Vệ tinh lập những hình ảnh 3D chính xác nhất của Trái đất

Hôm 21/6, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) vừa phóng thành công vệ tinh radar TanDEM-X để phối hợp cùng với một vệ tinh giống hệt như vậy, TerraSAR-X, phóng lên vào năm 2007. Hai vệ tinh sẽ bay đồng hành để tạo dựng những bức ảnh 3D chính xác nhất của Trái đất.

alt

TanDEM-X và TerraSAR-X bay cùng nhau.

Vệ tinh nặng 1,3 tấn được phóng lên từ sân bay vũ trụ Baikonur ở Kazakhstan, mang trên một tên lửa đạn đạo liên lục địa đã biến cải của Nga. Nó hiện ở trên quỹ đạo cực cách mặt đất 514 km và nghiêng rất ít với quỹ đạo của TerraSAR-X.

TanDEM-X, viết tắt của Hỗ trợ TerraSAR-X trong Phép đo Độ cao Số, sẽ bay trong hành trình xoắn ốc hẹp xung quanh vệ tinh chị em của nó. Đây là lần đầu tiên hai vệ tinh bay cùng nhau theo kiểu đồng hành gần như vậy, với khoảng cách cực tiểu giữa chúng chỉ có 200 m. Cặp đôi vệ tinh tạo nên giao thoa kế radar khẩu độ tổng hợp (SAR) đầu tiên có thể tùy chỉnh cấy hình trong quỹ đạo xung quanh Trái đất.

Giao thoa kế SAR cung cấp hình ảnh của một khu vực địa lí từ hai vị trí và do đó từ hai phối cảnh, theo kiểu tương tự như cách chúng ta thu lấy ảnh 3D từ hai con mắt hơi cách nhau một chút. Radar được sử dụng vì nó có thể “nhìn” xuyên qua thời tiết xấu và không đòi hỏi ánh sáng tốt.

Hai vệ tinh phối hợp sẽ thu được độ chính xác hơn 2 m biến thiên chiều cao và 12 x 12 m độ phân giải không gian. Tiến sĩ Vark Helfritz ở Infoterra GmbH, công ti xử lí ảnh vệ tinh trên, cho biết mục tiêu của dự án là tạo dựng mô hình 3D của bề mặt Trái đất với độ phân giải và chất lượng tốt hơn so với các mô hình hiện có. Mô hình này cũng sẽ là một mô hình toàn cầu liền khối thay cho “sự chắp vá các bộ dữ liệu” cho khít với nhau. Toàn bộ mặt đất, tổng cộng 150 triệu km vuông, sẽ được quét qua vài lần trong ba năm vệ tinh hoạt động.

Bay song hành, TanDEM-X và TerraSAR-X

Hai vệ tinh sẽ cho phản xạ các vi sóng khỏi mặt đất khi chúng bay trên quỹ đạo. Thời gian cần thiết cho tín hiệu phản hồi trở lại vệ tinh cho phép các thiết bị xác định các chênh lệch độ cao. Có hai vệ tinh bay gần nhau về cơ bản mang lại hình ảnh nổi lập thể, với một vệ tinh hoạt động như một máy truyền và nhận, còn vệ tinh kia hoạt động như một máy nhận thứ hai.

Dữ liệu theo trông đợi tổng cộng khoảng 15 terabyte, hay tương đương dung lượng lưu trữ của chừng 200.000 DVD. Dữ liệu sẽ được xử lí tại các cơ sở TanDEM-X tại O’Higgins ở Nam Cực, Inuvik ở Canada, và Kiruna ở Thụy Điển, và các kết quả sẽ được phân tích bởi trung tâm dữ liệu DLR ở Oberpfaffenhofen. Mô hình độ cao toàn cầu sẽ được công bố trong thời gian khoảng chừng bốn năm.

alt

Đối với vô số các vạt đất, hiện nay chỉ có các mô hình độ cao thô, mâu thuẫn hoặc không hoàn chỉnh, thu được từ những nguồn dữ liệu và các kĩ thuật đo khác nhau. TanDEM-X sẽ lấp đầy những khe trống này và sẽ cung cấp dữ liệu độ cao chính xác trong một mạng lưới 12 m. Mô hình độ cao này thể hiện các độ chính xác khác nhau: 1 km, 30 m, và 12 m (TanDEM-X). Ảnh: DLR

Hôm công bố, giáo sư tiến sĩ Johann-Dietrich Wörner, chủ tịch DLR, cho biết dự án trên sẽ là không thể thiếu được cho “rất nhiều lộ trình khoa học và thương mại đang trong lịch định”. Các hình ảnh tạo ra bởi cặp đôi vệ tinh có thể có các ứng dụng quân sự, cho phép máy bay phản lực bay ở những cao độ thấp, và các ứng dụng dân sự thí dụ như định vị các nguồn tài nguyên thiên nhiên, lập kế hoạch đối phó các thảm họa thiên nhiên, và cho phép các nhà điều hành mạng điện thoại di động xác định những địa điểm tốt nhất đặt trạm phát sóng của họ. Các hình ảnh từ TerraSAR-X đã cung cấp thông tin hữu ích cho các nhà khoa học về vụ tràn dầu trên Vịnh Mexico và sự phun trào của núi lửa Eyjafjallajökull ở Iceland.

Dự án trên là sự hợp tác công-tư giữa DLR, Infoterra GmbH, và Astrium GmbH. 165 triệu euro cho dự án được tài trợ từ DLR (125 triệu euro) và Astrium (40 triệu). Dự án sẽ đưa nước Đức trở thành quốc gia đầu tiên có được một mô hình độ cao số của Trái đất.