Hoạt động nghiên cứu vật lý vũ trụ tại trạm Hòn Chồng, Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang (giai đoạn 1979-2016)

Những quan trắc, đo đạc đầu tiên về không gian ở Nha Trang đã được các nhà khoa học thuộc Trung tâm Viễn thông Quốc gia Pháp thực hiện (đo đạc các thông số điện ly theo phương pháp thăm dò thẳng đứng) vào những năm 1951–1956.

Giai đoạn 1979-1990:

Để hợp tác nghiên cứu khoa học vũ trụ với các nước XHCN, đầu năm 1978 Viện Khoa học Việt Nam (tiền thân của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) thành lập Trung tâm Nghiên cứu Không gian do TS. Hàn Đức Phú làm Giám đốc.

1979: Viện trưởng Viện Khoa học Việt Nam ra quyết định thành lập Trạm Quan trắc Vệ tinh thuộc Trung tâm Nghiên cứu Không gian do TS. Nguyễn Ngân làm trưởng Trạm. Trong năm 1979 các thành viên của Trạm cùng các chuyên gia của Hội đồng Thiên văn Liên Xô đã đi thực địa lựa chọn địa điểm để xây dựng Trạm. Đầu năm 1980, được đồng ý của Chính phủ và Ủy ban Nhân dân tỉnh Phú Khánh, Hòn Chồng (tọa độ 12°16’17”N, 109°12’20”E) được chọn để xây dựng Trạm Quan trắc Vệ tinh.

1980-1984: Trong khuôn khổ hợp tác của Chương trình nghiên cứu vũ trụ Intercosmos, các nước XHCN mà cụ thể là Liên Xô, Tiệp Khắc, Ba Lan đã giúp xây dựng Trạm Quan trắc Vệ tinh tại Hòn Chồng, Nha Trang, và trang bị các máy móc để quan trắc quỹ đạo vệ tinh, bao gồm hệ máy thu phát chụp ảnh vệ tinh AFU 75, hệ máy LASER đo khoảng cách đến vệ tinh.


Hệ máy chụp ảnh vệ tinh AFU 75 và Hệ máy phát LASER tại Trạm Quan trắc Vệ tinh
1985: Trạm được Cộng hòa dân chủ Đức lắp đặt một hệ máy thu tín hiệu vệ tinh địa tĩnh theo phương pháp phân cực hai kênh để phục vụ nghiên cứu tầng Điện ly Việt Nam. Cuối năm đó một kính thiên văn lớn cũng được đưa từ Đài thiên văn Phú Liễn về Trạm.


Máy thu tín hiệu vệ tinh địa tỉnh theo phương pháp phân cực hai kênh của CHDC Đức
1986: Liên Xô tiếp tục trang bị cho Trạm một hệ thống thu tín hiệu vệ tinh tầng thấp để thu thập số liệu về tầng điện ly.

Trong quá trình hoạt động của Trạm, hàng chục lượt chuyên gia các nước (Liên Xô, Tiệp Khắc, Ba Lan và Đông Đức) đã sang cùng các cán bộ Việt Nam làm việc và nghiên cứu. Các thiết bị khoa học ở Trạm hoạt động tương đối tốt, đã tổ chức chụp ảnh, quan trắc các vệ tinh Starlette (Pháp), Ajsai (Nhật), Geo C (Mỹ); thu thập số liệu nghiên cứu tầng điện ly; chụp ảnh mặt trời, quan trắc vết đen mặt trời, quan trắc sao chổi Halley; hợp tác với Cục Bản đồ Nhà nước xác định tọa độ bằng đo thiên văn, Doppler và GPS.

Các hoạt động nghiên cứu vật lý vũ trụ của Trạm quan trắc Hòn Chồng chỉ kéo dài đến năm 1990 do không còn kinh phí thực hiện (vì sự tan rã của các nước XHCN ở Liên Xô và Đông Âu).


Trạm Hòn Chồng Nha Trang xưa và nay
Từ năm 2010 đến nay, Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang hợp tác với Viện Vật lý TP. Hồ Chí Minh, Viện Vật lý địa cầu và các cơ quan nghiên cứu nước ngoài để tiếp tục các hoạt động nghiên cứu vũ trụ. Cụ thể là:

Giai đoạn 2010-2012:

Tham gia thực hiện đề tài KHCN Vũ trụ cấp nhà nước do PGS.TS. Hoàng Thái Lan chủ trì “Nghiên cứu đặc điểm khí quyển vùng xích đạo từ Việt Nam phục vụ ứng dụng công nghệ vũ trụ trong dự báo khí quyển ở khu vực này” (2010-2011). Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu, làm rõ những yếu tố và các quá trình vật lý cơ bản mang tính đặc thù của khí quyển tầng cao vùng xích đạo từ Việt Nam, nghiên cứu ứng dụng công nghệ và thông tin vũ trụ để xây dựng giải pháp dự báo trạng thái khí quyển tầng cao vùng xích đạo từ Việt Nam và đào tạo chuyên gia thuộc lĩnh vực ứng dụng công nghệ vũ trụ trong dự báo trạng thái tầng điện ly. Đề tài được nghiệm thu đạt loại Khá theo Quyết định số 847/QĐ-KHCNVN ký ngày 27/6/2012. Các kết quả chính của đề tài bao gồm những nội dung sau:
• Xây dựng Bộ Số liệu điện ly hoàn chỉnh đầu tiên với các thông số điện ly cơ bản cho vùng xích đạo từ Việt Nam;
• Xây dựng cơ sở dữ liệu TEC từ hệ thống vệ tinh GPS cho TP. Hồ Chí Minh;
• Nghiên cứu và đánh giá các đặc trưng cơ bản của các lớp điện ly E, F1, F2 và các dị thường Es, Fs vùng xích đạo từ Việt Nam;
• Nghiên cứu, tổng hợp và phân tích thông tin về các mô hình khí quyển tầng cao trên thế giới phục vụ cho mục tiêu dự báo thời tiết vũ trụ. Thử nghiệm một giải pháp thích hợp cho Việt Nam. Bước đầu tính toán công thức dự báo tần số tới hạn cho lớp F1 và F2 áp dụng cho thành phố Hồ Chí Minh và Nha Trang;
• Lắp đặt mới một hệ thiết bị quan trắc nhiễu loạn khí quyển (AWESOME) trong Hệ thống “Nghiên cứu Thời tiết vũ trụ” toàn cầu do Liên Hợp Quốc chủ trì;
• Đào tạo cán bộ nghiên cứu trẻ, phối hợp với Viện nghiên cứu và ứng dụng Nha Trang thành lập nhóm nghiên cứu chung theo hướng phục vụ công nghệ vũ trụ nhằm sử dụng có hiệu quả nhất tiềm năng con người và cơ sở vật chất của Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
11/2010: Một thiết bị thu tín hiệu vệ tinh GPS và vệ tinh C/NOFS phục vụ dự báo nhiễu loạn điện ly xích đạo do Mỹ (Center for Geospace Studies, SRI International, Menlo Park, California) trang bị tại Trạm Hòn Chồng Nha Trang.


Thiết bị thu tín hiệu vệ tinh GPS và vệ tinh C/NOFS
10/2011: Một hệ thống thu VLF của đề án AWESOME do đại học Stanford Mỹ cung cấp, thông qua chương trình ISWI quốc tế do Liên hiệp quốc (LHQ) khởi xướng và chủ trì đã được triển khai lắp đặt tại Trạm Hòn Chồng, Nha Trang. Đây là đề án hợp tác quốc tế do Viện Vật lý TP. Hồ Chí Minh chủ trì và được ký kết với Đại học Stanford. Đề án này được phối hợp thực hiện bởi Viện Vật lý TP. Hồ Chí Minh và Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang.


Hệ máy AWESOME thu tín hiệu VLF và các anten
11/2011: Các máy Sunphotometer CIMEL, Pyranometer (CM 22 và SPN1) và Pyrgeometer (CG4) đo Sol khí và bức xạ Mặt trời (tổng xạ, tán xạ và bức xạ hồng ngoại) do Viện Vật lý địa cầu hợp tác với các cơ quan NASA và Hải quân Mỹ đặt tại trạm Hòn Chồng.


Các máy đo sol khí và bức xạ Mặt trời
Giai đoạn 2013-2016:

Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang chủ trì thực hiện đề tài Công nghệ vũ trụ cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật VLF (tần số rất thấp) trong khảo cứu tầng điện ly”. Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu để làm chủ kỹ thuật thăm dò khí quyển dựa trên cơ chế truyền dẫn sóng vô tuyến tần số rất thấp (VLF = 3-30 kHz), ứng dụng kỹ thuật VLF để nghiên cứu nhiễu loạn lớp D của tầng điện ly bị tác động bởi bùng nổ Mặt Trời tại Việt Nam, tiếp cận các kỹ thuật để chế tạo thử nghiệm 1 môđun thu tín hiệu VLF đơn giản cho mục đích khảo sát các nhiễu loạn bất ngờ của lớp D tầng điện ly do tác động bùng nổ của Mặt Trời. Đề tài được nghiệm thu loại đạt Khá theo Quyết định số 1651/QĐ-VHL ký ngày 09/10/2015. Những kết quả chủ yếu của đề tài là:

Nhóm nghiên cứu đã cài đặt, cải tiến và sử dụng các chương trình xử lý để thực hiện việc xử lý số liệu của máy thu AWESOME. Những kết quả xử lý số liệu bước đầu cho thấy hệ máy thu AWESOME tại Nha Trang, Khánh Hòa có thể phát hiện kịp thời và chính xác hầu hết các nhiễu loạn tầng Điện ly bất ngờ gây bởi sự bùng nổ sắc cầu trên mặt trời.


Kết quả quan trắc nhiễu loạn tầng Điện ly bất ngờ xảy ra lúc 23h16 UT ngày 23/9/2014
bằng máy thu AWESOME tại Nha Trang



Kết quả quan trắc nhiễu loạn tầng Điện ly bất ngờ xảy ra lúc 8h53 UT ngày 04/12/2014
bằng máy thu AWESOME tại Nha Trang
Nhóm nghiên cứu đã hoàn thành việc chế tạo máy thu VLF dạng SID, viết thành công các chương trình thu thập và xử lý số liệu.


Máy thu VLF, chương trình Labview và kết quả thu
Những kết quả xử lý số liệu máy thu VLF tại Nha Trang (thu tín hiệu phát tần số 21,1 kHz cuả Trạm 3SA, Trung Quốc) phù hợp với các kết quả được công bố về máy thu VLF tại Trạm A118, Pháp (thu tín hiệu phát tần số 22,1 kHz của Trạm GQD, Anh và tín hiệu phát tần số 23,4 kHz của Trạm DHO38, Đức). Từ tháng 09/2014 đến 05/2016, một khối lượng lớn các số liệu quan trắc tại Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã được thu thập và xử lý.


Kết quả quan trắc nhiễu loạn do bùng nổ sắc cầu mặt trời cấp M1.4 xảy ra
lúc 09:44 UT (16:44 LT) ngày 21/8/2015 tại trạm A118-Pháp (trên) và tại Nha Trang-Việt Nam (dưới)
Tham gia thực hiện đề tài Công nghệ vũ trụ cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam “Nghiên cứu ứng dụng sự phản xạ sóng vô tuyến HF từ tầng điện ly trong kỹ thuật truyền thông tin tại khu vực Nam bộ”. Mục tiêu chính của đề tài là sử dụng kết quả quan trắc tầng Điện ly xích đạo từ của Việt Nam để rút ra những quy luật địa phương áp dụng trong tính toán các công thức dự báo tần số của các đường truyền thông tin HF trên lãnh hải Việt Nam và xác định dải tần số làm việc tối ưu cho các lớp điện ly, theo mùa và theo độ hoạt động của Mặt Trời áp dụng cho các vùng duyên hải, trong đó có thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa. Đề tài được nghiệm thu đạt loại Khá theo Quyết định số 334/QĐ-VHL ký ngày 14/3/2016. Đề tài đã có những đóng góp mới như sau:

• Lần đầu tiên công bố đầy đủ 6 thông số điện ly cơ bản của vùng xích đạo từ Việt Nam và thử nghiệm kết quả nghiên cứu cơ bản về điện ly trong truyền sóng HF qua tầng điện ly khu vực miền nam Việt Nam.
• Lần đầu tiên đưa ra các công thức thực nghiệm cho dự báo truyền sóng HF tại Việt Nam.
• Đánh giá toàn diện thực trạng sử dụng sóng HF tại khu vực Nam Trung bộ và Nam bộ. Đề xuất giải pháp thích hợp cho điều kiện thực tế hiện nay.

Đồ thị foF2 dự báo cho các năm 2014-2019 cho Nha Trang, Khánh Hòa
Hiện nay, Trạm Hòn Chồng Nha Trang đang được đầu tư, nâng cấp thành Trung tâm Nghiên cứu tiên tiến và sáng tạo Hòn Chồng tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển các ngành khoa học của Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang, trong đó có ngành Vật lý vũ trụ.

Một số công bố về nghiên cứu Vật lý vũ trụ tại Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang

ThS Vĩnh Hào
Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang
Xử lý tin: Bích Diệp


Nguồn: http://www.vast.ac.vn/tin-tuc-su-kie...doan-1979-2016