Quân đội Anh thử nghiệm liên lạc vệ tinh quang học bằng laser, hướng tới truyền dữ liệu nhanh và kín đáo hơn trên chiến trường

Bộ Quốc phòng Anh đang thúc đẩy một hướng đi mới cho hạ tầng thông tin quân sự: sử dụng liên lạc vệ tinh quang học, tức truyền dữ liệu bằng chùm sáng laser thay vì sóng vô tuyến truyền thống. Theo Phòng thí nghiệm Khoa học và Công nghệ Quốc phòng Anh (Dstl), cơ quan này đã hoàn tất các cuộc thử nghiệm thực địa với một trạm mặt đất quang học cơ động do công ty Archangel Lightworks của Anh phát triển. Mục tiêu là mang lại đường truyền nhanh hơn và an toàn hơn cho binh sĩ trong các chiến dịch.

Thiết bị được thử nghiệm mang tên TERRA-M, một trạm mặt đất “deployable” – nghĩa là có thể nhanh chóng vận chuyển và triển khai đến nơi cần dùng bằng xe quân sự hoặc máy bay, thậm chí đặt trên nóc tòa nhà. Theo Archangel Lightworks, mỗi thiết bị cao hơn 1 mét và đường kính khoảng 0,7 mét, nhỏ hơn đáng kể so với các trạm quang học mặt đất truyền thống. Dù kích thước gọn, hệ thống vẫn có thể truyền và nhận dữ liệu ở tốc độ lên tới 10 Gbps, tức 10 gigabit mỗi giây, mức đủ để tải xuống lượng dữ liệu rất lớn chỉ trong thời gian ngắn.

Trong thử nghiệm, Dstl cho biết hệ thống đã tải xuống “nhiều gigabyte” dữ liệu từ một vệ tinh ở quỹ đạo Trái Đất tầm thấp, hay LEO (Low Earth Orbit) – khu vực quỹ đạo thường nằm tương đối gần Trái Đất, giúp giảm độ trễ và tăng hiệu quả truyền dữ liệu. Toàn bộ quá trình diễn ra trong một lần vệ tinh bay qua kéo dài khoảng 90 giây. Đây là chi tiết đáng chú ý, bởi thời gian liên lạc với vệ tinh LEO thường ngắn, nên hệ thống phải vừa bắt bám mục tiêu chính xác vừa truyền dữ liệu với tốc độ rất cao để tận dụng tối đa từng lượt bay qua.

Công nghệ của Archangel Lightworks dựa trên laser hồng ngoại sóng ngắn, hay short-wave infra-red laser. Đây là loại tia sáng không nhìn thấy bằng mắt thường, có thể tạo ra kênh truyền dữ liệu hẹp và định hướng mạnh. So với chùm sóng vô tuyến (radio frequency) vốn dễ lan tỏa rộng hơn, tín hiệu laser khó bị đối phương phát hiện, gây nhiễu hoặc chặn thu hơn. Nói cách khác, liên lạc quang học giúp giảm nguy cơ bị nghe lén và tăng khả năng hoạt động bí mật – yếu tố đặc biệt quan trọng trong môi trường quân sự.

Một điểm đáng chú ý khác là TERRA-M được thiết kế để tương thích với các tiêu chuẩn liên lạc laser vệ tinh đang hình thành trên thị trường. Công ty cho biết hệ thống là dạng “software-defined”, tức nhiều chức năng được điều khiển bằng phần mềm thay vì phụ thuộc cố định vào phần cứng. Cách tiếp cận này cho phép trạm mặt đất sử dụng nhiều giao thức khác nhau và tái cấu hình theo từng lần vệ tinh bay qua nếu cần. Với lĩnh vực đang phát triển nhanh như truyền thông laser không gian, khả năng linh hoạt này có thể giúp hệ thống thích nghi tốt hơn với các vệ tinh và mạng lưới tương lai.

Ngoài mức 10 Gbps hiện tại, Archangel Lightworks cho biết công nghệ này về lâu dài có thể mở rộng lên downlink ở cấp Tbps, tức terabit mỗi giây. Downlink là chiều truyền dữ liệu từ vệ tinh xuống mặt đất, còn Tbps là đơn vị tốc độ cao hơn rất nhiều so với Gbps. Nếu đạt được ngưỡng này, các vệ tinh có thể chuyển về Trái Đất khối lượng dữ liệu khổng lồ, từ hình ảnh trinh sát, dữ liệu cảm biến cho tới thông tin tác chiến, trong thời gian ngắn hơn đáng kể so với các hệ thống hiện nay.

Giới chức Anh nhấn mạnh không gian đang trở thành thành phần cốt lõi trong liên lạc quân sự hiện đại, giúp hải quân, lục quân và không quân duy trì kết nối khi hoạt động ở nhiều khu vực khác nhau. Theo Bộ trưởng phụ trách Sẵn sàng Quốc phòng và Công nghiệp Luke Pollard, phát triển liên lạc laser sẽ giúp vệ tinh của Anh trao đổi với các căn cứ mặt đất nhanh hơn, an toàn hơn và ít bị can thiệp hơn. Về phía doanh nghiệp, Archangel Lightworks mới đây cũng huy động được hơn 10 triệu bảng Anh trong vòng gọi vốn Series A – giai đoạn đầu tư thường dùng để mở rộng thương mại hóa sản phẩm sau khi công nghệ đã chứng minh được tiềm năng.

Động thái của Anh diễn ra trong bối cảnh các cường quốc quân sự ngày càng chú trọng hạ tầng dữ liệu ngoài không gian. Tại Mỹ, Lực lượng Không gian Mỹ đã trao cho SpaceX hợp đồng trị giá 2,29 tỷ USD để phát triển chương trình Space Data Network Backbone. Đây được định hướng là một chòm vệ tinh LEO – tức mạng gồm nhiều vệ tinh phối hợp hoạt động như một hệ thống thống nhất – nhằm cung cấp dịch vụ dữ liệu dung lượng cao và độ trễ thấp cho quân đội Mỹ. “Độ trễ thấp” nghĩa là thời gian phản hồi giữa gửi và nhận dữ liệu được rút ngắn, điều rất quan trọng với các nhiệm vụ cần quyết định gần như tức thời. Theo kế hoạch, SpaceX phải bàn giao năng lực nguyên mẫu hoạt động đầy đủ vào cuối năm 2027.