Điều khiển bay và thu hồi khí cầu

  • 06:47 ,01/07/2020
KHPTO - Đề tài VT-CN.04/17-20 thuộc chương trình khoa học và công nghệ cấp quốc gia về công nghệ vũ trụ giai đoạn 2016 - 2020:

“Nghiên cứu tiếp cận công nghệ sử dụng khinh khí cầu thả ở tầng bình lưu tích hợp công nghệ trạm thu phát thông tin để giám sát, dẫn đường, tìm kiếm cứu hộ và đo đạc thông số vật lý môi trường tầng khí quyển” do PGS.TS. Phạm Hồng Quang, Trung tâm tin học và tính toán thuộc Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam chủ trì, nhằm mục tiêu nghiên cứu chế tạo và thử nghiệm khinh khí cầu tầng bình lưu mang hệ thống thiết bị ứng dụng trong việc đo đạc thám không; truyền tin cảm biến môi trường, cảnh báo thiên tai; giám sát, dẫn đường cho các tàu đi biển xa, người hoặc phương tiện; chỉ báo vị trí khẩn tìm kiếm cứu hộ.

Sản phẩm ứng dụng của đề tài bao gồm các thành phần chính: hệ thống hạ tầng cao không (HAPS) sử dụng bóng thám không có khả năng đưa lên độ cao đến hơn 30 km các thiết bị đo đạc thám không, truyền tin vô tuyến mạng diện rộng năng lượng thấp để thu thập các thông số đo đạc dự báo thời tiết, đồng thời trung chuyển truyền thông từ các thiết bị giám sát dẫn đường, chỉ dẫn vị trí cứu hộ khẩn cấp, thiết bị cảnh báo thiên tai từ các vùng sâu vùng xa như biên giới, rừng núi, biển xa, triền sông về các trung tâm xử lý thông tin khác nhau. Trạm thu phát liên lạc cao không để theo dõi, truyền tin từ các HAPS và thiết bị mặt đất ở khoảng cách xa. Trạm thu phát di động gắn trên các phương tiện mặt đất hoặc máy bay đi tìm kiếm thiết bị chỉ báo vị trí khẩn cấp, HAPS rơi trong các khu vực hiểm trở hoặc trôi trên biển. Thiết bị cầm tay cá nhân hoặc thiết bị gắn trên các phương tiện tàu, ô tô di động phát tín hiệu giám sát hành trình hoặc chỉ báo vị trí trong trường hợp cần cứu hộ, cứu nạn khẩn cấp (phi công, người đi biển, tàu xe hoạt động ở xa các khu vực có phủ sóng điện thoại di động). Thiết bị truyền tin có khả năng gắn các cảm biến phụ trợ đo đạc thông số môi trường cảnh báo thiên tai như cháy rừng, sạt lở đất, lũ quét...

Sau 3 năm nghiên cứu và thử nghiệm, các sản phẩm trên đã được thiết kế, chế tạo và hoàn toàn làm chủ bởi người Việt Nam. Hệ thống đã được đăng ký bản quyền sở hữu trí tuệ dạng sáng chế.

Đề tài đã nghiên cứu công nghệ và sản xuất ra thiết bị điều khiển độ cao bóng thám không có giá thành rẻ, có lập trình trước khi bay cũng như trong khi bay. Hệ thống hạ tầng cao không có thể điều khiển được hướng bay bằng cách lựa chọn lớp gió trên tầng bình lưu theo hướng mong muốn điều khiển, đồng thời có thể điều khiển hạ xuống thu hồi bằng cách điều khiển tốc độ hạ của khí cầu thích hợp. Công nghệ này là chìa khóa đem lại tính khả dụng của toàn bộ hệ thống trong hàng loạt các ứng dụng giám sát, dẫn đường, tìm kiếm, cứu hộ cứu nạn, truyền dẫn thông tin cho mạng lưới cảm biến môi trường cảnh báo thiên tai. Với tầm phủ sóng bán kính đến hàng trăm km, hàng ngày các đài cao không của Tổng cục khí tượng thủy văn thả lên trời 2 đến 4 lần bóng thám không ở mỗi điểm, thiết bị HAPS hoặc radiosonde pilot, sản phẩm của đề tài có thể bay lên với tốc độ tiêu chuẩn 5 m/giây, truyền về các thông số đo đạc cao không phục vụ khí tượng thủy văn. Khi hoàn thành nhiệm vụ (ở độ cao khoảng 30 km), hệ thống sẽ tự động chuyển sang chế độ bay nổi ở tầng gió tối ưu, thực hiện việc truyền dẫn thông tin cho mạng lưới thiết bị mặt đất về trung tâm trong nhiều giờ sau đó.

Với hệ thống truyền dẫn sử dụng khí cầu tầng bình lưu có điều khiển, Việt Nam có khả năng triển khai mạng lưới IoT rộng khắp với giá thành rẻ phục vụ các mục tiêu cứu hộ cứu nạn trên biển và núi rừng, giám sát hành trình tàu cá xa bờ, thu thập thông tin lũ quét, sạt lở đất, cháy rừng, dẫn đường thông tin liên lạc cho các tàu mà không cần các thiết bị truyền dẫn thông qua vệ tinh đắt tiền và đòi hỏi năng lượng lớn. Các bóng thả HAPS lên có thể từ mạng lưới đài cao không hiện có hoặc dễ dàng với một bình khí hydro hoặc heli, bóng cao su dạng nhẹ nhất.

N. HOA
  • Hotline
    (028) 3920 1523
  • Email