Vệ tinh VNREDSat-1 của Việt Nam

0
43

Mô phỏng chặng đường của vệ tinh viễn thám viet nam VNREDSat-1

 

Hình 1: Hình minh họa vệ tinh VNREDSat-1 (Ảnh: EADS Astrium)

VNREDSat-1A (Vietnam Natural Resources, Environment & Diaster – monitoring Satellite-1: Vệ tinh giám sát thảm họa & môi trường, tài nguyên thiên nhiên viet nam) là dự án vệ tinh xem xét địa cầu của Viện Công nghệ Vũ trụ (STI) – Viện Hàn lâm Khoa học & Công Nghệ viet nam (VAST), được tài trợ bởi Bộ Khoa học & Công nghệ viet nam (MOST). Trong thời điểm tháng 8 năm 2010, một bản hợp đồng về việc tiến triển VNREDSat-1 (Bao gồm cả vệ tinh & trạm mặt đất) được giao cho công ty du học EADS Astrium SAS (Pháp).Mô phỏng chặng đường của vệ tinh viễn thám viet nam VNREDSat-1

Bản hợp đồng dựa theo trao đổi liên chính phủ về cộng tác không gian giữa Pháp & viet nam ký kết tháng 9 năm 2009, trong đó chính phủ Pháp cam kết cam đoan xây dựng quan hệ partners chặt chẽ hơn với chính phủ viet nam về khoa học & công nghệ.

Chương trình này khởi đầu từ sáng tạo của chính phủ viet nam nhằm tạo nên nền tảng hạ tầng không gian cho phép giám sát & tìm hiểu tốt hơn về tác động của thay đổi khí hậu, dự đoán & đề ra các phương pháp phòng chống thiên tai, tối ưu hóa việc làm chủ nguồn tài nguyên thiên nhiên. Tổng quát hơn, chương trình này cho phép viet nam chuyên sâu tri thức trong ngành nghề công nghệ vũ trụ & hưởng lợi từ sự tăng lên kinh tế & sự tiến triển của công nghệ để tạo nên nhiều thời dịp việc làm mới.

Viện Công nghệ Vũ trụ là đơn vị đất nước chịu nhiệm vụ seting chương trình không gian xem xét Trái Đất của viet nam.
 

 

Hình 2: Hình ảnh đoàn đại biểu VAST & học viên STI của dự án VNREDSat-1 tại Astrium, Toulouse, 2011

Hệ thống không gian bao gồm một vệ tinh quag học có khả năng chụp hình với độ sắc nét lên đến 2.5m, Trọng tâm điều khiển mặt đất, trạm thu nạp & giải quyết ảnh, cùng với sự cộng tác & chương trình huấn luyện cho các kỹ sư viet nam. Vệ tinh được chế tác tại Touloise bởi đội ngũ gồm các nhà khoa học của Astrium & 15 kỹ sư tới từ viet nam.

Mục tiêu của chương trình huấn luyện là để tiến triển khả năng của người Việt nhằm tiến triển các dự án vệ tinh nhỏ tại viet nam trong tương lai. Vào ngày 15 tháng 8 năm 2011, nhóm tìm hiểu CTT của 15 kỹ sư viet nam đã tới Toulouse để khởi đầu chương trình huấn luyện.

Vệ tinh VNREDSat-1
VNREDSat-1 là dòng vệ tinh nhỏ sử dụng bus AstroSat-100 của công ty du học EADS Astrium (một phiên bản tùy chỉnh dựa theo nền móng Myriade kế thừa từ AlSat-2). Cấu tạo vệ tinh có dạng hình hộp kích cỡ 60cm x 60cm x 100cm. Hình 2 cho thấy cấu trúc cơ khí khái quát của vệ tinh; cả 4 mặt của vệ tinh đều có thể mở ra trong công cuộc lắp ráp, cho phép tiếp xúc đơn giản toàn bộ các thiết bị bên trong. Đây là một kiến trúc linh động dựa theo kích cỡ & trọng tải của vệ tinh. VNREDSat-1 có hệ thống ổn định 3 chiều. Hệ thống cảm ứng bố trí tư thế vệ tinh bao gồm cảm ứng Mặt Trời, cảm ứng Sao, từ trường kế, & thiết bị đo quán tính; Hệ thống truyền động bao gồm 4 bánh xe quán tính (0.12 Nms với mỗi bánh xe), & các mô-men từ. Một máy thu GPS được tích hợp để xác nhận địa điểm & thời gian. Vệ tinh có khả năng chuyển dịch tư thế đến 30º.
 

 

Hình 3: Minh họa tổng quát về nền móng AstroSat-100 & sự xếp đặt cơ khí của các linh kiện bên trong vệ tinh. (Ảnh: EADS Astrium)

 

Hệ thống phân phối điện EPS (Electric Power Subsystem) nổi trội với tấm pin Mặt Trời As-Ga công suất 180 W (EOL). không dừng lại ở đó còn tồn tại một viên pin Li-ion dung tích lên dến 15 Ah. Bộ vi giải quyết T805 bên trong vệ tinh hoạt động như một laptop OBC (Onboard Computer). Hệ thống phản lực Hydrazine (N_2 H_4, ΔV = 70 m/s) được dùng cho trường hợp bảo dưỡng trên quỹ đạo. VNREDSat-1 có khối lượng 120 kg. Thời gian hoạt động theo kiến trúc là 5 năm. Hệ thống truyền thông RF: VNREDsat-1 nổi trội với bộ ghi SSR (Solid-State Recorder) với dung tích 64 Gbit. Thông tin được truyền trong băng tần X với vận tốc tải lên đến 60Mbit/s. Tín hiệu điều khiển & theo dõi từ xa (TTvàamp;C – Telemetry, Tracking & Command) hoạt động trên 2 bộ thu phát băng tần S (CCSDS, 20 kbit/s TC, 25-384 kbit/s TM).

XEM THÊM  Kính thiên văn

Bảng 1
Thông số kỹ thuật của vệ tinh VNREDSat-1

Vật liệu, kích cỡ

  • – Hệ thống thu nạp từ trường độc lập
  • – Hệ thống bố trí tư thế sử dụng cảm ứng sao & con quay hồi chuyển
  • – Hệ thống định vị GPS độc lập
  • – Bố trí tư thế theo 3 trục
  • – 4 bánh xe phản ứng (12 Nms)
  • – 1 bình Hydrazine, dung lượng 4.7 kg (~65 m/s), 4 ống phóng 1 N tùy chỉnh

Hệ thống phân phối điện

  • – Pin Mặt Trời GaAs công suất 180 W EOL
  • – 1 pin Li-ion dung tích 15 Ah BOL; PCDU

Giải quyết dữ liệu

  • – Laptop On-board (T805, 1 gigabit DRAM / EDAC, 8 Mbit Flash EEPROM)
  • – 2 thiết bị thu phát băng tần S (CCSDS, 20 kbit / s TC, 25-384 kbit / s TM)

Làm chủ dữ liệu

  • – Băng tần X: downlink: 60 Mbit/s
  • – Bộ nhớ lưu trữ lưu trữ: 64 đến 79 Gbit BOL – không nén

Hoạt động

  • – Khối lượng phóng: 120 kg
  • – Độ linh động: ±30º biến đổi trong 90 s
  • – Localization performance: 300 m CE90 (circular error of 90%)
  • – Thời gian hoạt động: 5 năm

Hình 4: VNREDSat-1 & các phòng ban (Ảnh: STI – VAST)

Công cuộc phóng vệ tinh

VNREDSat-1 được phóng vào ngày 07 tháng 05 năm 2013 cùng với vệ tinh Proba-V của ESA & CNES trên hoả tiễn đẩy VEGA của Arianespace tại bãi phóng Guiana, Kourou (thuộc Pháp). Buổi lễ này cũng đánh dấu lần phóng trước tiên của hoả tiễn VEGA. Arianespace & Astrium đã ký hợp đồng phóng vệ tinh xem xét Trái Đất VNREDSat-1A ngày 04 tháng 02 năm 2013, thay mặt cho VAST (Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ viet nam). Proba-V được đặt ở địa điểm phía trên trong khoang chứa Vespa, & VNREDSat-1 được đặt ở địa điểm thấp hơn trong cấu tạo này. Tầng trên của hoả tiễn đẩy VEGA là module phóng nhiên liệu lỏng với khả năng kích hoạt nhiều lần. VNREDSat-1A được triển khai cuối cùng sau lần tái kích hoạt của module này. Quỹ đạo của Proba-V: Quỹ đạo ăn khớp Mặt Trời, độ cao 820 km, độ nghiêng 98.8º, LTDN 10:30 h. Quỹ đạo của VNREDSat-1: Quỹ đạo ăn khớp Mặt Trời, độ cao 665 km, độ nghiêng 98.7º. VNREDSat-1A rời hoả tiễn đẩy sau 1 giờ 57 phút. ESTCube-1 được phóng ra 3 phút sau đó.

Tình trạng của dự án
 

 

Hình 5: Ảnh chụp sông Hồng đoạn đi ngang qua Hà Nội tại độ sắc nét 2.5 m, nhận được sau thời điểm phóng vệ tinh 48 h  

Ngày 13 tháng 05 năm 2013: Sau thời điểm vào quỹ đạo, vệ tinh bước vào gian đoạn vận hành thí nghiệm. Vệ tinh được bàn trả chính thức cho VAST sau thời điểm chấm dứt công đoạn này. Astrium phân phối hình ảnh trước tiên thu được từ vệ tinh chỉ 48 giờ sau thời điểm phóng. Ngày 04 tháng 09 năm 2013, hệ thống vệ tinh VNREDSat-1 chính thức được bàn trả cho Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ viet nam vận hành, khai thác, sử dụng.

Cảm ứng bổ sung (NAOMI)

NAOMI (New AstroSat Optical Modular Instrument): được kế thừa từ SPOT-6, AlSat-2 & SSOT, là bộ tạo ảnh kiểu răng lược độ sắc nét cao được kiến trúc & tiến triển bới EADS Astrium SAS: kiến trúc cốt yếu dựa theo các thông số kỹ thuật của bổ phận & đặc tính của Detector. Cơ chế thời gian trễ TDI (Time Delay Integration) trong băng PAN cho phép giảm kích cỡ pupil cho GSD (Ground Sample Distance) thu được. Đường kính pupil không bé hơn để thích hợp với các yêu cầu SNR – có thể đạt được bằng cách tăng số lượng các công đoạn TDI & chỉ được điều khiển bởi yêu cầu của MTF (Modulation Transfer Function). Kính viễn vọng được kiến trúc ngăn nắp theo dạng tổ hợp Korsch. Detector bao gồm một ma trận 7000 pixel trong kênh toàn sắc, & 4 dòng 1750 pixel cho các băng đa phổ. Detetor với những đặc tính hoàn hảo tăng cường cho dụng cụ với năng suất quang học rất cao. Kính viễn vọng tổ hợp dạng Korsch bao gồm 3 gương cầu & 2 gương lật.
 

 

Hình 6: Minh họa sáng tạo quang học của kính thiên văn Korsch (Ảnh: Astrium)

Chuỗi cảm ứng (Detection chain) được làm từ 3 thành phần chính: Bộ cảm ứng, Front End Electronics Module (F2EM) & Video Electronics (MEV), là một phần của IEU (Imaging and Electronics Unit). Bề mặt tiêu cự PAN+XS là con tim của chuỗi cảm ứng. Bề mặt tiêu cự dựa theo thiết kế bộ cảm ứng năng suất cao tùy chỉnh được tiến triển bởi E2V cho Astrium (thiết kế độc quyền). Nó được hưởng lợi từ sự kế thừa & các khả năng có được trong khái niệm thiết kế CCD & sự vận hành với các điều kiện tối ưu của vận tốc & hiệu năng. Kết quả của sự tùy biến này phân phối khả năng tích hợp & hiệu năng cao nhất. Toàn bộ những ràng thắt chặt chẽ từ việc tối ưu hóa hoạt động & giảm lượng tiêu thụ điện năng giúp cho bộ cảm ứng hoạt động với mức tiêu hao chưa đến 1 watt. Bộ tạo ảnh phân phối ảnh ở độ sắc nét 2.5 m trong PAN & 4 băng đa phổ độ sắc nét 10 m GSD. Các thiết bị trong hệ thống quang học đều sử dụng kỹ thuật mới nhất, ví dụ như vật liệu SiC-100 được sử dụng cho các gương & cấu trúc của kính viễn vọng, các bộ cảm ứng chuyên biệt, hệ thống cải tạo ảnh tối tân. Gương chính với vật liệu SiC được gắn vào đế bởi 3 thanh kim loại cố định (kế thừa từ FormoSat-2) đem lại khả năng cách nhiệt tốt giữa kính viễn vọng & gương chính. Các gương thứ cấp & gương lật cũng được làm từ SiC & được gắn vào bởi một chân kim loại phối hợp. Kiểu bền chặt này một mặt giúp giảm bớt các mặt phẳng tiếp xúc, mặt khác đem đến sự đảm bảo cách nhiệt với các phòng ban sót lại, góp thêm phần dễ dàng hóa sự tích hợp & cải tổ sự ổn định tổng thể. MEV (Module Electronique Video) là phần backend của các thiết bị cảm ứng NAOMI. MEV phân phối cho F2EM nguồn tích điện chính & các bộ đếm thiết yếu cho các hoạt động front-end. Tín hiệu video từ F2EM được đảm nhiệm, hợp thức hóa & chuyển hóa số hóa thành 12 bit trong MEV. Dữ liệu kết quả được làm tròn xuống còn 10 bit hữu hiệu, sau đó được chuyển sang các tính năng kỹ thuật số của NIEU (NAOMI Imaging and Electronics Unit) để giải quyết theo thời gian thực & lưu giữ trong bộ nhớ lưu trữ giành riêng cho việc tải về sau này.
 

XEM THÊM  Hiện tượng siêu trăng tròn tháng 6 tạo bước ngoặt nào cho 12 chòm sao?

 

Hình 7: Cấu tạo bề mặt tiêu cự PAN+XS (Ảnh: EADS Astrium).

Bề mặt tiêu cự chứa các bộ cảm ứng, bộ lọc & các thiết bị điện tử front-end. Toàn bộ những cụ thể này được kiến trúc để thích nghi với khả năng triển khai nhiều module.
 

 

Hình 8: Bộ cảm ứng (Ảnh: EADS Astrium)

Cấu tạo cơ khí của NAOMI bao gồm 3 phần cốt yếu: 1 đế, một ống hình trụ với spider cố định cho gương thứ cấp, & bề mặt tiêu cự. Cấu tạo này cũng phụ trợ cách nhiệt nhiều lớp – thermal MLI (Multi Layer Insulation).
 

 

Hình 9: Khái quát về chuỗi cảm ứng NAOMI (Ảnh: EADS Astrium SAS)

 

 

Hình 10: Phổ thỏa mãn của bộ lọc quang học (Ảnh: EADS Astrium SAS)

 

 

Hình 11: Cấu tạo cơ khí của NAOMI (Ảnh: EADS Astrium SAS)

 

Bảng 2
Đặc tính kỹ thuật của NAOMI

Loại dụng cụ
– Bộ tạo ảnh kiểu răng lược

Hệ thống quang học

  • – Kính viễn vọng tổ hợp Korsch với kiến trúc TMA bằng SiC (bẻ góc với 2 gượng lật phẳng)
  • – Đường kính 200 mm
  • – f/16
  • – Tiêu cự: 5131 mm

Băng phổ (PAN)
– 0.45-0.75 µm

4 băng đa phổ

  • – B1): 0,45-0,52 mm (Blue)
  • – B2): 0,53-060 mm (Green)
  • – B3: 0,62-0,69 mm (Red)
  • – B4: 0,76-0,89 mm (NIR)
  • – Các băng đa phổ có thể được phối hợp thích hợp với nhu cầu của người tiêu dùng

GSD (Ground Sample Distance)

  • – 2.5 m PAN tối đa
  • – 10 m MS (or MX) tối đa

Bộ cảm ứng

  • – Ma trận Silicon với 7000 pixel PAN, 1750 pixel cho mỗi băng đa phổ
  • – Kích cỡ mỗi pixel: 12 µm x 12 µm (Pan), 48 µm x 48 µm so với băng đa phổ MS

TDI (Time Delay Integration)
– Băng PAN cho phép sử dụng TDI để cải tổ SNR của tín hiệu.

Độ rộng vùng quét
– 17.5 km tối đa

FOR (Field of Regard)
– ±30º (Khả năng bố trí độ nghiêng tối đa phục vị cho việc xem xét)

Data quantization
– 12 bit (10 bit mã hóa cho downlink)

Khối lượng thiết bị
– 18.5 kg (bao gồm cả bộ nhớ lưu trữ video, thiết bị điện tử & trọng tải khai thác nội bộ). Camera có khối lượng 13 kg.

XEM THÊM  3 Con Đường Giúp Bạn Đi Nhật Bản Làm Việc Kiếm Tiền

Phân đoạn mặt đất

Seting cho phân đoạn mặt đất (Phân phối bởi Astrium):

  • Trạm thu tín hiệu băng X tại Trọng tâm Viễn thám Đất nước (Vietnam NRSC). Bộ tài nguyên & Môi trường (MONRE) đang tài trợ cho trạm này.
  • Trạm điều khiển băng S đặt tại VAST (Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ viet nam) Hình 12: Hình ảnh trạm mặt đất tại Trọng tâm Viễn thám Đất nước (trái) & ăng ten thu tín hiệu của trạm (phải). (Ảnh: STI-VAST)

Cấu tạo tổng thể của phân đoạn điều khiển mặt đất của vệ tinh VNREDSat-1 dựa theo một kiến trúc hiệu quả & đơn giản kiểm soát, đã được sử dụng & tôn tạo trong một số dự án của Astrium, điển hình là phân đoạn mặt đất của các dự án: THEOS (Thailand), AlSat-2 (Algeria), & SSOT (Chile).
 

Hình 12: Trạm mặt đất viet nam & antenna

 

 

Hình 13: Khái quát về dự án VNREDSat-1 (Ảnh: STI-VAST)

Ebook đọc qua  Nguồn nội dung: https://directory.eoportal.org/web/e…y-z/vnredsat-1

  • 1) “Astrium signs development contract with Vietnam for an Earth observation satellite – VNREDSat-1,” EADS Astrium, Aug. 2, 2010, URL: http://www.astrium.eads.net/en/press…servation.html 
  • 2) “Astrium Signs Development Contract With Vietnam For VNREDSat-1,” Space Daily, Aug. 3, 2010, URL: http://www.spacedaily.com/…/Astriu…th_Vietnam_For _VNREDSat_1
  • 3) Pham Anh Tuan, “Recent Development & Future Space Technology in Vietnam,” 14th Session of APRSAF (Asia-Pacific Regional Space Agency Forum), Bangalore, India, November 21-23, 2007, URL:http://www.aprsaf.org/…/P12_SPACE%…%20VIETNAM.pdf 
  • 4) Tran Manh Tuan, “Space Technology in Vietnam: 2008 Country Report,” APRSAF-15, Hanoi and HaLong Cất cánh, Vietnam, December 9-12, 2008, URL:http://www.aprsaf.org/data/aprsaf15_…CR_Vietnam.pdf 
  • 5) Doan Minh Chung, “Space Technology of Vietnam: in 2010 – 2011, Country Report,” Proceedings of APRSAF-18 (18th Session of the Asia-Pacific Regional Space Agency Forum), Singapore, Dec. 6-9, 2011, URL: http://www.aprsaf.org/…/program/da…ETNAM_2011.pdf 
  • 6) Doan Minh Chung, Nguyen Khoa Son, “Vietnam Space Technology Development and Applications,” Sept. 16, 2011, URL: http://www.sti.vast.ac.vn/presentati…ch%20CHUNG.pdf 
  • 7) “Pham Anh Tuan, “Recent Development of Space Technology in Vietnam,” URL: http://www.smi-online.co.uk/_Media/docs/PhamAnhTuan.pdf 
  • 8) Doan Minh Chung, “Space Technology Development of Vietnam in 2011-2012,” APRSAF-19 (Asia Pacific Regional Space Agency Forum), Kuala Lumpur, Malaysia, Dec. 11-14, 2012, URL:http://www.aprsaf.org/annual_meeting…rt_VIETNAM.pdf 
  • 9) Charles Koeck, Didier Radola, “AstroSAT 100: Microsatellite solution for high resolution remote sensing systems,” Proceedings of IAC 2011 (62nd International Astronautical Congress), Cape Town, South Africa, Oct. 3-7, 2011, paper: IAC-11-B4.4.4
  • 10) “ESA’s Vega launcher scores new success with PROBA-V,” ESA press release No 12-2013, May 7, 2013, URL: http://www.esa.int/…/ESA_s_Vega_la…s_with_Proba-V 
  • 11) “Arianespace to launch VNREDSat-1A built by Astrium for Vietnam,” Arianespace Press Release, January 4, 2013, URL: http://www.arianespace.com/news-pres…A-contract.asp 
  • 12) Stephen Clark, “Vietnamese satellite booked for second Vega launch,” Spaceflight Now, January 4, 2013, URL: http://www.spaceflightnow.com/news/n…/#.UOwGWpGQk9Y 
  • 13) “Vega Research and Technology Accompaniment (VERTA) Programme Extension 2011-2012,” URL:http://esamultimedia.esa.int/docs/Mi…VERTA_1811.pdf 
  • 14) “Arianespace to launch VNREDSat-1A built by Astrium for Vietnam,” Space Travel, January 08, 2013, URL: http://www.space-travel.com/reports/…etnam_999.html 
  • 15) “First VNREDSat-1 images,” Astrium, May 13, 2013, URL:http://www.astrium.eads.net/en/news2…-1-images.html 
  • 16) Eric Maliet, Laure Brooker, Dominique Pawlak, “Global High Resolution Imaging for new Markets,” Proceedings of the 59th IAC (International Astronautical Congress), Glasgow, Scotland, UK, Sept. 29 to Oct. 3, 2008, IAC-08-B1.2.7
  • 17) P. Luquet, A. Chikouche, A. B Benbouzid, J. J. Arnoux, E. Chinal, C Massol, P. Rouchit(1), S. de Zotti, “NAOMI instrument: a product line of compact & versatile cameras designed for high resolution missions in Earth observation,” Proceedings of the 7th ICSO (International Conference on Space Optics) 2008, Toulouse, France, Oct. 14-17, 2008
  • 18) Information provided by Hervé Lambert of EADS Astrium SAS, Toulouse, France
  • 19) Trong Tuyen Bui, Minh Tuan Pham, “VNREDSat-1 Vietnam’s first earth observation satellite system,” Sept. 19, 2012, URL: http://www.asiageospatialforum.org/2…ng%20Tuyen.pps 
  • 20) Doan Minh Chung, “Space Technology Development of Vietnam in 2011-2012,” Proceedings of APRSAF-19 (The 19th Session of the Asia-Pacific Regional Space Agency Forum), Kuala Lumpur, Malaysia, December 11-14, 2012, URL:http://www.aprsaf.org/…/program/da…rt_VIETNAM.pdf 
  • 21) Jean-Michel Dussauze, Alain Gevert, Jacques Troillard, “AstroTerra Control Ground Segment: Cost reduction through automation and product line,” Proceedings of the SpaceOps 2010 Conference, Huntsville, ALA, USA, April 25-30, 2010, paper: AIAA 2010-1916
  • 22) Jean-Michel Dussauze, Gérard Feltrin, Jacques Troillard, “AstroTerra Control Ground Segment: Operations concept and implementation,” Proceedings of SpaceOps 2012, The 12th International Conference on Space Operations, Stockholm, Sweden, June 11-15, 2012
  • 23) Nguyen Khoa Son, “Space Technology in Vietnam: 2010 Country Report,” APRSAF-17 (17th Session of the Asia-Pacific Regional Space Agency Forum), Melbourne, Australia, Nov. 23-26, 2010, URL:http://www.aprsaf.org/data/aprsaf17_…N_Khoa_Son.pdf
  • Nội dung được dịch từ website https://eoportal.org/web/eoportal/home. Trong bài có sử dụng nhiều hình ảnh & số liệu từ nhà cung cấp Astrium & từ Viện Công nghệ Vũ trụ viet nam, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ viet nam. Một số thuật ngữ kỹ thuật có thể dịch chưa chuẩn xác, mong các bạn phát hiện & cảnh báo để nội dung hoàn thành hơn.

 

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Khoa học vũ trụ