỹ đạo thấp có tên Sentinel-1a đã gửi một bức ảnh chụp qua sóng laser đến vệ tinh địa tĩnh Alphast của hệ thống Inmasat với khoảng cách 36.000 km và bức ảnh này được truyền ngay về trái đất.

Theo kế hoạch, hai vệ tinh địa tĩnh GEO của dự án EDRS sẽ được phóng lên quỹ đạo vào năm 2015 và 2016, và sau khi đưa vào hoạt động, với công nghệ laser, hệ thống này sẽ cho phép gửi nhận dữ liệu giữa mặt đất và các vệ tinh với tốc độ 1.8Gbps. Điều này cũng đồng nghĩa với việc theo dõi thảm họa trực tiếp các thảm họa đang trở nên hiện thực vào thời gian tới.