Dũng Virgo
Một mẫu máy bay không người lái chuyên dụng của Thụy Sĩ vừa ghi dấu mốc đáng chú ý trong lĩnh vực quan trắc khí tượng. Drone Strato do công ty Meteomatics phát triển đã đạt độ cao 10.438 m trong một chuyến bay thử nghiệm, trở thành drone đa cánh thực hiện nhiệm vụ đo khí quyển ở độ cao lớn nhất theo công bố của nhà phát triển.
Cột mốc này không chỉ nằm ở con số độ cao. Strato được thiết kế để thu thập dữ liệu trực tiếp tại nhiều tầng khí quyển, hoạt động trong điều kiện gió mạnh và có nguy cơ đóng băng. Mục tiêu dài hạn của hệ thống là bổ sung cho các phương pháp quan trắc truyền thống, đặc biệt trong những khu vực cần dữ liệu lặp lại và theo thời điểm cụ thể.
Strato bay cao hơn giới hạn của nhiều trực thăng thương mại
Meteomatics giới thiệu Strato tại triển lãm Met Tech World Expo 2026 ở Amsterdam, diễn ra từ ngày 6 đến ngày 8/10. Theo thông tin từ công ty, độ cao 10.438 m là kỷ lục mới đối với một drone đa cánh được sử dụng cho nhiệm vụ đo đạc khí quyển.
Độ cao này cũng vượt giới hạn hoạt động thông thường của các trực thăng thương mại. Tuy nhiên, Strato không được phát triển để vận chuyển người hay thực hiện các nhiệm vụ quan sát quân sự. Đây là một nền tảng bay phục vụ riêng cho việc lấy mẫu và truyền dữ liệu thời tiết.
Khác với nhiều UAV hoạt động chủ yếu ở độ cao thấp, Strato có thể bay theo phương thẳng đứng qua nhiều lớp không khí. Trong quá trình đó, hệ thống ghi nhận các thông số liên quan đến môi trường xung quanh và gửi dữ liệu về cho người vận hành theo thời gian thực.
Thay đổi cách thu thập dữ liệu khí quyển
Trong nhiều thập kỷ, bóng thám không là một công cụ phổ biến để đưa radiosonde lên cao. Thiết bị này thường được gắn vào bóng bay nhằm đo nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và các đặc điểm khác của khí quyển khi bóng di chuyển lên trên.
Phương pháp bóng thám không vẫn có vai trò quan trọng, nhưng không phải lúc nào cũng thuận tiện cho việc thực hiện nhiều phép đo tại cùng một địa điểm. Sau khi được thả, bóng có thể di chuyển theo gió và thiết bị gắn kèm thường không được thiết kế để quay lại phục vụ chuyến bay tiếp theo.
Strato được định vị như một lựa chọn có thể tái sử dụng. Người vận hành có thể triển khai drone theo nhu cầu, lựa chọn khu vực cần quan sát và lặp lại chuyến bay để so sánh diễn biến khí quyển theo thời gian. Đây là điểm khác biệt quan trọng so với phương thức chỉ dựa vào thiết bị được đưa lên bằng bóng.
Hệ thống Strato là bước phát triển tiếp theo của chương trình Meteodrone mà Meteomatics đã theo đuổi trong khoảng một thập kỷ. Những thế hệ trước có khả năng đo ở độ cao khoảng 6 km, còn mẫu mới được thiết kế để vươn tới độ cao tối đa khoảng 12 km.
Vì sao dữ liệu ở độ cao hơn 10 km quan trọng?
Khí quyển không đồng nhất từ mặt đất lên các tầng cao hơn. Nhiệt độ, tốc độ gió và các điều kiện vật lý có thể thay đổi đáng kể theo độ cao. Vì vậy, dữ liệu thu được ở một vị trí gần mặt đất chưa thể phản ánh đầy đủ trạng thái của toàn bộ cột khí quyển phía trên.
Việc đưa Strato lên khu vực cao hơn so với các thế hệ Meteodrone trước đây giúp mở rộng phạm vi quan trắc. Đây cũng là vùng có liên quan tới dòng tia, những luồng gió mạnh ở độ cao lớn có thể ảnh hưởng đến sự dịch chuyển và diễn biến của các hệ thống thời tiết.
Các mô hình dự báo thời tiết cần lượng lớn dữ liệu đầu vào từ nhiều vị trí và độ cao khác nhau. Khi một khu vực còn thiếu thông tin, kết quả mô phỏng có thể không phản ánh trọn vẹn trạng thái thực tế của khí quyển. Meteomatics cho rằng dữ liệu bổ sung từ Strato có thể giúp xây dựng bức tranh chi tiết hơn cho các mô hình dự báo.
Giá trị của drone không chỉ nằm ở khả năng bay lên cao một lần. Khả năng lặp lại phép đo tại cùng khu vực giúp các nhà khí tượng theo dõi sự thay đổi, đối chiếu dữ liệu giữa các thời điểm và nhận diện những diễn biến bất thường trong khí quyển.
Thiết kế để đối phó gió mạnh và đóng băng
Bay ở độ cao lớn đặt ra nhiều thách thức hơn so với các nhiệm vụ drone thông thường. Strato phải duy trì sự ổn định trong môi trường có gió mạnh, nhiệt độ thay đổi và nguy cơ băng hình thành trên các bộ phận quan trọng.
Theo Meteomatics, drone có thể chịu được gió duy trì ở tốc độ lên tới 120 km/h, tương đương khoảng 75 dặm/giờ. Thân máy bay được thiết kế theo hướng khí động học, đồng thời tích hợp chế độ điều khiển gió chủ động. Khi bay, drone có thể định hướng về phía gió ngược để kiểm soát tốt hơn vị trí và hướng di chuyển.
Khả năng chống nước cũng được tính đến trong thiết kế. Strato có thể hoạt động trong điều kiện mưa và được trang bị hệ thống chống đóng băng chủ động. Khi phát hiện nguy cơ băng tích tụ, hệ thống có thể làm nóng các cánh quạt nhằm hạn chế ảnh hưởng đến hiệu suất bay.
Đóng băng là rủi ro đáng lưu ý đối với phương tiện bay ở độ cao lớn. Lớp băng bám trên cánh quạt hoặc các bề mặt khí động học có thể làm thay đổi lực nâng, tăng tải cho hệ thống và ảnh hưởng đến khả năng điều khiển. Vì vậy, việc chủ động xử lý nguy cơ này là một phần quan trọng để Strato duy trì chuyến bay ổn định.
Dữ liệu được truyền về theo thời gian thực
Trong suốt chuyến bay, Strato truyền thông tin về trung tâm vận hành. Các dữ liệu được nêu gồm độ cao, tốc độ gió, nhiệt độ và cảnh báo đóng băng. Nhờ đó, người điều khiển có thể theo dõi trạng thái của drone cũng như điều kiện môi trường tại vị trí đang quan trắc.
Việc truyền dữ liệu trực tiếp giúp rút ngắn khoảng thời gian chờ giữa lúc thu thập và lúc sử dụng thông tin. Đây là yếu tố hữu ích trong những tình huống cần đánh giá nhanh điều kiện khí quyển hoặc bổ sung dữ liệu cho hoạt động dự báo.
Dù vậy, kỷ lục độ cao chỉ là một phần của bài toán. Thách thức lớn hơn là duy trì khả năng bay ổn định, kiểm soát hướng di chuyển và bảo đảm chất lượng dữ liệu khi drone hoạt động trong môi trường khắc nghiệt. Strato là kết quả của quá trình phát triển kéo dài khoảng 10 năm, bắt đầu từ những thử nghiệm ban đầu với dòng Meteodrone.
Tiềm năng ứng dụng ngoài phòng thí nghiệm
Quan trắc khí tượng là trọng tâm của Strato, nhưng dữ liệu khí quyển có thể phục vụ nhiều lĩnh vực khác nhau. Meteomatics hiện cung cấp giải pháp dữ liệu thời tiết cho hơn 700 khách hàng trên toàn cầu, trong các ngành như năng lượng, hàng không, chính phủ và quốc phòng, bảo hiểm và nông nghiệp.
- Năng lượng: thông tin về gió và điều kiện thời tiết có thể hỗ trợ đánh giá hoạt động của các hệ thống phụ thuộc vào môi trường.
- Hàng không: dữ liệu ở nhiều độ cao giúp bổ sung thông tin phục vụ việc phân tích điều kiện bay.
- Nông nghiệp: dữ liệu thời tiết chi tiết hơn có thể hỗ trợ theo dõi các điều kiện ảnh hưởng đến sản xuất.
- Bảo hiểm: dữ liệu khí tượng là một trong những nguồn thông tin có thể được sử dụng để đánh giá rủi ro thời tiết.
Những ứng dụng trên không có nghĩa Strato sẽ thay thế hoàn toàn bóng thám không hay các hệ thống quan trắc hiện có. Drone nhiều khả năng đóng vai trò bổ sung, đặc biệt tại các địa điểm cần triển khai linh hoạt, đo lặp lại hoặc thu thập dữ liệu ở thời điểm cụ thể.
Drone khí tượng đang mở rộng giới hạn hoạt động
Strato cho thấy máy bay không người lái đang được phát triển vượt ra ngoài các nhiệm vụ quan sát ở độ cao thấp. Khi được kết hợp với cảm biến, hệ thống điều khiển và kết nối dữ liệu, drone có thể trở thành một công cụ quan trắc chuyên biệt thay vì chỉ là thiết bị bay từ xa.
Cột mốc 10.438 m cũng cho thấy hướng đi của ngành không chỉ tập trung vào tốc độ hay thời gian hoạt động. Với các nhiệm vụ khoa học, khả năng giữ ổn định, thu thập dữ liệu chính xác và quay lại thực hiện phép đo nhiều lần có thể quan trọng không kém độ cao tối đa.
Trong tương lai, các nền tảng như Strato có thể giúp lấp đầy những khoảng trống dữ liệu trong hệ thống quan trắc khí tượng. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế vẫn sẽ phụ thuộc vào độ tin cậy của cảm biến, khả năng vận hành an toàn, quy định về không phận và chi phí triển khai. Trước mắt, kỷ lục của Strato là dấu mốc đáng chú ý cho thấy drone đa cánh đã có thể tiếp cận phần cao của tầng đối lưu để thực hiện nhiệm vụ chuyên môn.
Apple đưa MacBook 12 inch, iPad 6 và BeatsX vào diện lỗi thời
JBL Go 5: Loa mini có đủ sức vừa đẹp vừa nhiều bass?
Kefine Quatio sau một năm: Tai nghe lai đáng chú ý?
Anker AeroClip 2 ra mắt tại Việt Nam, giá 3,59 triệu đồng
Apple HomeView: Màn hình gia đình 7 inch giá 299 USD
Apple TV 4K mới có Siri AI, chip A19 và âm thanh vòm
HomePod mini 2 trình làng với đèn phát sáng theo nhạc
