CubeSat là một loại vệ tinh bé tí nhưng chớ nên coi thường sức mạnh của nó. Có kích thước chỉ bằng một chiếc hộp đựng giày, những vệ tinh tí hon này được Giáo sư Mỹ Bob Twiggs phát minh năm 1999 và dùng nó làm công cụ giảng dạy. Chế tạo nhanh, phóng nhanh hơn và rẻ hơn so với các vệ tinh thông thường, hiện đang có hàng trăm CubeSat quay quanh Trái đất. Chủ nhân của chúng là các trường đại học, các công ty khởi nghiệp và một số chính phủ. Tùy thuộc vào độ cao quỹ đạo được phóng lên, CubeSat thường chỉ hoạt động từ 2-5 năm rồi rơi xuống bầu khí quyển và bốc cháy. Sau đây là “6 nhiệm vụ làm thay đổi thế giới” mà những chiếc “hộp giày” đang làm rất tốt.
- Chấm dứt nạn phá rừng
Chính phủ Na Uy đã hợp tác với công ty vệ tinh Planet để giải quyết vấn nạn phá rừng lưu cửu trên khắp thế giới. Planet có một chùm 180 CubeSat liên tục chụp ảnh Trái đất với độ phân giải 3m/pixel và ghi lại bằng chứng về đốn gỗ từ không gian.
Will Marshall, Giám đốc điều hành Planet nói: “Chính phủ Na Uy đã trả tiền thu thập dữ liệu và theo dõi nạn phá rừng tại 64 quốc gia nhiệt đới. Thông qua ảnh chụp vệ tinh trong thời gian thực, chúng tôi thông báo tức thời cho cơ quan quản lý rừng của quốc gia đó biết rừng đang bị phá ở đâu. Na Uy sẽ cấp tiền để ngăn chặn hành động này, nhưng tùy thuộc vào phản ứng của quốc gia được trao thông tin và cam kết đối với thỏa thuận quốc tế chống phá rừng.
- Theo dõi những động vật có nguy cơ tuyệt chủng
Đầu năm nay, một nhóm sinh viên từ Ý và Cộng hoà Kenya đã phóng một CubeSat có tên Wildtrak Cube-Simba để giúp kiểm tra trên thực địa các loài chim và động vật có vú sinh sống trong Công viên Quốc gia của Kenya.
Daniel Kiarie, kỹ sư làm việc tại thủ đô Nairobi nói: “Ở Công viên quốc gia đã có những cuộc đối đầu căng thẳng giữa con người và động vật hoang dã, chẳng hạn như voi xâm hại mùa màng của nông dân, phá huỷ tài sản, thậm chí giết người. Vì vậy, chúng tôi muốn giúp người dân ngăn chặn thảm họa, bằng cách cung cấp cho họ thông tin trước về hướng đi của động vật nguy hiểm này, để họ có thể xua đuổi chúng trước khi chúng vào làng. Ngoài ra, còn vấn nạn phổ biến là săn trộm ngà voi và sừng tê giác. Vệ tinh sẽ đo nhịp tim của con vật để xem chúng còn sống hay không sau khi bị bắn hạ”. Wildtrak Cube-Simba đã tham gia chiến dịch bảo tồn này được 3 năm.
- Vạch trần chế độ nô lệ thời hiện đại
Phòng thí nghiệm Quyền con người (The Rights Lab) tại Đại học Nottingham, Vương quốc Anh đã sử dụng hình ảnh vệ tinh để nghiên cứu và tìm hiểu sâu hơn về “thế giới bí mật lao động cưỡng bức”. Gần đây nhất, phòng sử dụng hình ảnh chụp được của CubeSat để lập bản đồ các trại tị nạn tạm thời ở Hy Lạp, nơi những nông dân hái trái cây đến từ Bangladesh đang chờ sàng lọc.
Giáo sư Doreen Boyd cầm đầu nhóm nghiên cứu nói: “Nhờ ảnh chụp vệ tinh, chúng tôi có thể thấy những khu lều bạt này thay đổi thế nào theo thời gian và biết được những trại mới hình thành trên các khoảng đất trống bằng cách đối chiếu không ảnh cũ, mới”. Nhóm đã làm việc với một tổ chức phi chính phủ (NGO) địa phương và họ đã đến thăm các trại mới phát hiện để có thêm thông tin từ di dân về điều kiện sống của họ. Có đến 50 khu tạm cư không chính thức trong khu vực và đang giúp đỡ theo ưu tiên.
- Dọn rác không gian
Gần đây, Liên bang Nga đã làm quốc tế phẫn nộ khi bắn tên lửa vào một trong những vệ tinh do thám cũ không còn hoạt động của mình, khiến hàng ngàn mảnh vỡ rơi xuống tầng thấp quỹ đạo Trái đất.
Các hệ thống theo dõi rác không gian toàn cầu cho biết hiện có khoảng 30,000 mảnh rác không gian bay quanh Trái đất, mà đa số là tàn dư của các vệ tinh và tầng tên lửa bốc cháy trong khí quyển. Đó là chưa kể nhiều mảnh vỡ quá nhỏ không nhìn thấy được nhưng đủ lớn để làm hỏng các vệ tinh hoặc giết phi hành gia trên tàu vũ trụ.
Có rất nhiều khó khăn xung trong việc dọn dẹp rác không gian, tuy nhiên, mới đây các nhà khoa học đã tiến tới gần hơn việc bắt một vật thể đang bay trong không gian bằng cách nhờ CubeSat làm… rác giả!
Cụ thể, năm 2018, vệ tinh dọn rác RemoveDEBRIS của châu Âu đã thử thả và bắt lại được hai CubeSat bằng một chiếc lao và một tấm lưới. Năm nay, công ty Astroscale của Nhật Bản phóng tàu vũ trụ ELSA-d lên bắt thành công một CubeSat bằng hệ thống từ tính. Trong các thử nghiệm trong tương lai, CubeSat sẽ được làm lộn xộn giống rác không gian thực để bắt lại. Thành công sẽ là bước đột phá trong “bài toán” dọn dẹp rác không gian.
- Sửa chữa các tuabin gió
Có nhiều cụm “hộp diêm” CubeSat đang phối hợp trên quỹ đạo Trái đất để cung cấp mạng “internet vạn vật” (internet of things) chi phí thấp. Mạng kết nối mọi người với các vật thể có gắn thẻ cảm biến (sensor) ở cả các địa điểm xa xôi trên khắp địa cầu.
Một số nông dân đang dùng cảm biến kết nội mạng internet vạn vật này để theo dõi mực nước tưới hoặc chuồng trại, kho chứa mà không cần trực tiếp đến kiểm tra. Thậm chí, mạng internet vạn vật còn được dùng để kiểm tra và sửa chữa các hệ thống năng lượng tái tạo như điện gió. Theo quy định, các tuabin gió được kiểm tra hai lần một năm để bảo dưỡng, vì vậy nếu một cánh quạt bị hư hỏng, có khi trễ mất vài tháng mới được sửa chữa.
Nay nhờ mạng internet vạn vật nó sẽ được phát hiện và sửa chữa tức thì. Công ty Ping Services chế tạo được bộ cảm biến giám sát âm thanh do các tuabin gió tạo ra khi chúng quay và nhận ra sự khác lạ trong âm thanh để phát hiện một cánh quạt bị hỏng và phản hồi thông tin cho người vận hành tuabin thông qua mạng vạn vật. Nhờ vậy, cánh quạt được sửa sớm hơn.
- Khám phá không gian sâu
Hầu hết CubeSat đều hướng về phía Trái đất, nhưng một số ít hướng về phía các vì sao. Năm 2018, Cơ quan Hàng không và Không gian Mỹ (NASA) đã đưa CubeSat đầu tiên vào không gian sâu. Đó là MarCO-A và B, và chúng đã chuyển tiếp thông tin quan trọng trở lại trái đất từ khoang đáp Insight Lander hạ cánh xuống sao Hỏa.
Theo kế hoạch, năm 2022, NASA sẽ phóng thêm 10 CubeSat nữa bằng tên lửa mạnh Artemis 1. Trong số các nhiệm vụ chúng được giao có cả việc kiểm tra tác động của bức xạ không gian sâu thẳm (deep space radiation) lên một thể sống và nghiên cứu trầm tích nước ở cực Nam Mặt trăng. Kế hoạch này là một phần của chương trình đưa con người thăm lại “Chị Hằng”.
