Ứng dụng công nghệ vũ trụ trong phát triển kinh tế - xã hội.
Tại Việt Nam, công nghệ vũ trụ bước đầu được ứng dụng rộng rãi là viễn thám, nhằm triển khai phục vụ phát triển đa ngành, đa lĩnh vực. Viễn thám là khoa học thu nhận, xử lý và suy giải các hình ảnh thu nhận từ trên không của Trái đất để nhận biết được các thông tin về đối tượng trên bề mặt Trái đất mà không cần tiếp xúc nó. Như vậy, viễn thám là phương pháp thu nhận thông tin khách quan về bề mặt Trái đất và các hiện tượng trong khí quyển nhờ các máy thu được đặt trên máy bay, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ. Công nghệ viễn thám đang trở thành công nghệ chủ đạo cho công tác giám sát đa ngành, đa lĩnh vực ở nước ta hiện nay. Hiện trạng ứng dụng công nghệ viễn thám trong các bộ/ngành, địa phương gồm:
Ứng dụng công nghệ viễn thám trong công tác khí tượng và điều tra cơ bản, giám sát tài nguyên. Nước ta nằm trong vùng có nhiều hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, áp thấp nhiệt đới, mưa lớn, lốc.... Để có thể dự báo thời tiết và theo dõi dự báo các hiện tượng trên, không có phương pháp nào hiệu quả bằng phương pháp viễn thám kết hợp với các phương pháp truyền thống. Trong các nghiên cứu địa chất và tìm kiếm thăm dò khoáng sản, ảnh vệ tinh đem lại nhiều thông tin mới mà bằng các phương pháp truyền thống khó hoặc không đạt được; mặt khác cho phép giảm đáng kể khối lượng công tác thăm dò, tìm kiếm và khảo sát ngoài thực địa. Nhờ đó có thể rút ngắn thời gian khảo sát, tiết kiệm được nhiều công sức và tiền của, nhất là đối với những vùng núi, khó đến. Như vậy, nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong công tác khí tượng và điều tra, quản lý tài nguyên và đo đạc bản đồ ở nước ta trong giai đoạn 2020-2030 là rất lớn và rất cấp bách. Mặt khác, với hơn 3.000 km bờ biển, với hàng triệu km2 thềm lục địa và hơn 3.000 hòn đảo, quần đảo, biển có ý nghĩa quan trọng đặc biệt đối với Việt Nam. Để điều tra nghiên cứu biển, thời gian qua nước ta đã tiến hành một số chương trình nghiên cứu khoa học cấp nhà nước và cấp bộ, trong đó công nghệ viễn thám bước đầu mới được ứng dụng để khảo sát xói lở, bồi tụ dải ven biển và thử nghiệm thành lập bản đồ trường nhiệt lớp nước mặt. Trong khi đó, công nghệ viễn thám có khả năng dùng để nghiên cứu rất nhiều yếu tố hải dương học và nguồn lợi hải sản... Vì vậy, nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám để nghiên cứu biển và nguồn lợi hải sản của nước ta là rất lớn.
Ứng dụng công nghệ viễn thám trong bảo vệ môi trường, phòng chống thiên tai. Ở nước ta, cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, bên cạnh các mặt tích cực, nhiều mặt tiêu cực đã bộc lộ như: sử dụng đất đai không hợp lý dẫn đến thoái hoá đất, cân bằng sinh thái ở nhiều nơi bị phá vỡ, ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng, thiên tai ngày càng trầm trọng... Trong tình hình đó, các nhiệm vụ hàng đầu là theo dõi lũ lụt, giám sát hiện tượng sạt lở bờ biển, bờ sông, các tai biến địa chất, cháy rừng và điều tra hiện trạng môi trường, giám sát ô nhiễm do chất thải công nghiệp và dầu tràn... Các hiện tượng trên thường diễn ra trên phạm vi rộng và bao gồm cả vùng sâu, vùng xa, biển khơi, hải đảo... Mặt khác, các hiện tượng đó diễn ra trong những khoảng thời gian không định trước... Với đặc điểm trên, chỉ có công nghệ viễn thám, nhờ khả năng bao quát các vùng rộng lớn với chu kì quan sát lặp lại khác nhau và quan sát trong bất kì thời tiết nào, mới có thể đáp ứng được một phần các yêu cầu về giám sát môi trường và thiên tai.
Ngoài nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong công tác điều tra cơ bản phục vụ nhiều mục đích như đã nêu ở phần trên, một số chương trình phát triển kinh tế - xã hội thời kỳ 2016-2020 đòi hỏi những thông tin chuyên dụng mà chỉ có ứng dụng công nghệ viễn thám mới có thể đáp ứng tốt được. Một số yêu cầu tiêu biểu về mặt này là cung cấp thông tin cho công tác quản lý nuôi trồng thuỷ sản ven bờ và từng bước phục vụ đánh bắt hải sản xa bờ, thông tin về mùa màng phục vụ quản lý dải ven bờ, cũng như quy hoạch vùng, quy hoạch ngành phục vụ chuyển dịch cơ cấu kinh tế. Bên cạnh đó, cần triển khai ứng dụng công nghệ viễn thám để đảm bảo đầy đủ hơn cơ sở khoa học - kỹ thuật cũng như rút ngắn thời gian thực hiện công tác quy hoạch và thiết kế mạng lưới giao thông, phát triển đô thị, xây dựng các công trình thuỷ điện...
Trong những năm gần đây, với sự tiến bộ trong chế tạo các bộ cảm biến và công nghệ máy tính, dữ liệu viễn thám ngày càng trở nên phổ biến và được khai thác, sử dụng rộng rãi. Hiện tại, hơn 1.000 vệ tinh viễn thám đã được phóng lên quỹ đạo và dữ liệu thu được tại trạm thu ảnh vệ tinh được tích luỹ với tốc độ Terabyte mỗi ngày. Theo thống kê của Hệ thống thông tin và dữ liệu hệ thống quan sát Trái đất (EOSDIS), hiện tại EOSDIS quản lý hơn 9 Petabyte dữ liệu và hàng ngày nhận thêm 6,4 Terabyte vào kho lưu trữ. Ở cơ quan vũ trụ châu Âu, lượng dữ liệu ảnh viễn thám thu nhận được đã vượt quá 1,5 Petabyte, còn nếu xét tổng dung lượng dữ liệu viễn thám đã thu nhận được thì đã đạt tới đơn vị Zetabyte (109 Terabyte). Thêm vào đó, dữ liệu viễn thám có cấu trúc rất phức tạp, nhiều định dạng như Geotiff, ASCII, HDF… và không có sự tương tác giữa các loại dữ liệu từ các vệ tinh viễn thám khác nhau, do đó cần phải thiết kế hệ thống có kiến trúc lưu trữ loại big data cho dữ liệu viễn thám này. Một vấn đề nữa là xử lý dữ liệu viễn thám đặt ra yêu cầu cao về hiệu năng tính toán. Một mặt, với sự cải tiến liên tục về chất lượng và độ chính xác của dữ liệu, dữ liệu có độ phân giải cao hơn cần được xử lý; mặt khác, với sự phát triển của các thuật toán như học máy và học sâu, các thuật toán xử lý dữ liệu viễn thám ngày càng trở nên phức tạp. Để giải quyết các vấn đề trên, đã có những nỗ lực to lớn tập trung vào cả tính khả dụng của dữ liệu viễn thám và khả năng xử lý. Để đảm bảo tính sẵn sàng ở mức độ cao của dữ liệu viễn thám, các hệ thống lưu trữ phân tán đã được áp dụng rộng rãi.
Định hướng nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vũ trụ trong thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội tại Việt Nam
Trong bối cảnh phát triển của các lĩnh vực KH&CN có liên quan đến công nghệ vũ trụ, đặc biệt là Cách mạng công nghệ 4.0, một số định hướng chính làm căn cứ xây dựng mục tiêu và nội dung ứng dụng công nghệ vũ trụ trong giai đoạn tới được đề xuất, bao gồm:
Một là, tiếp tục thúc đẩy triển khai chương trình KH&CN cấp quốc gia về công nghệ vũ trụ theo hướng tăng cường định hướng ứng dụng, mở rộng phạm vi ứng dụng trong mọi mặt của nền kinh tế - xã hội; tăng cường các nghiên cứu trong không gian vũ trụ với sự hợp tác của các quốc gia như Nhật Bản, Hoa Kỳ, và châu Âu... trong các lĩnh vực quan trọng như vật liệu mới, sinh học phân tử; thúc đẩy nghiên cứu cơ bản định hướng ứng dụng, đặc biệt trong các lĩnh vực công nghệ chủ chốt của cuộc Cách mạng công nghệ 4.0 như trí tuệ nhân tạo (AI); xử lý dữ liệu lớn (bigdata); điện toán đám mây (cloud computing); thực tế ảo (VR), thực tế tăng cường (AR)...
Hai là, tiếp tục nghiên cứu làm chủ đầy đủ các công nghệ thiết kế, chế tạo vệ tinh nhỏ phục vụ viễn thám trái đất, trước mắt đáp ứng nhu cầu trong nước, tiến tới xuất khẩu vệ tinh nhỏ sang các nước trong khu vực.
Ba là, từng bước hoàn chỉnh việc làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo và phóng vệ tinh nhỏ lên quỹ đạo thấp, phấn đấu tự đưa được chùm vệ tinh nhỏ của Việt Nam lên quỹ đạo đồng bộ mặt trời.
Bốn là, nghiên cứu, phát triển các công nghệ thu thập, xử lý dữ liệu viễn thám đa tầng sử dụng bóng thám không, thiết bị bay không người lái (UAV)... nhằm đa dạng hóa, nâng cao độ chính xác của dữ liệu viễn thám. Đồng thời, cần đẩy mạnh các nghiên cứu khoa học nền, nghiên cứu cơ bản có chọn lọc liên quan đến KH&CN vũ trụ như vật lý, vật liệu, thiên văn học, vật lý thiên văn, vật lý khí quyển… nhằm tạo nền tảng khoa học cho việc phát triển công nghệ, đào tạo nhân lực.
*
* *
Khoa học công nghệ vũ trụ đã và đang trở thành ngành kinh tế - kỹ thuật mũi nhọn của nhiều quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triển. Sự phát triển của lĩnh vực công nghệ cao này có tác động quan trọng đến sự phát triển chính trị, kinh tế, xã hội và các mối quan hệ ngoại giao của một quốc gia, việc xây dựng chương trình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vũ tại Việt Nam giai đoạn tới sẽ góp phần phục vụ thiết thực và có hiệu quả các nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội, quản lý tài nguyên, giám sát môi trường và thiên tai cũng như nhiệm vụ bảo vệ tổ quốc theo đúng phương châm kết hợp phát triển kinh tế - xã hội với nhiệm vụ an ninh - quốc phòng, góp phần nâng cao vị thế quốc tế, tiềm lực khoa học công nghệ và sức mạnh của đất nước. Đi thẳng vào công nghệ hiện đại, đồng thời phải xuất phát từ yêu cầu thực tế, phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội của đất nước, phát huy tối đa tiềm lực trí tuệ con người Việt Nam; bắt đầu từ việc tiếp nhận chuyển giao công nghệ, tiến tới cải tiến và làm chủ công nghệ; mở rộng quan hệ quốc tế, đa dạng hoá, đa phương hoá nhưng có lựa chọn trọng điểm nhằm thu hút đầu tư, xây dựng đội ngũ cán bộ, tiếp thu công nghệ hiện đại để đẩy nhanh quá trình ứng dụng và phát triển công nghệ vũ trụ ở Việt Nam.