Chế tạo vệ tinh nano đầu tiên của Việt Nam

Chế tạo vệ tinh nano đầu tiên của Việt Nam

Chào các bạn,
Là thành viên của box Thiên Văn học từ những ngày đầu thành lập, niềm say mê khám phá bầu trời từ lâu đã thôi thúc tôi luôn học hỏi, tìm tòi những cái mới từ việc mày mò chế tạo những chiếc kính thiên văn đầu tiên cho đến tham gia nhiều chương trình thám hiểm không gian trên thế giới.
Hiện nay, tôi và 1 nhóm các bạn có cùng đam mê đang có bắt tay vào thực hiện 1 dự án mới ?" chế tạo vệ tinh nano đầu tiên của Việt Nam và phóng lên quỹ đạo vào cuối năm 2010.
Kế hoạch của nhóm sẽ dựa trên thiết kế của QuakeSat (một vệ tinh nano của trường ĐH Stanford đã được phóng thành công vào năm 2003) để chế tạo vệ tinh của Việt Nam. Vệ tinh nano sẽ có kích thước dự kiến 10x10x30cm, nặng khoảng 3kg, mang theo 1 số camera để chụp ảnh cũng như các loại sensor để thu thập dữ liệu trên quỹ đạo LEO (cách mặt đất khoảng 800km).


Đây là 1 dự án có nhiều thách thức về mặt kỹ thuật, công nghệ và cũng chưa có tiền lệ ở Việt Nam nên đòi hỏi các thành viên trong đội phải rất chủ động trong việc tìm kiếm tài liệu và trao đổi với các chuyên gia cả trong và ngoài nước. Dự án được tài trợ chính bởi công ty FPT-Software (là nơi tôi đang làm việc) và 1 số đơn vị khác. Tôi là người đề xuất và cũng là trưởng nhóm chế tạo vệ tinh F-1.

Hiện tại nhóm chúng tôi đang tiếp tục xây dựng đội ngũ và rất hoan nghênh những bạn có cùng đam mê về không gian vũ trụ, chế tạo robot, nghiên cứu khoa học? cùng tham gia thiết kế và chế tạo vệ tinh. Nếu bạn muốn tham gia cùng đội dự án, hãy liên hệ với tôi qua số điện thoại 0905 369821 hoặc email thuvt@fpt.com.vn để trao đổi chi tiết.

Xin cảm ơn,
Vũ Trọng Thư

Được vtt sửa chữa / chuyển vào 17:13 ngày 06/12/2008

F-1 là vệ tinh đầu tiên của F-Space. Mục đích chính của nhiệm vụ này là để chứng tỏ khả năng nắm bắt và làm chủ công nghệ vũ trụ của người Việt Nam qua việc thiết kế, chế tạo trạm mặt đất và vệ tinh nano. Thành công này sẽ mở đường cho nhóm F-Space tham gia vào những dự án vũ trụ lớn hơn của Việt Nam cũng như của thế giới. Cuối cùng, F-Space sẽ bắt đầu thương mại hóa không gian vũ trụ phục vụ các ứng dụng trên Trái Đất, hiện thực hóa giấc mơ "mang không gian đến gần Trái Đất hơn".
Các yêu cầu thiết kế của F-1 được phân làm 2 loại:
* yêu cầu tối thiểu (minimum success criteria): là những yêu cầu mà F-1 cần phải thỏa mãn, nếu một trong các yêu cầu này không được hoàn thành, dự án coi như thất bại.
* yêu cầu thách thức: là những yêu cầu mở rộng, do cộng đồng đóng góp ý kiến và lựa chọn để thực thi trên cơ sở tích khả thi, hữu dụng cũng như tính sáng tạo, đột phá.
Xin mời các bạn đóng góp ý tưởng cho những yêu cầu của vệ tinh này, đặc biệt trong phần yêu cầu thách thức. Sau khi các yêu cầu kỹ thuật đã được xây dựng, nhóm sẽ bắt tay vào khâu lựa chọn công nghệ, thiết kế và chế tạo vệ tinh. Dưới đây là 1 số yêu cầu mà nhóm F-Space đã thu thập được, có nhiều ý tưởng khá là thú vị
Yêu cầu tối thiểu
Vệ tinh F-1 phải được thiết kế và chế tạo đảm bảo các yêu cầu tối thiểu dưới đây sau khi được phân tách từ tên lửa đẩy:
* Phải tồn tại ít nhất 1 năm trên quỹ đạo dự kiến bằng việc phát tín hiệu beacon chứa callsign của vệ tinh và các thông tin cơ bản nhất về tình trạng của vệ tinh (gồm nhiệt độ, điện áp của các bộ phận quan trọng...)
* Phải chụp được ảnh độ phân giải thấp (640x480) của Việt Nam từ vũ trụ và gửi về trạm mặt đất
* Tốc độ truyền dữ liệu đạt 9600bps (bit/s)
Yêu cầu thách thức
Công nghệ vũ trụ rất rộng lớn, các nước khác đã đi trước Việt Nam nhiều năm và làm chủ các công nghệ này nên mục tiêu của các yêu cầu thách thức là để chúng ta rút ngắn khoảng cách trên và thử thách chính mình. Sau khi thu thập toàn bộ các yêu cầu, trong giai đoạn thiết kế, đội dự án sẽ phân tích và quyết định thực hiện những yêu cầu thách thức nào dựa trên giới hạn của vệ tinh và năng lực của đội.
Bạn có thể suy nghĩ và đưa ra các mong muốn và yêu cầu đối với F-1 tại đây. Hãy chú ý đến khả năng ứng dụng thực tế cũng như khả năng áp dụng cho vệ tinh micro tiếp theo khi đưa ra các yêu cầu thách thức. Chúng ta không thể nhảy 1 bước đến Mặt Trăng
1. Có thể điều khiển được F-1 để chụp ảnh các vùng khác trên Trái Đất
2. Có thể điều khiển được F-1 để chụp ảnh Mặt Trăng, các ngôi sao (cần có thuật toán tự động nhận dạng Mặt Trăng, các ngôi sao? chắc không, chỉ cần biết tọa độ và định hướng của vệ tinh là được)...
3. Demo khả năng chuyển đổi giữa 2 máy tính OBC (chính & phụ) để chứng tỏ F-1 có thể hoạt động được trong trường hợp có 1 board OBC gặp sự cố bất ngờ (bị ảnh hưởng xấu của các tia vũ trụ, thiên thạch nhỏ va phải...)
4. Có thể thay đổi các tham số của phần mềm điều khiển vệ tinh trên quỹ đạo, khả năng upload phần mềm điều khiển mới lên vệ tinh sau khi đã phóng
5. Thử nghiệm tính năng data relay của vệ tinh, tức là dùng vệ tinh để trung chuyển dữ liệu (ví dụ SMS) giữa 2 trạm mặt đất: station A <-> F-1 <-> station B. Nếu thử nghiệm thành công thì dịch vụ này có thể được cung cấp cho các tàu cá xa bờ để liên lạc với Việt Nam bằng SMS (tất nhiên sẽ có delay).
6. Satellite to act as digital repeater for ham radio community
7. Sử dụng các camera trên F-1 chụp ảnh ngay sau khi vệ tinh rời khỏi ống phóng P-POD. Hy vọng sẽ thu được hình ảnh của tên lửa đẩy đang cách xa dần F-1 cũng như hình ảnh của các vệ tinh nhỏ khác bay cùng đợt với F-1 (Kodak moment)
8. Điều khiển vệ tinh F-1 phát sóng bài ?oTiến quân ca? 1 lần/tháng khi nó bay qua Việt Nam. Sẽ phát sóng theo chế độ FM để cho bất cứ ai với 1 ăng ten yagi đơn giản và 1 máy thu FM đều có thể bắt được tín hiệu và nghe được bài hát này từ không gian. Mục đích để tăng cường ý thức của cộng đồng và khuyến khích mọi người quan tâm hơn về radio nghiệp dư và thám hiểm vũ trụ.
9. Dịch vụ gửi DNA của mọi người/loài vật tuyệt chủng... ra vũ trụ -> ví dụ như gửi 1 sợi tóc của mỗi người. Đề nghị xem xét dành 50g mass budget của F-1 cho việc này.
10. Tôi muốn F-1 có thể chụp ảnh Trái Đất vào ban đêm. Đây sẽ là 1 thách thức lớn cho module PSU và OBC.
11. Thực hiện một thí nghiệm cần điều kiện không trọng lượng/chân không trong nhiều tháng, và mang lại giá trị khoa học nhất định.
12. Dùng năng lượng Mặt Trời để thay đổi quỹ đạo bay của vệ tinh, nhờ vào tương tác lực giữa dòng điện (được điểu khiển chạy trên các bộ phận thích hợp của vệ tinh, sinh ra từ các pin Mặt Trời, hoặc thu nạp lại trên các thiết bị tiêu thụ) với từ trường Trái Đất.
13. Điều khiển khả năng định hướng thông qua hệ thống luân chuyển trọng tâm và mômen quán tính.
14. Điều khiển khả năng định hướng (trong thời hạn xác định trước - ví dụ 1 năm) bằng hộp phụt khí nén
15. Cho phép mọi người gửi tên & 1 lời nhắn miễn phí lên vũ trụ. Chúng ta có thể mở 1 trang web cho mọi người vào đăng ký và thu thập tất cả tên + lời nhắn của mọi người và ghi vào flashdisk của vệ tinh. Như thế sẽ tăng cường được sự quan tâm và tham gia của xã hội với vệ tinh F-1.

Hiện nay nhóm F-Space đã nhận được sự ủng hộ và mong muốn tham gia của rất nhiều bạn từ khắp nơi, cả trong và ngoài nước. Đây là 1 dự án có nhiều thách thức công nghệ mới nên F-Space luôn trân trọng mọi sự đóng góp ủng hộ của cộng đồng. Nhóm đang nghiên cứu xây dựng 1 môi trường làm việc để các thành viên cũng như những người có quan tâm có thể dễ dàng chia sẻ thông tin cũng như trao đổi về yêu cầu hay thiết kế cho vệ tinh F-1.
Nếu quan tâm đến dự án này, mời bạn vào tìm hiểu thêm thông tin tại đây http://wiki.svfpt.net/
Cheers,

Buổi Giao Lưu về Công Nghệ Vũ Trụ tại Việt Nam
Hiện nay có khá nhiều bạn đang quan tâm đến Công Nghệ Vũ Trụ và dự án chế tạo vệ tinh ở Việt Nam. Nhân dịp anh VTT vào TP.HCM công tác, CLB Thiên Văn Nghiệp Dư TP.HCM sẽ tổ chức một buổi giao lưu xoay quanh Công nghệ Vũ Trụ, ngành công nghệ trang trong gian đoạn khởi đầu ở Việt Nam. Hi vọng các bạn sẽ có thêm nhiều thông tin và kiến thức từ anh VTT là người đang trực tiếp tham gia vào các dự án chế tạo vệ tinh nhân tạo ở Việt Nam.
Thời Gian: 8h sáng ngày CN 18/1/2008
Địa Điểm: Phòng Họp Chung Cư 139 Lý Chính Thắng, Quận 3, TP.HCM
Liên Hệ để biết thêm chi tiết: Nguyễn Anh Tuấn : 0989.071359
(Chủ nhiệm CLB Thiên Văn Nghiệp Dư TP.HCM)

Cảm ơn Tuấn đã giúp thông báo với các bạn HAAC. Lần gặp gỡ trước thời gian quá ngắn ngủi nên chắc chắn lần này sẽ có nhiều thời gian để trao đổi và giao lưu với các bạn nhiều hơn
Ngoài ra, nhóm FSpace có viết những bản tin định kỳ (dạng PDF) để chia sẻ thông tin với những bạn có quan tâm đến dự án chế tạo vệ tinh nano F-1 có thể theo dõi tại địa chỉ http://wiki.svfpt.net/index.php/FSpace:H%E1%BB%8Dp_m%E1%BA%B7t
Cheers,
Được vtt sửa chữa / chuyển vào 00:05 ngày 13/01/2009

Update thông tin cho những bạn có quan tâm đến dự án chế tạo vệ tinh nano F-1. Thời gian vừa rồi nhóm FSpace đã thành công trong việc thu tín hiệu APT (Automated Picture Transmission) từ vệ tinh khí tượng NOAA (của Mỹ) với thiết bị USRP+TVRX (Software Defined Radio) và ăng ten vô hướng Double Cross dipole tự chế. Tín hiệu của vệ tinh NOAA 17 đã được ghi âm lại dưới dạng file WAV (http://fspace.uuuq.com/20090214_1017_NOAA-17_part.wav 1.4MB) và có thể sử dụng chương trình APTDecoder (http://www.poes-weather.com/) để giải mã ra hình ảnh mây vệ tinh như chúng ta thường thấy trong các chương trình dự báo thời tiết.
Một số hình ảnh về nhóm FSpace trong buổi họp mặt và thu tín hiệu vệ tinh ngày 7/2/2009



Còn đây là kết quả thu được sau khi giải mã tín hiệu APT thành ảnh mây vệ tinh:
NOAA15 (lần đầu tiên thu được ngày 4/2 nên hãy còn thiếu kinh nghiệm trong việc giữ cho tín hiệu ổn định dẫn đến hình ảnh sáng tối không đều):

NOAA 17

NOAA 18

Xin đuợc hỏi anh một trong số những điều tôi rất quan taam vì dự án quá thú vị.
Tôi chưa hiểu lắm cách tham gia thế nào, nhưng tôi quan tâm đến nguồn điện cấp cho vệ tinh. Nhóm dự án đã quyết về phương án cho phần này chưa? Nếu chưa quyết định, tôi có một đề nghị về dùng nguồn phát điện dựa trên đồng vị phóng xạ dùng làm nguồn điện chính/ hoặc nguồn bổ sung.

Chào bạn ntdu,
Về nguồn điện cấp cho vệ tinh, nhóm đang sử dụng pin mặt trời + mạch sạc pin + pin sạc NiMH (để cấp điện khi F-1 đi vào vùng tối bị Trái Đất che khuất). Ý tưởng sử dụng nguồn phát điện dựa trên đồng vị phóng xạ cũng rất thú vị tuy nhiên đối với vệ tinh nhỏ như F-1 thì bị giới hạn về kích thước (10x10x30cm) và khối lượng (<3kg) nên bạn có thể cung cấp thêm thông tin về thiết bị này được không?
Theo thiết kế hiện tại, module nguồn (PSU) của vệ tinh F-1 nặng dưới 500g.

Cảm ơn anh cho thông tin về trọng lượngn của nguồn. Tôi cũng đã thiết kế nguồn, nhưng cho mục đích khác, 1,7 kg.
Như vậy, tôi sẽ xem lại khả năng giảm kích thước và cung cấp thiết kế nếu nó có đủ điênù kiện về trọng lượng và công suất. Nguốn của tôi thiết kể dựa trên đồng vị phát bức xạ positron, chứ không thiết kế theo các nguòn phóng xạ-thiệt như đã sử dụng trên Sputnik. Nguồn xạ-nhiệt dùng các đồng vị phát alpha như Strontium chỉ lắp được trên các vệ tinh lớn và đèn biển. Với hệ nguồn này, tôi không dám chắc nhưng hy vọng có thể giảm được trọng lượng và tăng được công suất của nó. Nếu thành công sẽ post sớm.

Vệ tinh Sputnik sử dụng pin dự trữ mà bạn.
Theo mình, với trình độ công nghệ của Việt Nam và khả năng hiện tại của nhóm thiết kế, bộ nguồn dùng đồng vị phóng xạ là một ý tưởng khá xa vời. Trên các vệ tinh thăm dò hiện đại người ta có sử dụng Plutonium làm nguồn phóng xạ chính, tuy nhiên nói chung các nguồn phóng xạ này rất nguy hiểm và là vấn đề nhạy cảm, thuộc quản lí của Nhà nước và một số cơ quan hữu quan. Theo mình đc biết thì chỉ có thể kiếm đc 1 số loại phóng xạ này ở nhà máy điện nguyên tử Đà Lạt (thực ra đó là một phòng thí nghiệm nguyên tử thì đúng hơn).
@vtt: tại sao lại phải sử dụng mạch sạc pin và bộ pin NiMH hả anh? Chúng ta hoàn toàn có thể thiết kế với bộ pin Lithium và một mạch sạc đơn giản. Mặc dù pin Lithium có dung lượng ko cao bằng nhưng tuổi thọ lớn hơn, ổn định hơn và thời gian sạc nhanh hơn nhiều. Trong pin Lithium lúc mua người ta cũng tích hợp sẵn 1 mạch tự ngắt khi pin đầy nên sẽ đơn giản hơn cho chúng ta khi thiết kế mạch sạc pin. Nhược điểm dung lượng pin có thể khắc phục đc bằng cách ghép nhiều pin với nhau mà anh!