Vệ tinh độc nhất vô nhị của Trung Quốc khiến Mỹ đau đầu

Trung Quốc đang thống trị nguồn cung gallium nitride (GaN) toàn cầu. Vật liệu này vừa được tiết lộ là thành phần chủ chốt trong vệ tinh quỹ đạo cao độc nhất mà Bắc Kinh sở hữu.

 Vệ tinh Ludi Tance-4 01 được phóng năm 2023

Vệ tinh Ludi Tance-4 01 được phóng năm 2023

Một nghiên cứu mới cho biết, vệ tinh Ludi Tance-4 01 có khả năng giám sát 1/3 bề mặt Trái đất liên tục 24/7. Hoạt động của vệ tinh này phụ thuộc vào kim loại hiếm mà Trung Quốc gần như đang kiểm soát nguồn cung toàn cầu.

Vệ tinh radar Ludi Tance-4 01 sử dụng các chất bán dẫn gallium nitride (GaN) - hiện là vệ tinh duy nhất thuộc loại này trên thế giới.

Vệ tinh hoạt động ở độ cao khoảng 36.000 km so với Trái đất, trên quỹ đạo địa tĩnh, cho phép nó luôn giữ nguyên vị trí tương đối trên cùng một khu vực của bề mặt Trái đất. Nhờ đó, vệ tinh có thể đồng thời theo dõi các khu vực rộng lớn cũng như những mục tiêu đang di chuyển.

Theo nghiên cứu, đây là điều Mỹ theo đuổi trong nhiều thập kỷ qua nhưng vẫn chưa đạt được.

Trung Quốc hiện gần như kiểm soát hoàn toàn nguồn cung GaN trên thế giới. Đây là vật liệu quan trọng đối với các hệ thống radar mảng quét điện tử chủ động (AESA), tác chiến điện tử và các nền tảng quốc phòng thế hệ mới. Kể từ khi vệ tinh được phóng vào tháng 8/2023, Trung Quốc đã áp biện pháp hạn chế xuất khẩu gallium.

Gallium là sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất alumin (nhôm) chứ không được khai thác từ các mỏ riêng biệt. Là nước sản xuất nhôm lớn nhất thế giới, Trung Quốc hiện chiếm hơn 95% sản lượng gallium nguyên sinh toàn cầu.

Theo nghiên cứu do các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ vô tuyến không gian Tây An thực hiện và công bố trên tạp chí Journal of Microwaves, vệ tinh sử dụng GaN để cung cấp năng lượng cho các bộ khuếch đại công suất trạng thái rắn – thiết bị phát sóng điện từ cho hệ thống radar khẩu độ tổng hợp (SAR).

Do hoạt động ở khoảng cách rất xa Trái đất, vệ tinh cần công suất truyền vi ba lớn hơn nhiều so với những hệ thống hoạt động ở quỹ đạo thấp, để tạo ra các hình ảnh 2D và 3D từ radar khẩu độ tổng hợp.

Công suất cao cũng giúp tăng độ chính xác khi nhận dạng mục tiêu và bảo vệ các hệ thống của vệ tinh trước hiện tượng gây nhiễu.

Để giải quyết thách thức này, các nhà khoa học phát triển bộ khuếch đại công suất trạng thái rắn sử dụng transistor GaN có độ linh động điện tử cao (HEMT). Mỗi bộ khuếch đại này có thể tạo ra công suất 800 watt; khi kết hợp trên vệ tinh sẽ đạt công suất hơn 18.000 watt.

Nghiên cứu đã theo dõi hiệu suất của 20 bộ khuếch đại trong suốt 2 năm hoạt động trên quỹ đạo, kết luận rằng chúng “đáp ứng các yêu cầu về tuổi thọ hoạt động 8 năm, hiệu năng cao và độ tin cậy cao”.

Theo bài báo, thiết bị này cũng đạt hiệu suất cộng công suất lên tới 50,3%.

Kể từ khi vệ tinh được phóng, Trung Quốc liên tục siết chặt các biện pháp kiểm soát xuất khẩu gallium. Cuối năm 2024, Bắc Kinh gần như chặn hoàn toàn việc xuất khẩu các sản phẩm liên quan đến gallium sang Mỹ.

Các biện pháp hạn chế được tạm hoãn vào cuối năm ngoái. Tuy nhiên, theo Bộ Thương mại Trung Quốc, lệnh cấm xuất khẩu các sản phẩm gallium phục vụ mục đích quân sự vẫn tiếp tục được áp dụng.

Bình Giang

Nguồn Tiền Phong: https://tienphong.vn/ve-tinh-doc-nhat-vo-nhi-cua-trung-quoc-khien-my-dau-dau-post1861766.tpo