VỆ TINH KHÔNG GIAN

1 MỘT BƯỚC ĐỘT PHÁ TRONG LĨNH VỰC VIỄN THÁM TSKH. Lương Chính Kế TS. Nguyễn Ngọc Sinh ThS. Tăng Quốc Cương (Tổng hợp) Vệ tinh GeoEye-1 và những bức ảnh chụp đầu tiên Vệ tinh GeoEye-1 được phóng ngày 6/9/2008, hiện vẫn đang trong quá trình kiểm tra và hiệu chỉnh trên quỹ đạo nhưng ngày 7/10/2008 đã chụp được bức ảnh đầu tiên và gửi về trái đất. Đây là cảnh ảnh màu có độ phân giải cao nhất hiện nay được chụp từ vệ tinh. Đó là bức ảnh chụp trường đại học Kutztown tại Penn (Mỹ) – hình 1, nằm gi ữa Reading và Allentown tức khoảng 2 giờ lái xe từ thành phố New York. Hình 1: Cảnh ảnh GeoEye-1 đầu tiên chụp ngày 7/10/2008 Trên ảnh có thể thấy rõ khu trường sở của đại học Kutztown, bao gồm các tòa nhà, các bãi đỗ xe, hệ thống đường xá, sân điền kinh và các cơ sở vật chất khác gắn với sân điền kinh này. Nhiều chi tiết trên mái các tòa nhà của trường cũng được thể hiện rõ nét trên ảnh. Thậm chí có thể đọc rõ các từ ''Kutztown'' và ''Golden Bears'' trên nền của sân điền kinh (hình 2). 2 Đầu chụp ảnh trên vệ tinh GeoEye-1 do tập đoàn ITT chế tạo có khả năng thu nhận ảnh độ phân giải 0,41 m toàn sắc (ảnh trắng đen) và 1,65 m đa phổ (màu). Tấm ảnh đầu tiên này (hình 1 và hình 2) là thành quả của việc trộn dữ liệu ảnh toàn sắc với ảnh đa phổ. Kết quả trộn này là ảnh có độ phân giải mặt đất 0,5 m, màu thực và có chất lượng cao như thấy trên các hình 1 và 2. Hình 2: Một phần của cảnh ảnh 1 được phóng to Theo Mathew O’Conell – Chủ tịch kiêm giám đốc điều hành của tập đoàn GeoEye thì vệ tinh GeoEye-1 là một cỗ máy thành lập bản đồ trên quỹ đạo. GeoEye-1 có khả năng thu nhận ảnh toàn sắc với diện tích tới 700 000 km 2 /ngày (tương đương diện tích của bang Texas – Mỹ) và ảnh toàn sắc trộn đa phổ với diện tích 350.000 km 2 /ngày (tương đương diện tích của bang New Mexico – Mỹ). Giới thiệu về tập đoàn GeoEye và vệ tinh GeoEye-1 Vào tháng 9 năm 2004 công ty tiền thân của GeoEye là OrbImage thắng một phần thầu trị giá 500 triệu USD thuộc chương trình NextView của Cơ quan tình báo không gian quốc gia (NGA). Năm 2006 OrbImage mua lại công ty Space Imaging với giá 58 triệu USD và đổi tên thành GeoEye. OrbImage (Orbital Imaging Corporation) là một tập đoàn ảnh vệ tinh thương mại có trụ sở tại Dulls, Virginia (Mỹ) và là tập đoàn ảnh vệ tinh lớn nh ất thế giới, được thành lập năm 1992. Space Imaging có trụ sở tại Denver, Colorado (Mỹ). Đối thủ cạnh tranh chính của GeoEye là Digital Globe và Spot Image. Tháng 3 năm 2003 Chính phủ Mỹ (thông qua NGA) thông báo ý định trợ giúp việc tiếp tục phát triển ngành công nghiệp ảnh vệ tinh thương mại bằng cách cùng chia sẻ chi phí thiết kế, chế tạo và phóng các vệ tinh chụp ảnh thương mại thế hệ mới. NextView là chương trình được thiết kế để đả m 3 bảo rằng NGA có quyền tiếp cận các ảnh thương mại nhằm hỗ trợ cho các nhiệm vụ của mình bằng cách cung cấp các thông tin phản gián không gian chính xác, thích hợp và kịp thời để đảm bảo an ninh quốc gia. Vệ tinh GeoEye-1 là một phần của chương trình NexView, có khả năng đồng thời thu nhận ảnh trắng đen (toàn sắc) với độ phân giải 0,41 mét trên mặt đất và 1,65 mét ảnh màu (đa phổ). Theo chính sách hiện hành của chính phủ Mỹ các khách hàng thương mại chỉ được tiếp cận và mua ảnh ở độ phân giải 0,5 mét do đó các ảnh gốc chụp được phải được tái lấy mẫu về 0,5 mét như trên các hình 1 và 2. Vệ tinh GeoEye-1 (hình 3) nặng 1955 kg, được phóng lúc 11giờ 50 phút giờ PDT (Pacific Daylight Time) – tức 18 giờ 50 phút giờ UTC tại căn cứ không quân Vandenberg ở California (Mỹ). Tên lửa đẩy Delta II đã được sử dụng để phóng vệ tinh GeoEye, đánh dấu lần phóng thành công liên ti ếp thứ 83 của loại tên lửa đẩy này. Quá trình phóng được hoàn tất sau 75 phút. Hình 3: Vệ tinh GeoEye-1 trên quỹ đạo. Vệ tinh GeoEye-1 có quỹ đạo cận cực có độ cao 681 km với góc nghiêng 98 0 , đồng bộ mặt trời, cắt xích đạo lúc 10 giờ 30 phút giờ địa phương, có chu kỳ quay là 98 phút, tốc độ bay khoảng 7,5 km/s. Như vậy mỗi ngày vệ tinh GeoEye-1 thực hiện được gần 15 vòng quay xung quanh trái đất. Trên quỹ đạo vệ tinh GeoEye-1 có khả năng xoay hướng chụp rất nhanh cho phép chụp theo hướng thẳng đứng theo vết quỹ đạo, chụp nghiêng sang hai bên quỹ đạo hay chụp nghiêng về phía trước và phía sau. Nhờ tính linh hoạt này mà vệ tinh GeoEye-1 có th ể chụp được nhiều ảnh hơn trong mỗi vòng quay của quỹ đạo. Thời gian chụp lặp của GeoEye-1 là 3 ngày hoặc ít hơn. Bảng 1 thể hiện một số thông tin kỹ thuật của vệ tinh GeoEye-1. Tên lửa đẩy Delta II của Boeing Nơi phóng Căn cứ không quân Vandenberg, California Trọng lượng vệ tinh 1955 kg Bộ lưu trữ trên vệ tinh 1 Terabit 4 Đường truyền dữ liệu xuống Băng X 740 Mbps hoặc 150 Mbps Thời gian hoạt động Trên 7 năm, nhiên liệu đủ cho 15 năm Độ cao quỹ đạo 681 km Tốc độ bay ≈ 7,5 km/s Góc nghiêng quỹ đạo 98 o Thời điểm cắt qua xích đạo 10 giờ 30 phút giờ địa phương Dạng quỹ đạo và chu kỳ Đồng bộ mặt trời/ 98 phút Thời gian chụp lặp Dưới 3 ngày Bảng 2 liệt kê một số thông số kỹ thuật của ảnh vệ tinh GeoEye-1 Độ phân giải không gian 0,41 m (pan); 1,65 m (đa phổ) Dải phổ 450-800 nm (pan) 450-500 nm (lam) 510-580 nm (lục) 655-690 nm (đỏ) 780-920 nm (cận hồng ngoại) Độ rộng dải chụp 15,2 km Góc chụp lớn nhất 60 o Khoảng độ xám 11 bit Các sản phẩm ảnh GeoEye-1 và các ứng dụng Hiện nay GeoEye đã nhận các đơn đặt hàng ảnh GeoEye-1. Khách hàng có thể đặt ảnh theo các sản phẩm ảnh như: Geo™, GeoProfessional™ và GeoStereo™ hay các sản phẩm dẫn xuất từ ảnh, bao gồm mô hình số độ cao DEMs và mô hình số bề mặt DSM, ảnh ghép theo vùng lớn. Với khả năng chụp lặp dưới 3 ngày, khách hàng có thể thường xuyên nhận được ảnh GeoEye-1 cập nhật cho các dự án thành lập b ản đồ tỷ lệ lớn. Ảnh GeoEye-1 có thể được sử dụng cho các ứng dụng sau đây: - Trong quốc phòng; - An ninh nội địa; - Vận tải hàng không và vận tải biển; - Dầu lửa và khí đốt; 5 - Năng lượng; - Khai khoáng; - Thành lập bản đồ và các dịch vụ định vị; - Phục vụ quản lý của các cấp chính quyền từ trung ương tới địa phương; - Quản lý sử dụng đất; - Quản lý rủi ro và tai biến; - Nông nghiệp; - Giám sát môi trường và tài nguyên thiên nhiên. . của vệ tinh GeoEye-1. Tên lửa đẩy Delta II của Boeing Nơi phóng Căn cứ không quân Vandenberg, California Trọng lượng vệ tinh 1955 kg Bộ lưu trữ trên vệ tinh. mặt trời/ 98 phút Thời gian chụp lặp Dưới 3 ngày Bảng 2 liệt kê một số thông số kỹ thuật của ảnh vệ tinh GeoEye-1 Độ phân giải không gian 0,41 m (pan); 1,65