Nỗ lực của Trung Quốc nhằm vô hiệu hóa Starlink

Khi Nga phát động chiến dịch đặc biệt hồi đầu năm 2022, một trong những động thái phản ứng đầu tiên của Ukraine là đề nghị tỷ phú Mỹ Elon Musk cung cấp dịch vụ Internet vệ tinh. Sau đó vài ngày, hàng nghìn bộ thiết bị đầu cuối Starlink đã được chuyển đến, giúp Ukraine khôi phục năng lực chỉ huy – kiểm soát khắp chiến trường.

Quân đội Nga ban đầu tìm cách gây nhiễu tín hiệu Starlink và dường như đã thành công. SpaceX sau đó âm thầm cập nhật phần mềm và điều chỉnh hệ thống vệ tinh, khiến biện pháp gây nhiễu của Nga mất hiệu quả. Điều này được cho là đã gây ra cú sốc đối với quân đội các nước trên khắp thế giới, trong đó có Trung Quốc.

Được đưa vào vận hành từ năm 2019, Starlink là mạng lưới vệ tinh quỹ đạo thấp có khả năng cung cấp kết nối Internet giá rẻ, tốc độ cao và trên phạm vi rộng, trong đó có cả những khu vực hẻo lánh. Công ty Starlink trực thuộc tập đoàn SpaceX do Elon Musk sở hữu.

Jonathan McDowell, nhà thiên văn học tại Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian có trụ sở tại Mỹ, cho biết Starlink đang vận hành hơn 8.000 vệ tinh, tương đương 2/3 tổng số vệ tinh hiện hoạt động trên quỹ đạo.

Bài học từ chiến sự Ukraine đặt ra câu hỏi cấp bách cho Trung Quốc, đó là làm thế nào để chiếm ưu thế trong môi trường tác chiến điện tử nếu xảy ra xung đột vũ trang quanh đảo Đài Loan, khi đối phương được sử dụng mạng lưới vệ tinh lên tới hàng nghìn chiếc, có khả năng nhảy tần, thích ứng và kháng nhiễu theo thời gian thực.

Giới khoa học Trung Quốc gần đây công bố nghiên cứu mô phỏng mang tính đột phá, đưa ra phân tích công khai chi tiết nhất từ trước đến nay về cách quân đội nước này có thể tiến hành để vô hiệu hóa Starlink.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí chuyên ngành Kỹ thuật Hệ thống và Điện tử, do đội ngũ đến từ Đại học Chiết Giang và Đại học Công nghệ Bắc Kinh (BIT) thực hiện. BIT là một trong những cơ sở đi đầu trong lĩnh vực nghiên cứu quốc phòng ở Trung Quốc.

Trong bài viết, nhóm nghiên cứu nhận định rằng gây nhiễu hệ thống Starlink trên khu vực rộng lớn như đảo Đài Loan là khả thi về mặt kỹ thuật, song chỉ khi triển khai được lượng thiết bị khổng lồ, ví dụ 1.000-2.000 thiết bị không người lái (drone) tác chiến điện tử.

“Starlink có mặt phẳng quỹ đạo không cố định, quỹ đạo của chùm vệ tinh cũng rất phức tạp, số lượng vệ tinh di chuyển vào vùng quan sát được liên tục thay đổi. Sự biến động về không gian và thời gian mang đến thách thức lớn đối với các bên muốn tìm cách giám sát hoặc đối phó mạng lưới Starlink”, nghiên cứu có đoạn viết.

Phương pháp liên lạc vệ tinh truyền thống đòi hỏi duy trì một vài vệ tinh địa tĩnh hoạt động cố định phía trên đường xích đạo. Để chặn chúng, quân đội Trung Quốc chỉ cần phát tín hiệu mạnh hơn từ mặt đất.

Điều này không áp dụng được với Starlink. Vệ tinh của hệ thống này hoạt động ở quỹ đạo thấp, bay nhanh và có số lượng rất lớn. Thiết bị đầu cuối không chỉ kết nối với một vệ tinh duy nhất mà liên tục nhảy sang các vệ tinh khác, tạo thành mạng lưới liên kết trên bầu trời. Ngay khi tín hiệu bị chặn, thiết bị đầu cuối sẽ chuyển kết nối chỉ sau vài giây.

Starlink còn sử dụng ăng-ten mảng pha tiên tiến và kỹ thuật nhảy tần có thể điều chỉnh trong thời gian thực. Phần lớn được các kỹ sư SpaceX tại Mỹ điều khiển từ xa.

Theo nhóm nghiên cứu, chỉ có thể đối phó Starlink bằng phương pháp gây nhiễu phân tán. Thay vì sử dụng số ít trạm phá sóng công suất mạnh, họ cho rằng nên triển khai hàng trăm đến hàng nghìn thiết bị gây nhiễu cỡ nhỏ và đồng bộ với nhau trên bầu trời, nhằm tạo thành “lá chắn điện từ” bao phủ chiến trường.

Bằng cách sử dụng dữ liệu thực tế từ Starlink, nhóm nghiên cứu đã mô phỏng chuyển động của các vệ tinh thuộc hệ thống này trên bầu trời miền đông Trung Quốc trong 12 giờ liên tục.

Họ thu được cường độ tín hiệu truyền xuống từ vệ tinh Starlink, mô hình thu sóng của thiết bị đầu cuối, sự lan truyền của tín hiệu gây nhiễu từ mặt đất lên bầu trời và ngược lại, cũng như hiệu ứng cộng hưởng khi thiết bị gây nhiễu cùng tấn công một thiết bị đầu cuối từ các góc khác nhau.

Nhóm nghiên cứu còn thiết lập mạng lưới thiết bị gây nhiễu ảo ở độ cao 20 km và cách nhau 5-9 km, tạo thành hình giống như bàn cờ trên bầu trời. Mỗi thiết bị lại phát ra tín hiệu gây nhiễu có công suất khác nhau, nhằm mô phỏng tình huống thực tế.

Có hai loại ăng-ten được sử dụng. Loại đầu tiên phát ra chùm tia rộng có thể bao phủ diện tích lớn, song năng lượng bị phân tán. Loại thứ hai tạo ra chùm tia hẹp, tập trung và mạnh, nhưng đòi hỏi độ chính xác cao.

Chương trình mô phỏng kiểm tra khả năng kết nối tín hiệu của thiết bị đầu cuối tại mọi điểm trên mặt đất. Trong điều kiện lý tưởng, sử dụng nguồn gây nhiễu có công suất mạnh nhưng đắt đỏ là 400 watt để phát đi chùm tia hẹp, đồng thời đặt các nguồn cách nhau 7 km, mỗi thiết bị có khả năng áp chế tín hiệu Starlink trong phạm vi trung bình 38,5 km2.

Để so sánh, Đài Loan có diện tích khoảng 36.000 km2, đồng nghĩa cần triển khai ít nhất 935 thiết bị gây nhiễu để bao phủ toàn bộ hòn đảo. Khi sử dụng nguồn phát yếu song rẻ hơn là 200 watt và đặt cách nhau 5 km, cần tăng gấp đôi số lượng thiết bị lên khoảng 2.000.

Nhóm nghiên cứu cũng lưu ý rằng đây chỉ là kết quả sơ bộ, do Starlink vẫn giữ bí mật đối với một số công nghệ chủ chốt. “Kết quả đánh giá trong tương lai sẽ chính xác hơn nếu thu được số liệu đo đạc thực tế về dữ liệu mô hình phát xạ của thiết bị đầu cuối Starlink, cũng như giá trị đo đạc thực nghiệm về hệ số triệt tiêu của chúng”, bài viết có đoạn.

Ngoài xây dựng lá chắn điện từ, giới khoa học Trung Quốc từng nêu ra nhiều phương án khác để đối phó Starlink, như can thiệp vào chuỗi cung ứng sản phẩm.

Trong nghiên cứu xuất bản năm 2023, các kỹ sư quân đội Trung Quốc đề xuất chế tạo vệ tinh chuyên bám đuôi Starlink, thu thập tín hiệu, thậm chí là sử dụng vật liệu ăn mòn để phá hỏng pin hoặc động cơ của chúng.

Những phương án chủ động khác gồm gắn vũ khí laser lên tàu ngầm để có thể đốt cháy vệ tinh trên không gian, triển khai kính viễn vọng quang học cỡ nhỏ để giám sát vệ tinh, tạo mục tiêu giả bằng công nghệ deepfake để đánh lừa hệ thống Starlink.

Phạm Giang (Theo SCMP, AP)