'Cuộc chiến' vệ tinh GPS ngoài không gian

Khi đang ở trên mặt đất, bạn không biết rằng mình có thể bị theo dõi bởi vô số thiết bị bay trên quỹ đạo, trong đó có hệ thống định vị toàn cầu - GPS.

Cái tên GPS là tên của hệ thống dẫn đường do Mỹ thiết kế và quản lý. Đối chọi với hệ thống GPS là GLONASS của Nga, Galileo của châu Âu, và Compass của Trung Quốc.

Hệ thống định vị GPS có thể xác định chính xác vị trí của người dùng khi họ sử dụng một thiết bị thu GPS.

Để làm được điều này, máy thu GPS phải khóa được tín hiệu của ít nhất 3 quả vệ tinh để tính được vị trí 2 chiều (kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động. Nếu khóa được 4 hay nhiều hơn số quả vệ tinh trong vùng thu thì có thể tính được vị trí 3 chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao).

Một khi làm được điều này thì người ta cũng có thể xác định được tốc độ di chuyển, hướng chuyển động, khoảng cách di chuyển, và nhiều thứ khác nữa.

Mặc dù thời gian gần đây, các hệ thống định vị được sử dụng một phần cho mục đích dân sự nhưng trước đây chúng chỉ phục vụ cho mục đích duy nhất là quân sự.

Vệ tinh Galileo

Chính vì vậy, ngay khi Nga triển khai hệ thống GLONASS (năm 1976), Mỹ cũng đã khẩn trương cho vận hành hệ thống GPS (1978). Trong khi đó, Nhật cũng tỏ ra khá lo ngại khi Trung Quốc tuyên bố sẽ đưa vào sử dụng hệ thống Compass (tiếng Trung là “Beidu” - Bắc Đẩu) với mục đích sẽ định vị toàn bộ châu Á vào năm 2010.

Nhật cho rằng GLONASS sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng tới an ninh quốc gia của nước này, và vô hình chung ngay tại châu Á chắc chắn sẽ diễn ra một cuộc đua về định vị toàn cầu.

Còn tại châu Âu và châu Mỹ, người ta đã quá biết tới sự ganh đua giữa GPS của Mỹ và GLONASS của Nga. Cả hai hệ thống này đều có mục đích thiết kế ban đầu dành cho quân sự, chủ yếu là dẫn đường cho các tên lửa đạn đạo hướng tới mục tiêu. Chỉ sau này chúng mới được dành một phần cho dân sự, với Mỹ là năm 1980, còn với Nga là năm 2001.

Hệ thống GPS của Mỹ là một mạng lưới gồm 24 quả vệ tinh (21 vệ tinh hoạt động và 3 vệ tinh dự phòng) được Bộ Quốc phòng Mỹ đặt trên quỹ đạo cách mặt đất 12 nghìn dặm.

Các vệ tinh GPS bay với tốc độ 7 nghìn dặm/giờ vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất.

GPS có thể hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên Trái Đất và liên tục 24 giờ một ngày. Các vệ tinh được cung cấp bằng năng lượng Mặt Trời, và có cả nguồn pin dự phòng để duy trì hoạt động trong vùng không có ánh sáng Mặt Trời.

GPS có 5 trạm kiểm soát đặt rải rác trên mặt đất, trong đó có 4 trạm điều khiển tự động và một trạm điều khiển trung tâm.

Ngoài hệ thống GPS này ra, Mỹ còn dự định thiết lập trên quỹ đạo một hệ thống vệ tinh tình báo nước ngoài mới.

Hệ thống này có tên là BASIC, gồm 2 vệ tinh chuyên phục vụ cho công tác tình báo, mà cụ thể là do thám, giám sát hoạt động quân sự của một số quốc gia, khoanh vùng và phát hiện những nơi bị nghi là cơ sở sản xuất hạt nhân.

BASIC có thể cung cấp những hình ảnh sắc nét hơn và to hơn so với vệ tinh thông thường. BASIC có chụp ảnh liên hoàn một địa điểm trên mặt đất, tạo nên một chuỗi thông tin liên tục và cập nhật trong khi các vệ tinh thông thường chỉ có thể theo dõi một địa điểm trên mặt đất 2 lần/ngày.

Theo kế hoạch, hệ thống này sẽ được triển khai vào năm 2010 với kinh phí dự kiến từ 2-4 tỷ USD.

Trong khi đó, GLONASS của Nga là một mạng lưới gồm 24 quả vệ tinh, trong đó 21 quả có nhiệm vụ truyền tín hiệu, còn 3 quả bay trên quỹ đạo. GLONASS cách mặt đất 19.100 km và có độ chính xác khá cao.

Máy thu trên mặt đất của hệ thống này có thể nhìn thấy tối thiểu 5 vệ tinh vào bất kỳ thời điểm nào và bất cứ tại đâu (số vệ tinh nhìn thấy được càng cao thì độ chính xác càng lớn).

GLONASS cũng có 5 trạm điều khiển giống như GPS, với 1 trạm trung tâm đặt tại Moscow và 4 trạm khác đặt tại Saint Petersburg, Ternopol, Eniseisk và Komsomolsk-na-Amure.

Cũng cần biết rằng cả GPS và GLONASS đều được ưu tiên cho mục đích quân sự. Nên mặc dù chúng có dành một phần cho dân sự nhưng không hệ thống nào có thể đảm bảo được tính liên tục, bền vững và chính xác, nhất là trong trường hợp xảy ra các hoạt động quân sự của những quốc gia sở hữu hệ thống đó. Chỉ có hệ thống vệ tinh Galileo của châu Âu là ngay từ đầu được thiết kế cho mục đích dẫn đường và định vị dân sự.

Hiện Galileo đang được EU và Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) xây dựng với kinh phí dự kiến 3,4 tỷ euro nhằm tạo ra đối trọng với GPS và GLONASS. Tuy nhiên, việc xây dựng hệ thống này cũng gặp nhiều trở ngại chủ yếu là do các thành viên chưa thống nhất được với nhau.

Tới tận cuối năm 2007, Bộ trưởng vận tải của 27 quốc gia châu Âu mới đạt được thỏa thuận về việc xây dựng hệ thống này (dự kiến sẽ hoạt động vào năm 2013).

Galileo gồm 30 vệ tinh, với 2 trung tâm điều khiển trên mặt đất - một đặt gần Munich, Đức; và một đặt tại Fucino, cách thành phố Rome của Ý 130km về phía Đông.

Trong khi đó, hệ thống định vị của Trung Quốc là Compass bao gồm 35 vệ tinh, trong đó có 5 vệ tinh địa tĩnh và 30 vệ tinh qũi đạo tầm trung.

Trung Quốc hy vọng sẽ phủ sóng toàn bộ lãnh thổ nước này và một phần các nước láng giềng trong năm nay trước khi tiếp tục phát triển thành hệ thống định vị toàn cầu. Còn Nhật cũng đang phát triển hệ thống vệ tinh Quazi Zenith, với 3 vệ tinh trong quỹ đạo e-lip có những cực điểm cách xa Nhật và châu Á.