Việt Nam đã làm chủ công nghệ vệ tinh đến đâu?

Việt Nam đã đạt được một số dấu mốc đáng chú ý trong quá trình phát triển năng lực vệ tinh, từ việc tự thiết kế và chế tạo các vệ tinh nhỏ đến xây dựng đội ngũ có khả năng vận hành và điều khiển vệ tinh trên quỹ đạo. Tuy nhiên, những thành quả này cần được nhìn trong một bức tranh rộng hơn.

Trong khi các cường quốc vũ trụ và một số nước trong khu vực đã hình thành ngành công nghiệp vệ tinh quy mô lớn, mỗi năm đưa lên quỹ đạo hàng trăm vệ tinh với công nghệ ngày càng phức tạp, Việt Nam mới chỉ bước những bước đầu trong việc hình thành năng lực nội địa. Phần lớn các vệ tinh có giá trị và độ phức tạp cao của Việt Nam vẫn được thiết kế, chế tạo, thử nghiệm hoặc phóng với sự tham gia đáng kể của đối tác nước ngoài.

Vì vậy, câu hỏi không còn đơn giản là Việt Nam “đã làm được vệ tinh hay chưa”, mà là đã làm chủ được bao nhiêu công đoạn trong toàn bộ chuỗi công nghệ vệ tinh.

Từ học hỏi đến tự chế tạo vệ tinh nhỏ

Việt Nam bắt đầu xây dựng năng lực vệ tinh chủ yếu thông qua các chương trình hợp tác quốc tế, trong đó Nhật Bản đóng vai trò quan trọng.

PicoDragon, vệ tinh CubeSat nặng khoảng 1 kg, là một trong những bước thử nghiệm đầu tiên. Vệ tinh được các nhà nghiên cứu và kỹ sư Việt Nam phát triển, sau đó được đưa lên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) năm 2013 và thả vào quỹ đạo từ đây. Thành công này giúp Việt Nam tích lũy kinh nghiệm về thiết kế, chế tạo và vận hành vệ tinh siêu nhỏ.

MicroDragon, nặng khoảng 50 kg, đánh dấu bước tiến tiếp theo. Tổng cộng 36 kỹ sư Việt Nam tham gia chương trình đào tạo tại Nhật Bản và trực tiếp phát triển vệ tinh dưới sự hướng dẫn của các chuyên gia nước này. MicroDragon vì thế cho thấy năng lực thiết kế và phát triển của đội ngũ Việt Nam đã được nâng lên, nhưng quá trình tích hợp và thử nghiệm cuối cùng vẫn được thực hiện tại Nhật Bản. Vệ tinh được phóng bằng tên lửa Epsilon-4 của Nhật Bản năm 2019.

Đến NanoDragon, Việt Nam tiến thêm một bước khi Trung tâm Vũ trụ Việt Nam (VNSC) cho biết quá trình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, tích hợp và thử nghiệm chức năng được thực hiện trong nước. Vệ tinh nặng khoảng 3,8 kg được Nhật Bản phóng bằng tên lửa Epsilon-5 năm 2021.

NanoDragon là dấu mốc đáng kể khi cho thấy Việt Nam đã có thể tự phát triển một vệ tinh nhỏ ở cấp độ hệ thống. Tuy nhiên, ngay cả với vệ tinh này, một số thử nghiệm môi trường trước khi phóng vẫn phải thực hiện tại Nhật Bản. Quan trọng hơn, việc tự chế tạo một vệ tinh vài kilogram không đồng nghĩa với việc Việt Nam đã có năng lực chế tạo các vệ tinh lớn, phức tạp và có giá trị thương mại hoặc chiến lược cao.

Khoảng cách đó thể hiện rõ ở LOTUSat-1. Vệ tinh quan sát Trái đất sử dụng radar khẩu độ tổng hợp (SAR), có khối lượng khoảng 570–600 kg, được NEC của Nhật Bản thiết kế và chế tạo. Các kỹ sư Việt Nam tham gia chương trình đào tạo và tiếp nhận công nghệ, nhưng phần lớn quá trình chế tạo diễn ra tại Nhật Bản.

Như vậy, nếu chỉ xét các vệ tinh nhỏ, có thể nói Việt Nam đã bắt đầu hình thành năng lực tự thiết kế và chế tạo. Nhưng nếu mở rộng tiêu chuẩn sang các vệ tinh lớn và phức tạp, khoảng cách vẫn còn rất đáng kể.

Vận hành: đã có năng lực, nhưng chưa đồng nghĩa với tự chủ

Ở khâu vận hành, Việt Nam có những năng lực thực tế đáng ghi nhận. Các trạm mặt đất và trung tâm điều khiển trong nước cho phép kỹ sư theo dõi trạng thái vệ tinh, lập kế hoạch hoạt động, tiếp nhận dữ liệu và gửi lệnh điều khiển.

VNREDSat-1 là một ví dụ rõ ràng. Vệ tinh quan sát Trái đất đầu tiên của Việt Nam do EADS Astrium của Pháp thiết kế và chế tạo, được phóng bằng tên lửa VEGA từ Trung tâm Vũ trụ Guyana năm 2013.

Sau giai đoạn vận hành ban đầu, Astrium bàn giao hệ thống cho Việt Nam. Từ đó, việc vận hành hằng ngày được thực hiện bởi các kỹ sư Việt Nam thuộc Viện Hàn lâm Khoa học-Công nghệ Việt Nam (VAST), phối hợp với hệ thống thu nhận dữ liệu trong nước.

Năm 2014, nhóm vận hành VNREDSat-1 từng xử lý một cảnh báo nguy cơ va chạm với vật thể khác trên quỹ đạo sau khi nhận thông tin từ Trung tâm Điều hành Liên hợp Không gian của Mỹ (JSPOC). Sau khi phân tích tình huống và tham vấn chuyên gia, nhóm đã thực hiện điều chỉnh quỹ đạo để giảm nguy cơ va chạm.

Đây là một dấu mốc đáng chú ý, bởi nó cho thấy đội ngũ Việt Nam không chỉ có khả năng gửi lệnh vận hành vệ tinh mà còn có kinh nghiệm xử lý một tình huống quỹ đạo thực tế. Tuy nhiên, một trường hợp đơn lẻ như vậy không nhất thiết chứng minh rằng Việt Nam đã làm chủ toàn bộ công nghệ điều khiển quỹ đạo.

Điều khiển vệ tinh không có nghĩa là làm chủ công nghệ vệ tinh

Một vệ tinh có thể được điều khiển từ mặt đất ở nhiều cấp độ khác nhau.

Điều khiển tư thế cho phép vệ tinh xoay và định hướng, chẳng hạn hướng camera về khu vực cần quan sát. Trong khi đó, điều khiển quỹ đạo đòi hỏi hệ thống đẩy và nhiên liệu để thay đổi vận tốc, từ đó thay đổi đường bay của vệ tinh. Sự khác biệt này đặc biệt quan trọng khi đánh giá năng lực của Việt Nam.

NanoDragon có hệ thống xác định và điều khiển tư thế ba trục, nhưng điều đó không có nghĩa vệ tinh có thể chủ động nâng hoặc hạ quỹ đạo. Những vệ tinh được thiết kế cho nhiệm vụ phức tạp hơn, như VNREDSat-1, có hệ thống đẩy cho phép thực hiện các thao tác cơ động quỹ đạo.

Về nguyên tắc, một vệ tinh có hệ thống đẩy có thể thực hiện cả tránh va chạm lẫn điều chỉnh độ cao để bù lại lực cản khí quyển. Nhưng khả năng thực hiện một thao tác đơn lẻ không đồng nghĩa với việc đã làm chủ toàn bộ bài toán duy trì quỹ đạo dài hạn.

Để thực sự tự chủ, một quốc gia phải kiểm soát được nhiều thành phần cùng lúc, từ hệ thống đẩy, nhiên liệu, cảm biến và máy tính điều khiển đến phần mềm dẫn đường, thuật toán điều khiển, mô hình hóa quỹ đạo và quy trình ra quyết định. Đây là những năng lực mà Việt Nam chưa thể hiện một cách đầy đủ và độc lập đối với mọi loại vệ tinh.

Từ một số vệ tinh đến một ngành công nghiệp

Điểm hạn chế lớn nhất có lẽ nằm ở chỗ Việt Nam đã có những năng lực riêng lẻ, nhưng chưa hình thành được một chuỗi công nghiệp vệ tinh hoàn chỉnh.

Một ngành công nghiệp vệ tinh không chỉ bắt đầu từ việc thiết kế một vệ tinh rồi kết thúc khi vệ tinh được phóng. Chuỗi này bao gồm nghiên cứu và thiết kế, sản xuất linh kiện và thiết bị, tích hợp hệ thống, thử nghiệm môi trường, hệ thống thông tin liên lạc, phương tiện phóng, trạm mặt đất, điều khiển quỹ đạo, bảo đảm hoạt động lâu dài và cuối cùng là khai thác dữ liệu.

Ở nhiều khâu nêu trên, Việt Nam vẫn phải dựa vào nước ngoài.

PicoDragon, MicroDragon và NanoDragon đều được đưa lên quỹ đạo nhờ phương tiện phóng của Nhật Bản hoặc hệ thống triển khai của đối tác. VNREDSat-1 do Pháp chế tạo và phóng. VINASAT-1 và VINASAT-2 do Lockheed Martin của Mỹ thiết kế và chế tạo, sau đó được phóng bằng tên lửa Ariane 5 của châu Âu. Với LOTUSat-1, cả vệ tinh và phần lớn quá trình chế tạo vẫn do NEC của Nhật Bản đảm nhiệm.

Điều đó không làm giảm giá trị của những gì Việt Nam đã đạt được, nhưng cho thấy giới hạn của năng lực hiện nay.

Một quốc gia có thể sở hữu và vận hành vệ tinh mà chưa làm chủ công nghệ chế tạo; có thể tự chế tạo một CubeSat mà chưa thể sản xuất vệ tinh quan sát vài trăm kilogram; có thể điều khiển một vệ tinh trên quỹ đạo mà chưa tự chủ được hệ thống đẩy, cảm biến, máy tính không gian và phần mềm điều khiển của nó. Đây chính là ranh giới cần phải vượt qua nếu Việt Nam muốn “làm chủ công nghệ vệ tinh”.

Khoảng cách còn rất xa

Nhìn một cách công bằng, Việt Nam không còn ở điểm xuất phát. Đội ngũ kỹ sư trong nước đã có kinh nghiệm thiết kế, chế tạo và vận hành vệ tinh nhỏ; đã xây dựng được các trung tâm điều khiển và trạm mặt đất; đồng thời đã có kinh nghiệm thực tế trong điều khiển một số vệ tinh trên quỹ đạo. Nhưng những thành quả đó mới là nền móng, chưa phải một ngành công nghiệp vũ trụ tự chủ.

Khoảng cách còn đặc biệt lớn nếu so với những quốc gia đã xây dựng được hệ sinh thái vệ tinh quy mô lớn, có khả năng sản xuất hàng loạt vệ tinh, tự phát triển các nền tảng vệ tinh phức tạp, làm chủ nhiều loại tải trọng, hệ thống đẩy, linh kiện không gian và phương tiện phóng.

Vì vậy, câu hỏi phù hợp hơn không phải là Việt Nam đã “làm chủ công nghệ vệ tinh” hay chưa, mà là đã làm chủ được những mắt xích nào và còn phụ thuộc vào bên ngoài ở đâu.

Câu trả lời hiện nay là Việt Nam đã bước qua giai đoạn hoàn toàn phụ thuộc vào việc mua vệ tinh nước ngoài và bắt đầu tự phát triển được vệ tinh nhỏ. Nhưng từ đó đến khả năng tự thiết kế, chế tạo, phóng và vận hành độc lập các vệ tinh hiện đại vẫn là một chặng đường dài.

Thách thức trong giai đoạn tới vì thế không chỉ là chế tạo thêm một vệ tinh “Made in Vietnam”, mà là xây dựng được năng lực công nghiệp đủ sâu để không phải phụ thuộc vào nước ngoài ở những công đoạn then chốt. Đó mới là thước đo thực chất của khả năng tự chủ công nghệ vệ tinh.

VNREDSat-1, vệ tinh quan sát Trái đất đầu tiên của Việt Nam. Ảnh: VAST

Hình ảnh của vệ tinh quan sát trái đất của Việt Nam-LOTUSat-1. Ảnh: NEC

Gói phần mềm “GROUND NEXTAR” cho trung tâm điều hành vệ tinh. Ảnh: NEC

Tài liệu tham khảo:

https://vast.gov.vn/web/vietnam-academy-of-science-and-technology/tin-chi-tiet/-/chi-tiet/vnredsat-1-urgent-orbit-adjustment-to-avoid-collision-with-object-9102-871.html

https://vn.nec.com/en_VN/press/202004/20200423_01.html

https://www.nec.com/en/global/ad/cosmos/lotusat-1/interview/project-manager/index.html

https://www.nec.com/en/global/ad/cosmos/lotusat-1/interview/project-member/index.html