Các kỹ sư biến smartphone thành công cụ nghiên cứu không gian

Chuyển đổi số - chuyển đổi xanh
22/11/2024 06:06
Chiếc điện thoại thông minh bình thường trong túi bạn có thể trở thành một thiết bị đắc lực để khám phá không gian. Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu tại Google và Đại học Colorado Boulder đã biến hàng triệu điện thoại Android trên toàn cầu thành một mạng lưới công cụ khoa học linh hoạt, tạo ra một trong những bản đồ chi tiết nhất từ trước đến nay về lớp trên cùng của bầu khí quyển Trái Đất.
aa
Các kỹ sư biến smartphone thành công cụ nghiên cứu không gian
Ảnh minh hoạ

Kết quả nghiên cứu này, được công bố ngày 13/11 trên tạp chí Nature, có thể giúp cải thiện độ chính xác của công nghệ GPS trên toàn cầu lên nhiều lần. Nghiên cứu do Brian Williams thuộc Google Research dẫn đầu và có sự tham gia của Jade Morton, giáo sư tại Khoa Khoa học Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ Ann và H.J. Smead của CU Boulder.

“Những chiếc điện thoại này có thể nằm gọn trong lòng bàn tay bạn,” Morton chia sẻ. “Nhưng nhờ sự chung tay đóng góp từ cộng đồng, chúng ta có thể sử dụng chúng để thay đổi cách nhìn nhận về môi trường không gian”.

Morton và các đồng nghiệp đã sử dụng cảm biến GPS tích hợp trong các smartphone để thu thập dữ liệu về cách khí quyển Trái Đất làm biến dạng tín hiệu từ vệ tinh. Nhờ đó, họ quan sát được các hiện tượng khí quyển, chẳng hạn như "bọt plasma" ở trên cao, với độ chi tiết chưa từng có.

Nhóm nghiên cứu cũng đã công khai dữ liệu của mình, cho phép mọi người theo dõi sự xoay chuyển của khí quyển trong suốt khoảng tám tháng. Lizzie Dorfman, trưởng nhóm sản phẩm Science AI tại Google Research, cho biết: “Hợp tác là trung tâm của sự tiến bộ khoa học và chuyên môn của tiến sĩ Morton đã đóng vai trò thiết yếu trong nghiên cứu này. Chúng tôi rất vui mừng khi được làm việc cùng bà với tư cách nhà nghiên cứu khách mời.”

Quan sát tầng điện ly

Nghiên cứu tập trung vào tầng điện ly, một lớp khí quyển mỏng kéo dài hơn 350 dặm trên bề mặt Trái Đất.

Đây là một khu vực đầy biến động, nơi các tia mặt trời không ngừng tấn công khí quyển, làm phân tách các phân tử và nguyên tử thành một hỗn hợp hạt tích điện – gọi là plasma. Lớp này cũng không ngừng thay đổi.

“Vào lúc 2 giờ chiều, số lượng hạt tích điện trong tầng điện ly nhiều hơn vì mặt trời mạnh nhất,” Morton giải thích. “Nhưng vào ban đêm, mặt trời ở phía bên kia của hành tinh, nên số lượng hạt tích điện rất ít.”

Sự dao động này có thể làm ảnh hưởng đến công nghệ GPS. Morton giải thích rằng GPS hoạt động như một chiếc đồng hồ bấm giờ trên không gian: Vệ tinh cách xa hàng ngàn dặm phát sóng vô tuyến xuống Trái Đất. Điện thoại của bạn xác định vị trí bằng cách đo thời gian các tín hiệu này đến mặt đất.

Hiện nay, các nhà khoa học cố gắng dự đoán sự thay đổi trong tầng điện ly bằng cách sử dụng các radar đặt trên mặt đất. Tuy nhiên, họ chỉ có thể quan sát được khoảng 14% tầng điện ly cùng một lúc, dẫn đến việc các thiết bị GPS có thể xác định sai vị trí của bạn từ vài đến hàng chục feet.

“Nhiều ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao, chẳng hạn như hạ cánh máy bay,” Morton cho biết.

Các kỹ sư biến smartphone thành công cụ nghiên cứu không gian

Bản đồ được tạo từ 10 phút dữ liệu điện thoại di động, hiển thị sự tập trung của các hạt tích điện trên các khu vực khác nhau trên thế giới.

Tận dụng smartphone

Trong nghiên cứu này, nhóm đã nảy ra một ý tưởng khác thường: Thay vì dựa vào các radar đắt đỏ, họ sử dụng hệ thống cảm biến đã có sẵn ở mọi quốc gia – điện thoại Android.

Bản đồ tầng điện ly được tạo ra bằng cách tổng hợp các phép đo tín hiệu vô tuyến giữa vệ tinh và các thiết bị Android. Các biện pháp bảo vệ quyền riêng tư đảm bảo rằng dữ liệu này không tiết lộ danh tính của bất kỳ thiết bị nào.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các điện thoại này để theo dõi cách tầng điện ly làm giãn tín hiệu vô tuyến từ vệ tinh theo thời gian thực. Kết quả cho thấy mạng lưới smartphone toàn cầu này có thể quan sát khoảng 21% tầng điện ly – giúp tăng gấp đôi độ chính xác của các thiết bị GPS.

“Các điện thoại hợp lại có thể giám sát khí quyển tốt hơn nhiều so với mạng lưới trên mặt đất của chúng ta” - Morton nhận định.

Bản đồ của nhóm cũng ghi lại hình ảnh chi tiết sống động về tầng điện ly. Chẳng hạn, vào tháng 5/2024, một cơn bão mặt trời mạnh đã tấn công Trái Đất ngay khi các điện thoại đang theo dõi. Trong những giờ sau đó, các khu vực khí quyển lớn chứa ít hạt tích điện hay “bọt plasma” – hình thành trên Nam Mỹ và dâng lên như sáp trong đèn nham thạch.

Theo Morton, nghiên cứu này cho thấy tiềm năng chưa được khai thác của các công nghệ hàng ngày mà chúng ta thường coi là điều hiển nhiên.

“Tôi đã dành cả đời để xây dựng các thiết bị chuyên dụng cho nghiên cứu khoa học,” Morton nói. “Nhưng khi công nghệ phát triển, chúng ta nhận ra có những cảm biến mạnh mẽ hơn nhiều đang nằm trong tầm tay.”

Minh Thành (Theo Tech Xplore)

tudonghoangaynay.vn
Tin bài khác
Thế giới cảm biến và ứng dụng đa dạng trong công nghiệp

Thế giới cảm biến và ứng dụng đa dạng trong công nghiệp

Ngày nay, xung quanh môi trường sống của chúng ta, đâu đâu cũng xuất hiện một loại thiết bị, công cụ được gọi tên là "Cảm biến" (tiếng Anh là sensor). Đây là một thiết bị hoặc phần tử dùng để phát hiện và đo các thay đổi vật lý hoặc hóa học trong môi trường và chuyển đổi chúng thành tín hiệu để xử lý. Các tín hiệu này thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển tự động, thiết bị điện tử, y tế, giao thông và nhiều ứng dụng công nghiệp khác.
Đẩy mạnh công tác quản lý nhà nước về thương mại điện tử

Đẩy mạnh công tác quản lý nhà nước về thương mại điện tử

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính ký Công điện số 119/CĐ-TTg ngày 25/11/2024 yêu cầu một số Bộ liên quan và các địa phương tiếp tục đẩy mạnh công tác quản lý nhà nước về thương mại điện tử.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/12/2024: Tuổi Tuất một ngày gian nan, tuổi Dần tăng tiến không ngừng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/12/2024: Tuổi Tuất một ngày gian nan, tuổi Dần tăng tiến không ngừng

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 8/12/2024 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
GS.TS. Lê Hùng Lân giữ chức Phó Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam

GS.TS. Lê Hùng Lân giữ chức Phó Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam

Ngày 6/12, tại Hà Nội, TS. Nguyễn Quân - Chủ tịch Hội Tự động hoá Việt Nam (VAA) đã trao Quyết định bổ nhiệm GS.TS. Lê Hùng Lân giữ chức vụ Phó Chủ tịch Hội.
Đề xuất việt hoá các tiêu chuẩn quốc tế trong việc khai thác sử dụng sản phẩm cơ khí

Đề xuất việt hoá các tiêu chuẩn quốc tế trong việc khai thác sử dụng sản phẩm cơ khí

Ngày 6/12, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) phối hợp với Tổng Hội Cơ khí Việt Nam tổ chức hội thảo “Phương pháp khai thác sử dụng sản phẩm cơ khí theo tiêu chuẩn quốc tế”.
Thủ tướng: Việt Nam coi khoa học công nghệ là quốc sách

Thủ tướng: Việt Nam coi khoa học công nghệ là quốc sách

Thủ tướng khẳng định, Việt Nam luôn đặc biệt quan tâm đến khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo, coi đây là yêu cầu khách quan, lựa chọn chiến lược, là ưu tiên hàng đầu và là quốc sách để thúc đẩy phát triển nhanh và bền vững trong kỷ nguyên mới - kỷ nguyên vươn mình giàu mạnh, thịnh vượng của dân tộc.
Nhà máy đạm Phú Mỹ không ngừng đổi mới sáng tạo trên hành trình hiện đại hóa

Nhà máy đạm Phú Mỹ không ngừng đổi mới sáng tạo trên hành trình hiện đại hóa

Nhà máy Đạm Phú Mỹ là tổ hợp sản xuất các sản phẩm phân bón và hóa chất của Tổng công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí (PVFCCo), đơn vị thành viên của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam, hơn 20 năm qua luôn giữ vững vị thế dẫn đầu trong ngành phân bón Việt Nam.
Mercedes-Benz cải tiến hệ thống đỗ xe tự động

Mercedes-Benz cải tiến hệ thống đỗ xe tự động

Mercedes-Benz đã nâng cấp tính năng Hỗ trợ đỗ xe chủ động với Parktronic, một trong những công nghệ hỗ trợ lái xe của hãng, giúp việc đỗ xe trở nên nhanh chóng và tiện lợi hơn bao giờ hết.
Doanh nghiệp viễn thông chịu trách nhiệm cung cấp thông tin thuê bao có dấu hiệu vi phạm pháp luật

Doanh nghiệp viễn thông chịu trách nhiệm cung cấp thông tin thuê bao có dấu hiệu vi phạm pháp luật

Chính phủ đã ban hành Nghị định số 147/2024/NĐ-CP về việc quản lý, cung cấp, sử dụng dịch vụ Internet và thông tin trên mạng.
Thị trường chứng khoán ngày 6/12: Nhà đầu tư ngoại mua ròng hơn 360 tỷ đồng

Thị trường chứng khoán ngày 6/12: Nhà đầu tư ngoại mua ròng hơn 360 tỷ đồng

Trong phiên giao dịch ngày 6/12, thị trường chứng khoán ghi nhận hoạt động giao dịch sôi động, đặc biệt là sự tham gia mạnh mẽ của nhà đầu tư nước ngoài với tổng giá trị đạt 362,61 tỷ đồng.