Kế hoạch phát triển kỹ thuật thông tin liên lạc lade cho tàu ngầm của Mỹ hiện nay bao gồm 3 phương án: Sử dụng vệ tinh đưa tín hiệu lade xuống tàu ngầm dưới nước sâu; thông qua vệ tinh l[r]
Trang 1Thông tin liên lạc của tầu ngầm
Tàu ngầm là phương tiện tác chiến dưới nước điển hình nhất của hải quân, có tính tàng hình bí mật, tính cơ động, khả năng tiến công và năng lực tác chiến liên tục rất cao, đặc biệt là tàu ngầm hạt nhân tiến công, có thể hoạt động dưới nước thời gian dài ở độ sâu vài trăm mét
Nhưng đặc điểm đó cũng gây ra những khó khăn và hạn chế cho việc thông tin liên lạc của tàu ngầm: Trước hết, để đảm bảo cho tính chất tàng hình của tàu ngầm nên không cho phép hoặc tìm mọi cách
để tàu ngầm không sử dụng phương thức thông tin liên lạc phát chủ động Hơn nữa, do tàu ngầm ở dưới mực nước sâu vài chục, thậm chí vài trăm mét nên sóng vô tuyến điện thông thường không thể
sử dụng được do sóng này bị yếu đi rất nhiều khi truyền trong nước Sóng âm thanh yếu, khoảng cách truyền tải có hạn nên cũng không thể trở thành biện pháp truyền tải thông tin chủ yếu, cần phải lựa chọn phương thức thông tin có đặc tính truyền tốt trong nước Ngoài ra, khoang chứa và không gian
có hạn của tàu ngầm không cho phép lắp đặt thiết bị thông tin có kích thước lớn Tóm lại, yêu cầu tổng thể đối với công việc thông tin liên lạc của tàu ngầm là: Kín đáo, chính xác, nhanh chóng, đảm bảo bí mật, có thể hoàn thành có hiệu quả chức năng thông tin chỉ huy, thông tin hiệp đồng và thông tin tình báo Do biện pháp truyền tải thông tin của tàu ngầm hạt nhân và tàu ngầm thông thường cơ bản giống nhau nên bài viết này gọi chung là thông tin liên lạc của tàu ngầm
Bố trí điển hình của hệ thống thông tin liên lạc tàu ngầm
Sóng vô tuyến điện thông thường của thiết bị thu tin sóng siêu dài (tần rất thấp) và sóng dài (tần thấp), do truyền trong môi trường nước bị tản mát rất lớn nên khó có thể thực hiện thông tin dưới nước Nhưng khi bước sóng vô tuyến đủ thấp, như sóng siêu dài (tần rất thấp), sóng dài (tần thấp) lại
có thể xuyên trong nước biển có độ sâu nhất định, cộng thêm trong không trung có thể truyền đi với cự
ly rất xa nên sóng siêu dài, sóng dài là biện pháp thông tin bí mật dưới nước chủ yếu nhất của tàu ngầm các nước trên thế giới hiện nay Một hệ thống thông tin sóng siêu dài, sóng dài hoàn chỉnh bao gồm trạm phát trên bờ, trang bị anten thu của tàu ngầm và thiết bị xử lý tín hiệu thông tin Trong đó, trạm phát sóng siêu dài, sóng dài phát tín hiệu vô tuyến công suất lớn trong vùng biển hoạt động chủ yếu của tàu ngầm để tàu tiếp nhận bí mật trong nước Để đảm bảo thông tin liên lạc trong toàn bộ vùng biển ở mọi thời gian, thông thường có mấy đài phát bố trí ở vài nơi khác nhau làm việc đồng thời hoặc phân chia thời gian làm việc Tàu ngầm sử dụng anten hình vòng hoặc anten cáp kéo để thu tin
Để anten thu tin tốt đồng thời đảm bảo bí mật, tàu ngầm hiện đại chủ yếu sử dụng anten cáp kéo ở độ sâu nhất định để tiếp nhận tín hiệu từ đài phát trên bờ Anten thu nhận dạng cáp kéo có thể dài vài trăm mét, thông qua thiết bị ròng rọc cuốn dây trên tàu để tự động nhanh chóng thu hồi và phóng ra Tín hiệu được tiếp nhận sau khi xử lý sẽ cho ra những thông tin có liên quan Những thông tin này thường bao gồm mệnh lệnh tác chiến hoặc hành động của cơ quan cấp trên truyền xuống, tình hình vùng biển đang hoạt động, chỉ thị mục tiêu cần tiến công
Khoảng cách thu nhận tín hiệu sóng siêu dài, sóng dài của tàu ngầm có thể trên 1000km, nhưng chỉ có thể nhận hiệu quả ở độ sâu vài chục mét đến một trăm mét, tốc độ truyền tải chậm, dung lượng thông tin có hạn
Thiết bị thông tin sóng ngắn (cao tần) Là biện pháp thông tin được sử dụng khi tàu ngầm nổi
lên mặt nước hoặc hành trình ở trạng thái tiềm vọng Cách truyền tải cũng giống như thiết bị thông tin sóng ngắn của tàu mặt nước, đều sử dụng sóng mặt đất truyền trực tiếp lên không trung và mặt biển của phản xạ tầng điện ly để thực hiện thông tin liên lạc tầm xa và tầm trung Điều khác nhau là, do thông tin sóng ngắn là phương thức thông tin thu phát hai chiều, đối với tàu ngầm nó thuộc thiết bị thông tin mang tính chất dễ bị lộ, nên để giảm thiểu tối đa khả năng bị lộ (mục tiêu), nâng cao tính bí
mật của thông tin sóng ngắn, người ta đã lựa chọn nhiều giải pháp: Một là, khi làm nhiệm vụ chiến đấu, cố gắng không sử dụng hoặc ít sử dụng Hai là, khi buộc phải phát tin thì sử dụng phương thức
máy phát sóng điều chỉnh tần số tốc độ nhanh, nghĩa là tin được phát bị nén trong thời gian cực ngắn (thời gian phát tin hạn chế trong khoảng 0,1 giây, thậm chí ngắn hơn), nhằm giảm thiểu tối đa thời gian bộc lộ trong không gian của sóng điện từ Để đảm bảo việc thu tin hiệu quả trên bờ, thông thường bố
Trang 2trí nhiều điểm trạm trên bờ để tiếp nhận đồng thời Ba là hễ anten nhô lên khỏi mặt nước, máy thu tin
trên tàu sẽ luôn trong trạng thái thường trực thu nhận tin
Thiết bị thông tin sóng siêu ngắn (siêu cao tần) Thông tin sóng siêu ngắn chủ yếu thông qua
sóng không gian và sóng phản xạ mặt đất để truyền đi, quá trình truyền tải ổn định, cự ly thông tin thường trong phạm vi tầm nhìn Tàu ngầm thực hiện thông tin hai chiều với trạm trên bờ trong trạng thái trên mặt nước hoặc tiềm vọng, đồng thời có thể thông tin hiệp đồng hai chiều với tàu mặt nước, tàu ngầm bạn và máy bay
Thiết bị thông tin vệ tinh chiến thuật Thông tin vệ tinh chiến thuật là một biện pháp quan trọng
trong phát triển thông tin liên lạc của tàu ngầm Khi tàu ngầm ở trạng thái nổi trên mặt nước hoặc tiềm vọng sẽ sử dụng vệ tinh làm trạm trung chuyển tín hiệu vô tuyến điện Là trạm cuối của hệ thống thông tin vệ tinh, tàu ngầm có thể thực hiện thông tin một chiều hoặc hai chiều với các trạm cuối của căn cứ trên bờ, với các tàu chiến khác thông qua vệ tinh
Thiết bị chuỗi dữ liệu Trong trạng thái nổi hoặc tiềm vọng, tàu ngầm sử dụng kênh thông tin
sóng ngắn/ cực ngắn/ vi ba, thông qua thiết bị chuỗi dữ liệu để tự động tiếp nhận dữ liệu chiến thuật phát đi từ trạm trên bờ, từ tàu mặt nước hoặc máy bay, có thể cung cấp cho tàu ngầm tình hình chiến trường cũng như chỉ thị mục tiêu để sử dụng vũ khí
Thiết bị thông tin thủy âm Cũng giống như sóng vô tuyến điện, sóng âm thanh và sóng siêu
thanh là sóng chấn động cơ học bị tản mát rất ít khi truyền trong nước; sử dụng sóng âm thanh truyền tải thông tin trong nước hiện nay là biện pháp duy nhất để thực hiện thông tin liên lạc tầm xa và tầm trung Thông tin thủy âm chủ yếu được sử dụng trong thông tin hiệp đồng chiến thuật giữa tàu ngầm với tàu ngầm và giữa tàu ngầm với tàu nổi, vừa truyền âm thanh vừa truyền chữ, cự ly thông tin có thể tới vài chục kilômét
Do sự khác nhau rõ rệt mang tính đặc thù giữa môi trường nước và môi trường không khí, kênh thông tin thủy âm và kênh thông tin vô tuyến điện trong không khí có rất nhiều khác biệt rõ nét Không những tần số cơ bản của sóng âm thanh rất thấp (chỉ khoảng vài chục đến vài trăm KHz), dẫn đến dải tần tín hiệu rất hẹp, hơn nữa kênh thông tin âm thanh có tính Doppler không ổn định và nhân tố bị tản mát Đặc biệt là khi truyền trong nước biển, môi trường vật lý dưới nước vô cùng phức tạp, sự tiêu hao tản mát khi truyền tải không chỉ có liên quan đến tần suất mà còn chịu ảnh hưởng bởi độ mặn, nhiệt
độ, độ kín, độ sâu và khoảng cách Ngoài ra, tốc độ âm thanh phân phối không đồng đều trong nước biển cũng tạo ra sự gãy khúc trong đường truyền âm, trong khi phản xạ mặt cắt của sóng âm thanh và tán xạ kèm theo cũng dẫn đến nhiều hiệu ứng tín hiệu thu nhận sóng âm thanh trong vùng biển hoặc thời tiết khí hậu khác nhau, tình trạng truyền tin cũng có thể khác nhau Vì vậy cho dù là các nhân tố hạn chế hay tính bất ổn định về thời gian, không gian, thì kênh thông tin thủy âm vẫn phức tạp hơn kênh thông tin vô tuyến điện, từ đó dẫn đến cự ly truyền tải trong thực tế có hạn
Sự phát triển của kỹ thuật thông tin liên lạc tàu ngầm
Xu thế chung của sự phát triển kỹ thuật truyền tin của tàu ngầm hiện đại là: 1 Thông tin một chiều sẽ tăng cường hơn nữa sự phát triển về độ sâu và khoảng cách thu tin dưới nước; 2 Tàu ngầm thông tin liên lạc hai chiều với bên ngoài sẽ phát triển theo hướng bí mật, nhanh chóng, đáng tin cậy hơn; 3 Năng lực thông tin của tàu ngầm sẽ phát triển với nhiều biện pháp, nhiều tần số, nhiều đường dẫn, nhiều phương tiện tiếp sức; 4 Ngoài phương thức truyền tin dựa trên sóng điện từ và sóng âm thanh, sẽ phát triển phương thức thông tin mới có đầy đủ tính đặc thù của truyền tải dưới nước
Kỹ thuật phát tín sóng siêu dài (tần rất thấp) gắn trên máy bay Do bị hạn chế về vị trí địa lý,
trạm phát trên bờ theo truyền thống có khoảng cách thông tin hạn chế đối với tàu ngầm, khi tác chiến
dễ bị tiến công Khi trạm thông tin trên bờ bị phá hủy, làm thế nào để tiếp tục duy trì vấn đề thông tin liên lạc cho tàu ngầm trên biển, từ thế kỷ trước Mỹ đã bắt đầu nghiên cứu phát triển hệ thống tiếp sức thông tin cho tàu ngầm trên máy bay EC-130Q “gỗ Taka” Hệ thống này thường xuyên được duy trì trên máy bay tiếp sức thông tin cỡ lớn EC-130Q ở bầu trời Đại Tây Dương và Thái Bình Dương, mỗi nơi 1 chiếc, thông qua 14 trạm phát trên đất liền để đồng thời truyền tín hiệu lên máy bay tiếp sức thông tin bằng sóng siêu dài (tần rất thấp), sóng ngắn (cao tần) và sóng đềximét (tần siêu cao) Máy bay thu được những tín hiệu đó, thông qua xử lý lại sau đó sử dụng sóng siêu dài để chuyển phát cho tàu ngầm trong vùng biển phụ trách Máy bay sử dụng anten đôi, tần siêu thấp để phát tín hiệu, được
Trang 3tạo thành bởi 1 anten ngắn và 1 anten dài, tổng chiều dài của 2 anten bằng 1 nửa bước sóng Như vậy vừa có thể nâng cao độ an toàn cho máy phát trên bờ vào thời chiến, vừa tăng thêm cự ly thông tin tới tàu ngầm Hệ thống này đến nay đã phát triển đến thế hệ thứ 4
Kỹ thuật thông tin cho tàu ngầm bằng sóng cực dài (tần cực thấp) Kỹ thuật này sử dụng kỹ
thuật thông tin sóng siêu dài và sóng dài Tàu ngầm chỉ thu được tín hiệu hiệu quả ở độ sâu vài chục mét và độ sâu vài trăm mét Độ sâu đó lại không được an toàn đối với tàu ngầm, dễ bị lực lượng chống ngầm của đối phương phát hiện Đồng thời, khi tàu ngầm đang lặn khá sâu nổi lên theo định kỳ
để thu nhận tín hiệu sẽ mất đi mục tiêu đã theo dõi từ trước, thông tin hoàn toàn bị gián đoạn giữa khoảng thời gian 2 lần nổi lên Vì vậy, sử dụng tần số thấp hơn sẽ là xu thế kỹ thuật thông tin tất yếu đối với tàu ngầm, để tàu có thể thu nhận sóng cực dài (tần cực thấp) ở mực nước sâu hơn
Ngay từ giữa thế kỷ trước, khi có kế hoạch chế tạo tàu ngầm hạt nhân mang tên lửa đường đạn, Hải quân Mỹ đã bắt đầu nghiên cứu biện pháp thông tin một chiều đến tàu ngầm một cách đáng tin cậy, giữ bí mật và không ảnh hưởng đến tính chất tàng hình của tàu ngầm Họ đã đưa ra sớm nhất khái niệm sử dụng sóng cực dài để thông tin liên lạc với tàu ngầm, sau đó xây dựng kế hoạch nghiên cứu chế tạo hệ thống thông tin sóng cực dài Kế hoạch này ban đầu mang tên hợp đồng Penrose, sau đổi thành kế hoạch Sarouel, "Kế hoạch thủy thủ" và "Kế hoạch sóng cực dài gọn nhẹ" Phương án kế hoạch ban đầu hết sức hoành tráng: Trung tâm phát xạ phải sử dụng 100 máy phát bí mật và bố trí số anten chiếm diện tích 13750 km2 Sau đó Mỹ đã có bước đột phá kỹ thuật về thu nhận tín hiệu và xử lý truyền chữ, giúp cho quy mô trung tâm phát tín hiệu thu hẹp rất nhiều Kế hoạch được thực thi hiện nay là hai dải anten thử nghiệm giao nhau, mỗi dải dài 22,5km và công trình phát thử nghiệm được xây dựng tại bang Wisconsin, cùng với trạm phát và hệ thống anten trời 90 km được xây dựng mới ở bang Michigan, hợp thành trung tâm phát sóng cực dài, có thể truyền cho tàu ngầm ở vùng xích đạo Đại Tây Dương đến vùng biển phía bắc Thái Bình Dương những thông tin mật ngắn gọn Những thông tin này đều sử dụng "mã 3 chữ" (tạo ra tổng cộng 17.000 thông tin khác nhau) Do tần suất dữ liệu thấp, chuyển bản tin mã 3 chữ số mất khoảng 15 phút
Liên Xô từ lâu đã coi trọng thông tin sóng cực dài, đồng thời nhanh chóng sử dụng phương thức thông tin này Tàu ngầm hạt nhân lớp Y ngay từ giữa thế kỷ trước đã sử dụng anten cáp kéo sóng cực dài Đến đầu thập niên 1970, Liên Xô đã có 1 đến 2 trung tâm phát sóng cực dài được đưa vào sử dụng Những tàu ngầm hạt nhân mang tên lửa đường đạn được Liên Xô chế tạo và cải tiến sau này đều trang bị anten sóng cực dài gắn trên phao kéo Kỹ thuật thông tin liên lạc bằng sóng cực dài dùng cho tàu ngầm không những có thể giúp con tàu thu nhận tin an toàn, hiệu quả ở mực nước sâu, mà còn mở rộng khoảng cách thông tin cho tàu ngầm đến vài nghìn kilômét Tuy nhiên tốc độ truyền tin rất chậm, thời gian thu tin kéo dài, dung lượng thông tin được truyền tải rất nhỏ Để giải quyết vấn đề này,
có thể sử dụng chung hệ thống thu tin sóng dài của tàu ngầm, trước hết là lấy tín hiệu sóng cực dài thu nhận được làm "chuông báo thức", sau đó nổi lên ở độ sâu nhất định để thu nhận tin sóng dài Ngoài ra, anten phát tín hiệu sóng cực dài trên bờ dài đến vài chục kilômét, vào thời chiến khó đảm bảo an toàn
Kỹ thuật phao thông tin Thông tin liên lạc hai chiều giữa tàu ngầm với bên ngoài thông thường
chỉ có thể tiến hành trong trạng thái tàu nổi lên mặt nước hoặc tiềm vọng Mặc dù đã lựa chọn một số giải pháp, nhưng vẫn thuộc về phương thức thông tin dễ bị lộ (mục tiêu), làm giảm tính năng tàng hình
bí mật của tàu ngầm Vì vậy, Hải quân Mỹ đã đi đầu nghiên cứu chế tạo và trang bị phao kéo thông tin của tàu ngầm, trải qua cải tiến mấy thế hệ, đến nay kỹ thuật này có xu hướng được hoàn thiện
Sự xuất hiện của phao kéo thông tin là một cuộc đổi mới quan trọng về thông tin liên lạc của tàu ngầm Hệ thống này đưa anten thu/phát gắn vào 1 chiếc phao nhỏ, khi sử dụng, tàu ngầm đưa phao lên gần mặt nước theo phương thức kéo hoặc nổi; tàu ngầm có thể thông tin liên lạc với bên ngoài khi vẫn lặn sâu dưới nước Do phao nhỏ hơn nhiều so với tàu ngầm, lại ngập dưới nước biển nên rất khó
bị phát hiện, từ đó nâng cao đáng kể tính năng tàng hình bí mật của tàu ngầm
Hiện nay phao thông tin kéo nổi AN/BSQ-5 trang bị hàng loạt cho tàu ngầm Hải quân Mỹ được gắn anten tần cực thấp, tần thấp, tần trung, tần cao và tần siêu cao Lúc bình thường được đặt trong
vỏ ngoài đài chỉ huy, khi cần thông tin liên lạc nó sẽ được mở ra, do một hệ thống ròng rọc kéo cáp phao, đợi đến khi phao nổi lên đến mực vừa đủ ngập nước biển sẽ dựng anten lên khỏi mặt nước để thực hiện thông tin liên lạc Trong thực tế sử dụng, không những sử dụng phao để tiến hành thông tin
Trang 4mà còn có thể lắp đặt thêm thiết bị anten nhận biết địch ta, dẫn đường và trinh sát điện tử, tăng cường thêm tác dụng của phao
Kỹ thuật thông tin vệ tinh sóng minimét (siêu cao tần) Thông tin vệ tinh sẽ là biện pháp thông tin
hai chiều rất tốt trong tương lai cho tàu ngầm Hiện nay Mỹ đang tập trung công sức nghiên cứu chế tạo một hệ thống thông tin vệ tinh siêu cao tần chủ yếu dùng cho tàu ngầm Hệ thống này có thể tiến hành hai loại thông tin chiến lược và chiến thuật Đặc điểm: Do dải tần cực rộng (30 MHz đến 300 MHz) nên có thể sử dụng kỹ thuật mở rộng bước sóng để thông tin hai chiều đảm bảo bí mật Thiết kế của hệ thống bao gồm kết cấu vệ tinh và phương diện điện tử học, nâng cao đáng kể độ an toàn, đã xem xét tính toán đến năng lực chống ảnh hưởng của vụ nổ hạt nhân Hệ thống sử dụng tính năng tác dụng điều khiển mạng phân bố (có thể điều khiển giai đoạn cuối của tàu nổi, tàu ngầm và trên bộ), sử dụng chuỗi thông tin giữa các vệ tinh, giảm thiểu sự phụ thuộc đối với trạm cố định trên bộ Hệ thống này có dung lượng lớn, dữ liệu nhiều, chùm tia hẹp, tín hiệu đảm bảo bí mật tốt; khả năng chống thám trắc, chống gây nhiễu và chống lấy cắp dữ liệu đều rất mạnh Việc sử dụng hệ thống tạo ra những thay đổi rất lớn cho thông tin liên lạc hai chiều của tàu ngầm Nhìn chung, hệ thống thông tin vệ tinh siêu cao tần đều đạt đến trình độ chưa từng có trên các mặt tốc độ thông tin, dung lượng, tính hiệu quả, tính bí mật và độ an toàn
Kỹ thuật thông tin thủy âm tầm xa Thông qua kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến, có thể khắc phục
được các nhân tố gây tản mát tiêu hao trên đường truyền sóng âm thanh và ảnh hưởng của nhiều hiệu ứng Kỹ thuật này sử dụng kênh âm thanh dưới biển sâu 800 - 2000m để gia tăng khoảng cách thông tin âm thanh dưới nước Đây cũng là một trong những trọng điểm nghiên cứu phát triển về thông tin liên lạc của tàu ngầm
Kỹ thuật thông tin liên lạc bằng lade xanh lam Do lade xanh lam có tính năng xuyên thấu rất tốt
trong môi trường nước nên có thể thực hiện thông tin liên lạc cho tàu ngầm ở độ rất sâu, cộng thêm tín hiệu lade xanh lam xuyên thấu tầng mây, nước biển, cho dù ở tầng sâu của biển mà vẫn rõ ràng nên tín hiệu được giữ bí mật tốt, dữ liệu nhiều, tốc độ truyền tải có thể tới vài nghìn bit/ giây Vì vậy, từ thập niên 1980, Hải quân Mỹ đã bắt đầu nghiên cứu tính khả thi của việc sử dụng lade xanh lam vào thông tin liên lạc của tàu ngầm, đồng thời đã thử nghiệm thành công tại khu vực nhiều mưa của Hawai khi sử dụng lade xanh lam xuyên thấu tầng mây dày 2800m rồi xuyên tiếp vào nước biển Sau đó, Hải quân
Mỹ lại tiến hành hàng loạt thử nghiệm tại bờ biển bang California về thông tin liên lạc lade cho tàu ngầm từ máy bay chiến thuật Trong thử nghiệm, máy bay từ độ cao 12.000m đã truyền chữ bằng lade xanh lam cho tàu ngầm ở độ sâu 300m Thử nghiệm cho thấy, tín hiệu lade đã xuyên qua khá dễ dàng tầng mây và tầng nước ấm của biển để đến tàu ngầm ở mực nước sâu, trong thời gian ban ngày và ban đêm đều liên lạc có hiệu quả
Kế hoạch phát triển kỹ thuật thông tin liên lạc lade cho tàu ngầm của Mỹ hiện nay bao gồm 3 phương án: Sử dụng vệ tinh đưa tín hiệu lade xuống tàu ngầm dưới nước sâu; thông qua vệ tinh làm trạm trung gian tiếp sức để đưa tín hiệu lade phát từ mặt đất phản xạ xuống tàu ngầm dưới nước và
sử dụng hệ thống lade chiến thuật gắn trên máy bay truyền tín hiệu xuống cho tàu ngầm Phương án thứ nhất đòi hỏi phải lắp đặt trên vệ tinh thiết bị phát lade công suất lớn, phải giải quyết vấn đề công suất của vệ tinh và tuổi thọ của thiết bị; tín hiệu lade trong phương án thứ hai phải hai lần xuyên qua tầng mây, đòi hỏi kỹ thuật của hệ thống phát xạ phải rất cao; phương án thứ ba có triển vọng thực hiện nhất trong thời gian gần Ba phương án đó đều phải giải quyết vấn đề điều kiện môi trường quang học không ngừng thay đổi làm ảnh hưởng đến truyền tải tín hiệu
Kỹ thuật "tăng nhiệt tầng điện ly" Đó là sử dụng sóng cao tần công suất lớn đã qua điều chế tần
cực thấp/siêu thấp chiếu xạ tầng điện ly, khiến các ion trên tầng điện ly tăng nhiệt mang tính chu kỳ, tỷ
lệ dẫn điện thay đổi theo chu kỳ, từ đó kích hoạt tầng điện ly phát ra sóng điện tần cực thấp/siêu thấp (cũng chính là trên các ion của tầng điện ly thiết lập 1 anten hư ảo thay thế anten mặt đất phát ra sóng điện với tần cực thấp/siêu thấp), thực hiện thông tin liên lạc với tàu ngầm Phương pháp "tăng nhiệt tầng điện ly" không cần thiết phải sử dụng anten khổng lồ trên mặt đất phát tần cực thấp/siêu thấp mà vẫn có thể thông tin liên lạc được với tàu ngầm dưới nước Nếu thực hiện được thì đây sẽ là giải pháp mới lý tưởng cho thông tin liên lạc của tàu ngầm./
NASA phát triển công nghệ truyền thông tin nhanh hơn 100 lần trong vũ trụ
Trang 5Các thiết bị đầu tiên dự kiến sẽ được triển khai trên Trạm Vũ trụ quốc tế vào năm 2020.
Như chúng ta đều biết, truyền trông tin qua các khoảng cách xa trong vũ trụ là một thách thức rất lớn Hiện nay, đa số công nghệ thực hiện điều này đều dựa trên sóng vô tuyến
Được sử dụng từ năm 1957, khi Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên Sputnik, đến nay truyền thông vô tuyến đã bộc lộ nhiều hạn chế Nhận ra điều này từ lâu, NASA đã tập trung nghiên cứu các thiết bị truyền thông tin mới dựa trên ánh sáng
Dự án mới nhất của họ trong lĩnh vực này mang tên Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) Trong đó, tập trung số lượng lớn các nhà khoa học để tìm cách phát triển công nghệ truyền
thông sử dụng laser NASA hứa hẹn nó sẽ nhanh hơn sử dụng sóng vô tuyến từ 10 đến 100 lần Các thiết bị đầu tiên dự kiến sẽ được triển khai trên Trạm Vũ trụ quốc tế (ISS) vào năm 2020
Mô phỏng công nghệ trong dự án LCRD
Đây không phải lần đầu tiên NASA thử nghiệm công nghệ viễn thông không gian sử dụng laser thay cho tín hiệu vô tuyến Năm 2013, Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ cũng đã đạt tốc độ kỷ lục trong giao tiếp dữ liệu với vệ tinh Mặt Trăng bằng công nghệ này
NASA đã liên lạc với LADEE, vệ tinh nghiên cứu khí quyển và bụi Mặt Trăng, ở tốc độ 622 Mbps tải về
và 20 Mbps tải lên
Tuy nhiên, dự án LCRD là thực sự mới Đây là lần đầu tiên họ sử dụng một modem tích hợp quang tử tiên tiến được mệnh danh là ILLUMA Thiết bị này chỉ có kích thước tương đương một chiếc điện thoại
di dộng, nhỏ hơn nhiều lần các máy thu quang sử dụng trong tàu không gian ngày nay Để có được điều này, NASA đã cố gắng lập trình nhiều chức năng chạy trên một vi mạch duy nhất
"Mạch tích hợp quang tử là một mạch tích hợp giống như bình thường, ngoại trừ việc nó sử dụng ánh
sáng, thay cho các điện tử, để thực hiện các chức năng quang học", Don Cornwell, giám đốc Bộ phận
Viễn thông và định vị tiên tiến của NASA cho biết
"Công nghệ này sẽ được sử dụng cho tất cả các sứ mệnh của NASA, chứ không chỉ dự án LCRD".
Cũng phải nói rằng, từ lâu mạch quang tử đã được đưa vào nghiên cứu Nhưng việc có thể tinh chỉnh công nghệ này để ngăn chặn nghẽn tốc độ đến giờ vẫn là thách thức lớn NASA, nếu có thể làm được điều này, sẽ mở ra nhiều lợi ích rất thiết thực
Nó sẽ là một thiết bị nhỏ hơn mang hiệu suất lớn hơn Đặc biệt, giống với mạch điện tử thông thường, mạch quang tử khả thi để chế tạo hàng loạt với công nghệ quang khắc
"Chúng tôi đã thúc đẩy quá trình làm việc trong một thời gian dài", người đứng đầu dự án ILLUMA, Mike Krainak đến từ Trung tâm Vũ trụ Goddark, NASA nói "Công nghệ này sẽ đơn giản hóa thiết kế của hệ thống quang học Nó giảm kích thước và năng lượng tiêu thụ, đồng thời cải thiện độ tin cậy.
Những chức năng mới có thể được thực hiện với chi phí thấp hơn".
Trang 6Chưa dừng lại ở đó, modem mới không bị giới hạn ở những ứng dụng cho viễn thông vũ trụ Công
nghệ quang tử này hoàn toàn có thể được phát triển phục vụ đời sống từ chuẩn đoán hình ảnh y tế đến truyền thông Internet
"Rõ ràng, chiến lược của chúng tôi là tận dụng mạch tích hợp quang tử để tạo nên một cuộc cách mạng trong truyền thông liên hành tinh", Krainak nói "Tuy nhiên, về cơ bản điều chúng tôi làm là cung cấp một phương thức truyền thông nhanh hơn".
Cũng theo Krainak, không chỉ riêng NASA, cả cộng đồng khoa học, Google và Facebook đã bắt đầu để
ý tới công nghệ này Khi NASA hay một đơn vị nghiên cứu nào đó có thể đạt được chi phí sản xuất nhỏ hơn công nghệ sợi quang, tất cả mọi hoạt động truyền thông trên Trái Đất sẽ đều hoạt động trên nó