Do thám bầu trời chiến trường trong 200 năm qua

Khinh khí cầu chiến trường trong nội chiến Mỹ

Đầu những năm 1790, người Pháp lần đầu tiên thử nghiệm sử dụng khinh khí cầu chứa đầy hydro để trinh sát chiến trường. Những quả bóng bay khổng lồ không thực sự bay qua phòng tuyến của kẻ thù; chúng được buộc xuống đất bằng dây cáp. Những chiếc giỏ lớn chứa hai người lính: một người cầm kính viễn vọng và người kia cầm cờ báo hiệu quan sát mặt đất. Các vận động viên khinh khí cầu người Pháp đã thành lập lực lượng không quân đầu tiên trên thế giới vào năm 1794 với tên gọi Compagnie d'Aéronautiers.

Theo Hammond : “Trước đó, cách duy nhất để biết được vị trí của kẻ thù là gửi kỵ binh do thám. “Ở trên khinh khí cầu, bạn có thể nhìn thấy khoảng 50 dặm vào một ngày đẹp trời. Nó mang lại cho bạn những lợi thế to lớn khi nhìn thấy kẻ thù của mình từ độ cao đó”. Khi Nội chiến Hoa Kỳ bùng nổ, nhà phát minh và người biểu diễn người Mỹ Thaddeus Lowe đã tổ chức một cuộc trình diễn khinh khí cầu trên Sảnh Quốc gia National Mall để thuyết phục Abraham Lincoln sử dụng khinh khí cầu có dây buộc trong Quân đội Liên minh. Khinh khí cầu trinh sát lớn nhất của Liên minh, Intrepid, có thể chở 5 người, trong đó có một nhân viên điều hành điện báo để chuyển tiếp thông tin về các vị trí của Liên minh.

Trinh sát bằng… diều

Vào những năm 1880, một nhà khí tượng học người Anh tên là Douglas Archibald đã thử nghiệm những chiếc diều vải lớn để nghiên cứu tốc độ gió. Anh ta còn lắp một chiếc máy ảnh vào con diều và kích hoạt màn trập thông qua một sợi cáp dài gắn vào dây diều. Những bức ảnh chụp từ trên không của Archibald là một trong những bức ảnh được xuất bản sớm nhất và thu hút sự chú ý của một hạ sĩ quân đội Mỹ tên là William Eddy.

Khi Chiến tranh Mỹ-Tây Ban Nha vào năm 1898, Eddy đã chế tạo phiên bản máy ảnh gắn trên diều của Archibald và sử dụng nó để chụp những bức ảnh toàn cảnh về vị trí của kẻ thù. Mặc dù nhiếp ảnh đã tồn tại trong Nội chiến nhưng chính con diều của Eddy đã chụp những bức ảnh giám sát trên không của quân đội đầu tiên trong lịch sử.

Các vệ tinh do thám đầu tiên

Đối với Hoa Kỳ và Liên Xô, cuộc chạy đua vào vũ trụ không chỉ đơn thuần là cuộc đua đầu tiên lên tới Mặt trăng. Các cơ quan tình báo của các quốc gia cũng đang chạy đua để đưa các vệ tinh do thám đầu tiên lên quỹ đạo. Theo Hammond: “Vệ tinh bây giờ mang tính thương mại, nhưng hồi đó chúng chủ yếu phục vụ mục đích quốc phòng và quân sự.

Vào cuối những năm 1950, Không quân Hoa Kỳ đã triển khai một chương trình có tên Discoverer nhằm thu thập dữ liệu khoa học bằng vệ tinh. Ít nhất đó là câu chuyện trang bìa báo. Trên thực tế, đó là một chương trình gián điệp bí mật có tên Project Corona. Các vệ tinh do thám của Mỹ đã gửi lại những hình ảnh chụp từ trên không đầu tiên của Liên Xô vào năm 1960.

Cuối thời kỳ Chiến tranh Lạnh đánh dấu sự ra đời của HEXAGON KH-9, một vệ tinh gián điệp của Mỹ có thể chụp ảnh các vật thể nhỏ hơn 2 feet từ khoảng cách lên tới 100 dặm so với bề mặt trái đất. Trước khi hình ảnh kỹ thuật số có thể được truyền từ không gian, KH-9 sẽ  bỏ lại những “thùng” phim phát quang thả dù xuống bầu khí quyển ở Hawaii, nơi chúng bị máy bay phản lực của Lực lượng Không quân chụp lại giữa không trung.

Những chiếc máy bay không người lái đầu tiên ra mắt trong Thế chiến thứ nhất

UAV hay “máy bay không người lái” xuất hiện lần đầu trong Thế chiến thứ nhất với tên Aerial Target, một loại máy bay điều khiển từ xa của Anh. Đúng như tên gọi của nó, Không quân Hoàng gia đã sử dụng UAV làm mục tiêu thực hành cho các máy bay chiến đấu không chiến của Anh vào năm 1917. Trong Thế chiến thứ hai, RAF đã nâng cấp phi đội UAV của mình lên Queen Bee, một mục tiêu huấn luyện có thể tái sử dụng và có thể quay trở lại dành cho các xạ thủ phòng không. Queen Bee, do de Havilland chế tạo, được điều khiển bằng sóng vô tuyến để vận hành thủ công bánh lái và điều khiển thang máy của máy bay. Một số nhà sử học cho rằng chiếc UAV có chủ đề về con ong là tiền đề cho sự ra đời của máy bay không người lái.

Những chiếc máy bay không người lái trang bị động cơ phản lực đầu tiên được triển khai trong Chiến tranh Việt Nam như một phần của chương trình trinh sát bí mật của Mỹ. AQM-34 Ryan Firebee, đã thực hiện hơn 34.000 nhiệm vụ giám sát trong chiến tranh, được trang bị  không để radar phát hiện và sơn chống radar để mang lại khả năng tàng hình. Ngoài việc theo dõi các vị trí của Việt Cộng và phát hiện mục tiêu, Firebee còn được sử dụng để rải truyền đơn sau phòng tuyến của đối phương. Bắt đầu với chương trình Corona của CIA vào những năm 1950, Hoa Kỳ đã sử dụng các vệ tinh quay quanh quỹ đạo và máy bay tầm cao để chụp ảnh các điểm ưa thích trên lãnh thổ đối phương. Những công cụ này cho phép khảo sát một khu vực rộng lớn từ khoảng cách an toàn, nâng cao hiệu quả của nhiệm vụ.

Vào ngày 16/3/1955, Bộ chỉ huy Lực lượng Không quân... chính thức ra lệnh phát triển một vệ tinh trinh sát tiên tiến để cung cấp khả năng giám sát liên tục 'các khu vực được chọn trước trên trái đất' nhằm 'xác định tình trạng khả năng gây chiến của kẻ thù tiềm tàng.

MARK ERICKSON, lực lượng Không gian Hoa Kỳ

Trong suốt Chiến tranh Lạnh, các vệ tinh trinh sát trên cao và máy bay do thám đã thu hút sự chú ý đến việc Liên Xô xây dựng lực lượng hạt nhân ở Cuba, giúp Hoa Kỳ xua tan âm mưu tạo khoảng trống tên lửa của nhà lãnh đạo Nikita Khrushchev. Vào những năm 1990, máy bay tàng hình F-117 Nighthawk đã hỗ trợ các sứ mệnh của Mỹ ở Vịnh Ba Tư và Nam Tư.

Gần đây hơn, hoạt động trinh sát trên cao đã cung cấp những hình ảnh quan trọng về khu nhà ở Abbottabad của trùm khủng bố Osama bin Laden. Phần lớn khả năng và nhiệm vụ trinh sát trên không khác của Hoa Kỳ vẫn được phân loại và danh mục đầu tư sẽ vẫn là một khía cạnh quan trọng trong bộ máy C4ISR của quân đội.

Trí tuệ nhân tạo và vệ tinh

Ngoài việc chỉ chụp ảnh, các vệ tinh trinh sát mới nhất của quân đội còn sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để phân tích và sắp xếp các hình ảnh chụp được. Khi quá trình này đi qua hệ thống của vệ tinh, các hình ảnh đã được sắp xếp sẽ được truyền đến các trạm mặt đất trên Trái đất. Ở đây, máy học cho phép các đài so sánh các hình ảnh mới với rất nhiều hình ảnh khác trong cơ sở dữ liệu của trạm. Các hình ảnh được tổng hợp trong cơ sở dữ liệu hoạt động như một nhóm kiểm soát và những khác biệt được tìm thấy trong các hình ảnh mới (chẳng hạn như một cấu trúc mới đang được chế tạo hoặc một chiếc máy bay theo mô hình chiến đấu bất thường) sẽ được những người ra quyết định chú ý.

Đồng thời, công nghệ mới như chip trí tuệ nhân tạo PhiSat của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu cho phép các vệ tinh nhanh chóng lọc qua các hình ảnh và loại bỏ những hình ảnh không hữu ích. Khả năng này rất hữu ích khi xử lý tình trạng gián đoạn tự nhiên đối với hình ảnh được chụp; chẳng hạn, đám mây che phủ khiến nhiều hình ảnh trở nên vô dụng. Với AI, các vệ tinh có thể được lập trình để nhận biết các đám mây và chỉ truyền những hình ảnh không có mây về Trái đất, giúp các nhà phân tích quân sự tiết kiệm thời gian quý báu.

Hệ thống thông tin vệ tinh: Quá khứ

Thông tin liên lạc kịp thời và đáng tin cậy là một khía cạnh quan trọng của tất cả các nhiệm vụ quân sự của Hoa Kỳ. Trong vài thập kỷ qua, Mỹ đã dựa vào 4 hệ thống vệ tinh khác nhau để thực hiện vai trò này.

Những nỗ lực tạo ra vệ tinh liên lạc quân sự lần đầu tiên bắt đầu vào năm 1960. Các vệ tinh đầu tiên được phóng vào tháng 6/1966 và đến tháng 7/1967, 19 vệ tinh đã tạo nên hệ thống khi đó được gọi là Hệ thống liên lạc vệ tinh phòng thủ ban đầu (IDSCS). Dữ liệu và hình ảnh do hệ thống IDSCS truyền đi lần đầu tiên được sử dụng trong các hoạt động quân sự trong Chiến tranh Việt Nam.

Trong thời gian này, công nghệ vệ tinh được cải tiến. Năm 1971, vệ tinh đầu tiên trong số 16 vệ tinh mới được phóng theo một hệ thống mới gọi là Hệ thống Thông tin Vệ tinh Phòng thủ II (DSCS II). Ưu điểm so với hệ thống IDSCS bao gồm tính riêng tư liên lạc được tăng cường và khả năng tương thích với các thiết bị di động trên mặt đất. Hệ thống thứ ba của quân đội, DSCS III, được phát triển vào năm 1975. Từ năm 1982 đến năm 2003, 14 vệ tinh đã được phóng như một phần của mạng lưới này.

Hệ thống thông tin vệ tinh: Hiện tại và tương lai

Ngày nay, quân đội Hoa Kỳ dựa vào mạng Wideband Global SATCOM (WGS). Bộ Quốc phòng đã đặt hàng hai vệ tinh liên lạc đầu tiên của WGS vào năm 2002, phóng vệ tinh đầu tiên vào năm 2007 và cung cấp vùng phủ sóng liên lạc trên Thái Bình Dương. Hai năm sau, vệ tinh thứ hai được đưa vào quỹ đạo, mở rộng phạm vi liên lạc tới Trung Đông và Trung Á.

Mỗi vệ tinh WGS được phân kênh và phát đáp kỹ thuật số. Những đặc điểm này mang lại bước nhảy vọt về năng lực liên lạc, khả năng kết nối và tính linh hoạt cho lực lượng quân sự Hoa Kỳ và các đối tác quốc tế...Chỉ một vệ tinh WGS cung cấp nhiều dung lượng SATCOM hơn toàn bộ Hệ thống Liên lạc Vệ tinh Phòng thủ (DSCS) truyền thống.