Những dấu ấn của Dự án vệ tinh viễn thám (VNREDSat-1)

Đặc biệt, Dự án VNREDSat-1 là dấu mốc quan trọng trong mối quan hệ hợp tác khoa học và công nghệ Việt - Pháp về lĩnh vực công nghệ vũ trụ. Theo đánh giá của các chuyên gia, sau 5 năm hoạt động (5/2013-5/2018), hệ thống vệ tinh viễn thám VNREDSat-1 vẫn còn khả năng liên tục cung cấp dữ liệu ảnh với năng lực và chất lượng ổn định, gần như không suy giảm so với thiết kế ban đầu trong vài năm tới.

Dự án “Vệ tinh nhỏ Việt Nam quan sát tài nguyên thiên nhiên, môi trường và thiên tai”, gọi tắt là VNREDSat-1, được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt và giao Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chịu trách nhiệm toàn diện về thực hiện và hiệu quả của dự án. Dự án VNREDSat-1 sử dụng nguồn vốn ODA ưu đãi của Chính phủ Pháp. Vệ tinh VNREDSat-1 là vệ tinh quang học đa phổ đầu tiên của Việt Nam, có khả năng chụp ảnh ở kênh toàn sắc (PAN) và 4 kênh đa phổ (MS), với độ phân giải tương ứng là 2,5m (PAN) và 10m (MS). Vệ tinh VNREDSat-1 được chế tạo bởi Công ty EADS Astrium (Pháp) - nay là Airbus Defence and Space (ADS).

Dự án VNREDSat-1 còn là sự phối hợp giữa Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Bộ Tài nguyên và Môi trường để khai thác hiệu quả các hạ tầng kỹ thuật sẵn có. Đó là “Hệ thống thu nhận, lưu trữ và xử lý ảnh các vệ tinh viễn thám” của Bộ Tài nguyên và Môi trường đã được đầu tư giai đoạn trước, nhằm tạo ra một hệ thống giám sát hoàn chỉnh, độc lập từ vệ tinh đến trạm thu mặt đất và trung tâm xử lý phân phối dữ liệu ảnh viễn thám tại Việt Nam.

Hệ thống VNREDSat-1 bao gồm các cấu phần chính: 1 quả vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo, 1 trạm thu phát tín hiệu điều khiển vệ tinh băng S (đặt tại Hòa Lạc), 1 trung tâm điều khiển và lưu trữ dữ liệu dự phòng (đặt tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) và 1 trạm thu dữ liệu ảnh băng X (đặt tại Cục Viễn thám quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường). Các trang thiết bị thuộc các cấu phần mặt đất được liên kết với nhau bằng hệ thống mạng cáp quang tốc độ cao.

Theo đánh giá kỹ thuật được phối hợp thực hiện bởi các chuyên gia của ADS và các kỹ sư của Viện Công nghệ vũ trụ, sau 5 năm vận hành và khai thác, đến nay các phân hệ trên vệ tinh, trạm mặt đất vẫn hoạt động ổn định, các chỉ tiêu kỹ thuật gần như không suy giảm so với thiết kế của hệ thống. Điều này chắc chắn đảm bảo cho hoạt động của hệ thống trong vài năm tới. Đây cũng là một thành công của dự án về công tác đào tạo cán bộ, làm chủ hệ thống.

Hệ thống đã thu nhận và lưu trữ được khoảng 92.000 cảnh ảnh với dung lượng lưu trữ tại Viện công nghệ vũ trụ là 6,65TB dữ liệu ảnh, trên 500GB dữ liệu kỹ thuật của hệ thống. Vệ tinh VNREDSat-1 có tính sẵn sàng rất cao trong suốt 5 năm hoạt động, chỉ 2 lần phải chuyển vào trạng thái an toàn (safe-mode). Ngoài ra, để duy trì quỹ đạo theo thiết kế cũng như bảo vệ vệ tinh tránh va chạm với rác vũ trụ, VNREDSat-1 đã thực hiện 26 lần hiệu chỉnh quỹ đạo (trong đó có 6 lần tránh rác vũ trụ), tức là trung bình 2-3 tháng/lần hiệu chỉnh.

Do sử dụng hiệu quả nên nhiên liệu không phải là yếu tố hạn chế thời gian kéo dài hoạt động trên quỹ đạo của vệ tinh VNREDSat-1 (yếu tố quan trọng nhất là tuổi thọ của ắc quy trên vệ tinh). Trong tổng số khoảng 92.000 cảnh ảnh thu nhận được thì trên 60% đáp ứng các yêu cầu từ Cục Viễn thám quốc gia, trên 38% cho các yêu cầu chụp ảnh đặc thù và khoảng 1% cho mục đích hợp tác quốc tế.

Về mặt chất lượng ảnh thu nhận được, khoảng 30% số cảnh ảnh có tỷ lệ che phủ mây dưới 25% (ảnh chất lượng cao). Đây cũng là một tỷ lệ phù hợp với đặc thù của vệ tinh quang học, đặc biệt đã được tối ưu hóa quá trình đặt chụp ảnh phù hợp với các điều kiện che phủ mây của các vùng trên lãnh thổ Việt Nam. Hệ thống VNREDSat-1 cũng đã cung cấp hàng chục nghìn cảnh ảnh cho các mục đích an ninh quốc phòng. Do việc chủ động trong đặt lịch chụp ảnh, vệ tinh VNREDSat-1 đã cung cấp kịp thời, liên tục dữ liệu ảnh cho các đơn vị có nhu cầu, phục vụ hiệu quả các nhiệm vụ an ninh quốc phòng.

Mặt khác, với chức năng giám sát tài nguyên thiên nhiên môi trường và thiên tai, hệ thống VNREDSat-1 đã đóng góp tích cực vào công tác phòng chống và giảm nhẹ thiên tai và các sự cố môi trường trong nước. Những đóng góp này đã được các cơ quan trong và ngoài nước ghi nhận. Điển hình như theo dõi bãi thải bùn đỏ tại Tây Nguyên; phục vụ tính toán chlorophyll khu vực sự cố môi trường biển tại 4 tỉnh miền Trung năm 2016.

Với ưu điểm là phạm vi chụp ảnh rộng, độ phân giải hợp lý và đặc biệt là chủ động trong công tác lập lịch, những bức ảnh của hệ thống VNREDSat-1 đóng góp không nhỏ vào công tác phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai, đồng thời hỗ trợ đắc lực trong công tác điều tra, đánh giá các sự cố môi trường.

Ngoài việc cung cấp các bức ảnh có giá trị phục vụ công tác giám sát tài nguyên, thiên nhiên, môi trường và thiên tai, hệ thống VNREDSat-1 cũng đã đóng góp tích cực vào công tác nghiên cứu, đào tào trong và ngoài nước, cụ thể là phục vụ các đề tài khoa học trong chương trình Khoa học Công nghệ vũ trụ, Chương trình Tây Nguyên; đóng góp dữ liệu quan trọng cho các đề tài các cấp bộ và hợp tác với địa phương…

Theo Quyết định số 30/2014/QĐ-TTg ngày 26-4-2014 của Thủ tướng Chính phủ, cho phép Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam hợp tác với quốc tế để đảm bảo vận hành và khai thác hiệu quả vệ tinh; được phép cung cấp tín hiệu ảnh VNREDSat-1 cho đối tác quốc tế. Hệ thống VNREDSat-1 có nhiều điểm tương đồng với các hệ thống khác trên thế giới, đặc biệt về chất lượng ảnh. Do vậy, Việt Nam đã tham gia hợp tác song phương với các quốc gia khác, như Thái Lan, Belarus. Việc hợp tác với các nước này sẽ đem lại hiệu quả đáng kể cho cả hai bên trong việc nâng cao hiệu quả khai thác và sử dụng ảnh.

VNREDSat-1 là một hệ thống viễn thám hoàn chỉnh và khép kín (từ vệ tinh đến cung cấp sản phẩm ảnh) được thiết kế và vận hành theo tiêu chuẩn Châu Âu. Việc vận hành và khai thác hệ thống này phải tuân thủ những quy định của nhà sản xuất. Tuy vậy, khi được triển khai và vận hành tại Việt Nam, các quy trình vận hành này cần được áp dụng một cách linh hoạt và tối ưu với điều kiện thực tiễn. Nên vấn đề nghiên cứu, đề xuất và triển khai các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả vận hành và khai thác hệ thống VNREDSat-1 đã được Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Bộ Tài nguyên và Môi trường chú trọng triển khai, ngay sau khi vệ tinh được phóng lên quỹ đạo.

Công tác này được cụ thể hóa bằng một loạt nhiệm vụ nghiên cứu và ứng dụng của hai cơ quan, tập trung vào các mảng phối hợp nâng cao hiệu quả vận hành an toàn hệ thống được thể hiện bằng các văn bản phối hợp, quy định vận hành; tối ưu hóa quá trình tiếp nhận yêu cầu, lập kế hoạch chụp ảnh và đặt chụp ảnh của vệ tinh; nâng cao hiệu quả sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh; hợp tác quốc tế nhằm tìm kiếm cơ hội chia sẻ dữ liệu.

Sự thành công của VNREDSat-1 đã góp phần xây dựng cơ sở hạ tầng công nghệ vũ trụ cho Việt Nam, tích cực và chủ động đóng góp cho các nhiệm vụ khoa học, phát triển kinh tế-xã hội và an ninh-quốc phòng, chủ động hội nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới. Điều quan trọng hơn cả là góp phần xây dựng và phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao để tiếp thu công nghệ, tiếp nhận và khai thác các hệ thống vệ tinh trong tương lai của Việt Nam