Bắt đầu từ năm 1999, giáo sư Robert Twiggs ở đại học Stanford (Mỹ) đã khởi xướng ra ý tưởng chế tạo những vệ tinh siêu nhỏ hình lập thể, có kích thước 10x10x10 cm và chỉ nặng 1kg gọi là cubesat. Khác với những vệ tinh lớn mất nhiều năm chế tạo với đầu tư hàng triệu đô la, các vệ tinh lớp cubesat có thời gian phát triển ngắn từ 2-3 năm và chi phí thấp hơn khoảng vài trăm nghìn USD. Mức chi phí và thời gian đó phù hợp với khả năng của các trường đại học và các viện nghiên cứu. Bắt đầu từ năm 2003 có 6 vệ tinh nhỏ cubesat lần đầu tiên được phóng lên quỹ đạo. Tính đến cuối năm 2009, đã có khoảng 100 dự án cubesat đã và đang được các trường đại học, các viện nghiên cứu và cả các tập đoàn như Boeing tham gia phát triển trên thế giới.
Xuất phát từ trào lưu đó, một nhóm bạn trẻ ở phòng nghiên cứu không gian FSpace từ hơn một năm nay đã bắt tay vào nghiên cứu thiết kế chế tạo một vệ tinh nhỏ cubesat. Nhiệm vụ đầu tiên của nhóm FSpace là thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và vận hành một vệ tinh nhỏ tên gọi F-1 để học hỏi nắm bắt quy trình công nghệ, tiến tới chế tạo những vệ tinh lớn hơn và có thể tham gia vào các dự án vệ tinh của Việt Nam và quốc tế. Vệ tinh F-1 có kích thước 10x10x20cm và nặng khoảng 2kg, được trang bị các camera để chụp ảnh Trái đất và một số cảm biến đo nhiệt độ, từ trường Trái đất để tìm hiểu môi trường trên quỹ đạo.
Hiện tại, vệ tinh F-1 đang được gấp rút hoàn tất mô hình thử nghiệm đầu tiên, theo kế hoạch mô hình cuối cùng sẵn sàng để bay sẽ được hoàn thành trong năm 2010 và dự kiến thuê tên lửa của nước ngoài phóng lên quỹ đạo Trái đất năm 2011.
Mô phỏng quỹ đạo và vùng phủ sóng của vệ tinh F-1 khi bay qua Việt Nam
Nhóm FSpace đặt ra ba tiêu chí đánh giá thành công của F-1: thứ nhất là vệ tinh phải sống được trong không gian ít nhất 1 năm và phát tín hiệu về Trái đất; thứ hai là chụp được ảnh độ phân giải thấp (640x480) của Trái đất và cuối cùng tốc độ truyền dữ liệu từ vệ tinh về trái đất đạt 1.200 bit/giây. Nếu hoàn thành các yêu cầu tối thiểu này, vệ tinh sẽ được thử nghiệm các tính năng phức tạp hơn, chẳng hạn như ổn định tư thế vệ tinh, chụp ảnh độ phân giải 1 megapixel hay tăng tốc độ truyền tin lên 9.600bit/giây…
Ảnh chụp Trái đất của vệ tinh nhỏ XI-IV do trường ĐH Tokyo, Nhật Bản chế tạo, một trong những mục tiêu của vệ tinh F-1
Không xa lạ trên thế giới nhưng chế tạo vệ tinh vẫn còn là lĩnh vực mới mẻ ở Việt Nam, vì vậy nhóm FSpace phải tự mày mò tìm hiểu mọi thứ trên mạng Internet, học hỏi kinh nghiệm của nước ngoài và nhờ sự tư vấn của các chuyên gia trong và ngoài nước. Công việc đầu tiên của nhóm là nghiên cứu xây dựng trạm thu tín hiệu vệ tinh. Đây là công việc rất quan trọng, bởi nếu làm được vệ tinh mà nó không liên lạc được về Trái đất thì dự án sẽ trở nên vô nghĩa. Việc thu tín hiệu rất khó bởi vệ tinh bay rất xa trái đất, khoảng cách tới trạm mặt đất trung bình khoảng 2.000km trong khi công suất phát sóng của vệ tinh thấp, chỉ có 1 watt. Đầu tiên nhóm bắt tay xây dựng trạm thu trên nóc tòa nhà FPT ở Cầu Giấy để “thực tập” thu tín hiệu từ các vệ tinh nước ngoài có quỹ đạo, chế độ phát sóng và công suất phát sóng tương tự với vệ tinh F-1.
Nhóm FSpace thử nghiệm thu tín hiệu vệ tinh bằng ăngten tự chế
Sau hai tháng mày mò, nhóm đã thu thành công tín hiệu vệ tinh khí tượng NOAA của Mỹ, Cute 1 CO-55 của Nhật và Lusat Oscar LO-19 của Argentina. Nhóm đã dùng phần mềm giải mã được các bức ảnh mây do vệ tinh khí tượng NOAA chụp cũng như giải mã tín hiệu CW beacon của các vệ tinh nhỏ khác dưới dạng mã Morse.
Ảnh vệ tinh NOAA chụp khu vực miền Bắc Việt Nam được nhóm FSpace thu và giải mã
Sau thành công này, nhóm FSpace đã bước vào giai đoạn thiết kế cơ khí, điện/điện tử và phát triển phần mềm điều khiển cho vệ tinh F-1. Tiếp theo nhóm sẽ tiến hành chế tạo lần lượt 3 mô hình của vệ tinh F-1: mô hình kiểm tra chức năng (BreadBoard Model - BBM), mô hình kỹ thuật (Engineering Model – EM) và cuối cùng là mô hình bay (Flight Model – FM).
Hiện tại, với mô hình BBM của vệ tinh, nhóm đã tiến hành các thử nghiệm về mặt chức năng và đặc biệt chú trọng vào thử nghiệm liên lạc tầm xa. Ban đầu, nhóm thử thu phát tín hiệu trong phòng ở khoảng cách 2 mét, sau đó tăng dần lên 100m, 2km, 7km và gần đây nhất là 20km. Sắp tới, nhóm dự định tăng khoảng cách thử nghiệm bằng cách đưa vệ tinh lên đỉnh núi Tam Đảo để liên lạc với trạm mặt đất đặt tại FPT-CG ở khoảng cách 50km. Nếu thành công ở khoảng cách này, nhóm có thể tự tin là vệ tinh sẽ liên lạc được với Trái đất từ trên quỹ đạo sau này.
Thử nghiệm liên lạc từ cầu Thăng Long tới tòa nhà FPT Cầu Giấy
Cùng với việc thử thu tín hiệu, nhóm sẽ tiến hành thử nghiệm độ bền của vệ tinh bằng việc mô phỏng độ rung lúc tên lửa đẩy phóng và môi trường nhiệt độ khắc nghiệt ngoài không gian. Đây là hai bài thử nghiệm rất quan trọng bởi trước khi bay lên quỹ đạo, vệ tinh phải được tên lửa phóng. Lúc tên lửa phóng lên, độ rung, sốc rất mạnh nên nếu kết cấu vệ tinh không bề thì có thể sẽ bị vỡ ra ngay trong quá trình phóng. Vì vậy, khung và các kết cấu của vệ tinh F-1 đều được làm bằng nhôm hợp kim T-6061 chuyên dụng cho ngành hàng không – không gian. Bên cạnh đó, nhiệt độ trên quỹ đạo rất chênh lệch, do không có khí quyển bảo vệ nên vùng được Mặt trời chiếu sáng rất nóng trong khi đó vùng không được chiếu sáng lại rất lạnh.
Kết quả mô phỏng phân tích nhiệt của vệ tinh F-1 trong một số điều kiện chiếu sáng ngoài không gian
Song song với việc chế tạo vệ tinh, FSpace lab cũng luôn đặt mục tiêu mở rộng các mối quan hệ, tìm kiếm đối tác để phát triển. Tháng 10/2009 vừa qua, ThưVT đã được Liên đoàn vũ trụ quốc tế IAF mời tham dự Hội nghị vũ trụ quốc tế IAC tại Daejeon, Hàn Quốc và đại diện cho FSpace trình bày về dự án. Đây là bước đi đầu tiên của FSpace ra biển lớn và nhóm đã có được một số mối quan hệ với các cá nhân và tổ chức làm việc trong lĩnh vực không gian vũ trụ trên thế giới.
Một số hoạt động của ThưVT tại Hội nghị vũ trụ quốc tế IAC tháng 10/2009 tại Daejeon, Hàn Quốc
Bên cạnh đó, FSpace đã xin được giấy phép sử dụng tần số vô tuyết điện cho trạm mặt đất từ Cục Tần số Vô tuyến điện (Bộ TT&TT) và đã nộp đơn xin cấp phép sử dụng tần số cho vệ tinh trên quỹ đạo lên Ủy ban quốc tế về vô tuyến điện nghiệp dư IARU.
Nhóm FSpace lắp đặt cột ăngten trên nóc tòa nhà FPT
Dàn ăngten Yagi VHF/UHF được nhóm FSpace dùng để liên lạc với các vệ tinh trên quỹ đạo tầm thấp Trái đất (Low Earth Orbit) và F-1 sau này
Trong hơn một năm mày mò làm vệ tinh, nhóm FSpace gặp nhiều khó khăn trong công việc, phải tìm hiểu cách sử dụng nhiều thiết bị mới. Chẳng hạn như phải tìm cách làm cho các thiết bị trong vệ tinh như modem và máy thu phát sóng nói chuyện được với nhau. Khó khăn nữa là mua đồ, có nhiều thiết bị muốn mà không mua được. Ví dụ như pin mặt trời hiệu suất cao dùng cho vệ tinh bị Mỹ coi là vũ khí công nghệ cao (quy định ITAR) muốn mua phải có giấy phép của chính phủ Mỹ với chi phí rất lớn và thời gian xin phép ít nhất là 6 tháng. Do đó, nhóm phải chuyển sang tìm mua ở nơi khác như châu Âu, Nhật Bản… hoặc dùng đồ công nghiệp/dân sự thay thế. Trong việc này FSpace đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của FUSA, FEU, G5, G2…
Cũng vì không có đồ chuyên dụng nên để đảo bảo tính tin cậy cho vệ tinh, nhóm phải khắc phục bằng cách thiết kế vệ tinh với nhiều thiết bị dự phòng: máy tính điều khiển của vệ tinh có 3 bộ, nguồn điện có 3 nguồn, và máy thu phát sóng radio cũng có 3 chiếc. Các thiết bị này được thiết kế độc lập với nhau để nếu chẳng may thiết bị này chết còn có thiết bị khác thay thế.
Lắp ráp vệ tinh F-1
Mô hình BBM của vệ tinh F-1
Các thành viên nhóm FSpace với thành quả đầu tiên của mình
“Phóng” vệ tinh :)
Chặng đường tiếp theo còn dài và nhiều gian khó, nhưng những thành viên của nhóm FSpace đều tin tưởng vào thành công và quyết tâm thực hiện dự án đến cùng.
FPT mang tiếng là con buôn, FS mang tiếng là nhà máy gia công PM giá rẻ, bgio đang muốn thay đổi hình ảnh bằng thành lập Viện Khoa Học, FS thì có FS Space.
Anyway chúc các bạn đạt dc thành công thực sự chứ ko phải là công cụ PR :)
Posted 2/5/2010 1:26:41 PM by 
