Sunday, October 29, 2017

Tiêu diệt cơn bão bằng vũ khí hạt nhân






Cho dù bạn có là người ưa chuộng hòa bình và căm ghét chiến tranh đến mức nào đi nữa, bạn vẫn sẽ phải thừa nhận vũ khí hạt nhân là một thành tựu vĩ đại của loài người. Giờ đây (năm 2017), chúng ta đã có đủ công nghệ để kiểm soát sức công phá cỡ 100 Megaton – bằng khoảng 700 quả bom nguyên tử Hiroshima phát nổ cùng lúc. Chúng ta cũng đã chế ra các tên lửa đạn đạo liên lục địa với tầm xa 10-12,000km, độ chính xác tới vài trăm mét và mang theo cả chục đầu đạn hạt nhân. Câu hỏi tự nhiên nhất: tại sao chúng ta không mang những vũ khí này ra đập tan một cơn bão? Nói cho cùng thì tên lửa đạn đạo cũng như đồ ăn đóng hộp, hết hạn mà không dùng là phải bỏ - mà dỡ bỏ cũng tốn kém lắm chứ.

Thực chất câu hỏi này đã được đặt ra hầu như cùng lúc với sự xuất hiện của vũ khí hạt nhân. Lý do hiển nhiên để không dùng đến chúng, chính là lo ngại về sự nhiễm xạ trong không khí. Với tốc độ gió và vòng xoáy hoàn lưu bão, việc phát tán các đồng vị phóng xạ sẽ thực sự kinh khủng. Nhưng nếu ta bỏ qua việc nhiễm xạ - khoảng hơn phân nửa dân số miền Bắc Việt nam có thể bị phơi nhiễm nếu cho nổ toàn bộ số đầu đạn của một tên lửa phá bão trên vịnh Bắc Bộ - thì liệu vũ khí hạt nhân có phải là giải pháp khả thi?

Đáng tiếc câu trả lời vẫn là "Không", đánh bom các cơn bão không giải quyết được gì, cho dù có dùng đến những phương tiện tiên tiến nhất .

Để hiểu được tại sao sức mạnh của con người vẫn chưa khắc chế được thiên nhiên, ta cần nhìn sâu vào cách thức một cơn bão vận hành và năng lượng mà nó mang theo.

Một cơn bão phát triển đầy đủ gây ra lượng mưa trung bình 15 mm/ngày trong khu vực hoàn lưu bão – tính xấp xỉ trong toàn bộ vùng có đường kính 500-1,000 km (đây là nói đến bão ở khu vực biển Đông, bão ở Đại Tây Dương đổ bộ vào Trung Mỹ và vịnh Mexico còn lớn hơn nữa). Với cơn bão có đường kính 800km, lượng mưa này tương đương 7.54 tỷ tấn nước mỗi ngày. Tính theo nhiệt hóa hơi của nước và chia lại cho thời gian, ta tính được công suất của bão vào khoảng 2.15x10^14 Watts. Để so sánh, công suất tiêu thụ điện cả nước Việt nam thời điểm cao nhất lịch sử (ngày 3/6/2017 vừa qua, lúc nắng nóng kỷ lục) là gần 30x10^9 Watts – bằng một phần 7,200 công suất cơn bão nêu trên. Nói cách khác, nếu ta có nhà máy phát điện khỏe như cơn bão trung bình, thì lượng điện nó làm ra trong một ngày đủ cho nước ta dùng liên tục 20 năm – thậm chí nhiều hơn, vì đâu phải ngày nào cũng nắng nóng kỷ lục.

Để chống lại bão, ta cần có mức công suất tương đương. Nếu tính mỗi Kiloton (đương lượng nổ của các vũ khí hạt nhân) là 4*10^12J, thì cứ mỗi giây cần 50 Kiloton, hay là khoảng hơn 3 vụ Hiroshima.

Một số độc giả có thể lý luận là năng lượng của cơn bão thể hiện qua tốc độ gió chỉ bằng một phần nhỏ con số trên. Theo Cơ quan Hải dương và Khí quyển Mỹ (NOAA), tỷ suất giữa năng lượng nhiệt và năng lượng gió cỡ khoảng 400:1 . Coi như bão ở Mỹ cũng giống bão ở Việt Nam, thì ta sẽ cần cho nổ một vụ Hiroshima trong mỗi 2 phút đồng hồ. Vẫn là một cấp độ năng lượng khủng khiếp.

Một số độc giả khác có thể nghĩ tới việc đánh bom những cơn bão từ lúc chúng chỉ mới hình thành. Như các bạn thường nghe trong bản tin thời tiết, bão hình thành từ các vùng áp thấp, đến lúc gió mạnh đến mức nào đó thì thăng cấp thành áp thấp nhiệt đới, rồi sau đó thành bão. Nếu dùng bom hạt nhân mà choảng từ sớm, đương nhiên sẽ đỡ tốn bom hơn rất nhiều. Tuy thế, các nhà khí tượng lại không thể tiên đoán chắc chắn liệu một áp thấp có mạnh lên thành bão không. Nếu áp thấp nào cũng đánh bom, thì lượng bom tiêu thụ cuối cùng cũng tương tự như đánh bom các cơn bão vậy. 

Mặt khác, tâm điểm của cơn bão (mắt bão) là một vùng khí áp thấp, áng chừng bằng 90-94% so với khí áp bình thường (xấp xỉ 1kg/cm2, hay 10 tấn trên mỗi mét vuông). Một vụ nổ hạt nhân tại tâm sẽ gây ra đợt sóng xung kích, sóng này đẩy mọi thứ ra xa tâm nổ - kể cả không khí. Trong khi điều chúng ta cần thực chất lại ngược lại, bổ sung không khí vào tâm bão để làm mất độ chênh áp suất với các vùng xung quanh.

Để hạ gục hoàn toàn một cơn bão, ta cần bù cho mỗi mét vuông tâm bão 5% áp suất thông thường, tức khoảng 0.5 tấn/m2. Với mắt bão đường kính 20km, tính ra phải vận chuyển 157 triệu tấn không khí. Nghe có vẻ cũng to đấy, nhưng thực ra thì to đến mức nào? Nếu ta vận chuyển không khí bằng cách nén chúng vào container đến giới hạn khối lượng cho phép, thì lượng hàng này choán hết một nửa toàn bộ sức chuyên chở container của thế giới.

Kết luận: công nghệ hiện nay (2017) chưa đủ sức để khắc chế một cơn bão. Thậm chí chưa đủ để điều chỉnh hướng đi, đẩy bão vào các khu dân cư thưa thớt hoặc vùng rừng núi để tránh thiệt hại cho dân thường. Là người dân của một quốc gia thường xuyên có bão, các bạn cần tự trang bị cho mình kiến thức cơ bản về bão, thực tập phòng chống bão và cứu hộ sau bão. Nên nhớ rằng, thiệt hại trực tiếp do bão gây ra là không nhiều, song các thiệt hại gián tiếp như lũ quét, lở đất, ngập lụt và dịch bệnh kéo theo mới gây nên tổn thất nghiêm trọng. 

Và điều may mắn nhất là các thiệt hại gián tiếp này có thể phòng ngừa mà không cần đến vũ khí hạt nhân.  







Source: NASA, NOAA, OpenClipart.






Tuesday, October 17, 2017

Bảo vệ dữ liệu kinh doanh bằng cách sao lưu dự phòng


Mặc dù tựa của bài viết này thuần túy kỹ thuật, độc giả mà nó nhắm tới là các nhân sự nắm vị trí lãnh đạo của doanh nghiệp, như là Giám đốc Tài chính, Giám đốc Kinh doanh hoặc Tổng Giám đốc - những người thực sự hưởng lợi từ việc bảo vệ dữ liệu kinh doanh. Cho dù đôi lúc họ chưa ý thức được điều này.

Có bạn người quen nhờ mình đi tra gúc gồ giúp xem cách thức xây dựng một quy trình sao lưu và khôi phục dữ liệu như thế nào. Đi tìm hết hơi không ra, thôi thì đành viết rồi gửi mail cho bạn. Song chợt nghĩ, biết đâu có người cũng đi tìm như bạn mình thì sao. Bèn dành thêm chút thời gian, trau chuốt lại từ ngữ và post lên đây, hy vọng giúp thay đổi tư duy phần nào cho giới quản trị doanh nghiệp, và có ích cho các bạn SysAdmin mới vào nghề.

Như ta đã biết, đối với nhiều doanh nghiệp hiện nay, dữ liệu hiện đã trở thành tài sản quý giá thứ nhì sau con người, và vượt xa tài sản cố định trên báo cáo tài chính. Một doanh nghiệp thường có thể phục hồi kinh doanh khi mất một nửa số tài sản cố định, song rất khó vượt qua nếu bỗng dưng mất một nửa số dữ liệu. Ấy là chưa kể đến các án phạt – cả hành chính lẫn hình sự - chỉ chờ dịp là bổ thẳng xuống đầu Ban giám đốc. Tuy thế, nhận thức của Ban giám đốc về tầm quan trọng của dữ liệu thường lại khá mù mờ, hầu hết coi đó là công việc của mấy vị quản trị mạng. Đương nhiên sếp đã thế thì nhân viên dưới quyền các bạn lại càng kém đi. Tai vạ bắt đầu từ đó.

Trong số nhiều tính chất của dữ liệu, người quản lý doanh nghiệp thường quan tâm đến 3 thuộc tính sống còn, đó là tính bảo mật, tính đầy đủ và tính sẵn sàng. Tính bảo mật có nghĩa là dữ liệu được chia sẻ cho những người cần biết, và đóng kín đối với những người còn lại. Tính đầy đủ nghĩa là dữ liệu phản ánh trung thực quá trình vận hành của doanh nghiệp. Và tính sẵn sàng có nghĩa là dữ liệu có mặt kịp thời để đáp ứng nhu cầu kinh doanh, hoặc phục vụ việc ra quyết định.

Phần lớn tính sẵn sàng của dữ liệu được đóng góp từ quy trình sao lưu và khôi phục. Quy trình này cũng giúp tăng cường tính bảo mật tuy mức độ không cao. Câu hỏi để ngỏ cho độc giả - quy trình nào giúp tăng cường tính đầy đủ của dữ liệu ?
                                                                                                         
Trong lúc đi tìm hiểu quy trình sao lưu và khôi phục, chúng tôi nhận thấy hầu hết các nội dung trên mạng chỉ tập trung vào bán giải pháp phần mềm, và đâu đó có cả cách thức vận hành từng giải pháp riêng lẻ. Điều đó dẫn tới sự ngộ nhận là doanh nghiệp chỉ cần mua giải pháp của hãng XYZ thì tự nhiên mọi dữ liệu sẽ được sao lưu đầy đủ, hễ cái gì mất đi là tức khắc lấy lại được ngay. Đáng tiếc thực tế lại không đơn giản như vậy. Một công cụ tốt là chưa đủ, cũng như sở hữu cây rìu sắc không có nghĩa là bạn có ngay … nồi cháo rìu bổ dưỡng. Bài viết này bổ sung những thực phẩm còn lại để bạn tự nấu lấy nồi cháo đó vậy.

Cho dù hình thức như thế nào, thì một số nội dung sau đây bắt buộc phải có trong quy trình sao lưu và khôi phục dữ liệu:

1. Đối tượng cần sao lưu

Quy trình phải viết rõ cần sao lưu những dữ liệu nào. Thường một doanh nghiệp sẽ có nhiều đối tượng dữ liệu với mức độ bảo vệ khác nhau, mức độ chấp nhận mất dữ liệu khác nhau và thời hạn khôi phục khác nhau. Đây là những tiêu chí để phân loại xem doanh nghiệp nên nhóm dữ liệu lại như thế nào để sao lưu hiệu quả.

Ví dụ: Cty A chấp nhận hy sinh dữ liệu trong ngày. Như vậy, họ chỉ cần sao lưu cuối ngày. Ngân hàng B chấp nhận hy sinh dữ liệu kế toán trong ngày (có thể cho phép nhập lại vào hôm sau), nhưng dữ liệu giao dịch không được phép mất. Vậy dữ liệu giao dịch phải sao lưu online, còn dữ liệu kế toán sao lưu cuối ngày.

Đối với cty vừa và nhỏ, thường sẽ có 3 đối tượng dữ liệu kinh doanh chính: file chia sẻ gồm các dạng công văn bảng tính báo cáo, database kế toán, database email . Về dữ liệu công nghệ thì có cấu hình chuẩn của server / thiết bị mạng (ví dụ tên và mật khẩu wifi, bảng định tuyến), các dữ liệu hệ thống khác như tên đăng nhập và mât khẩu người dùng, cũng như các quyền truy xuất của họ.

Quy trình phải khoanh rõ phạm vi đối tượng cần sao lưu – có đối tượng dữ liệu nào và không có đối tượng dữ liệu nào. Đối với các doanh nghiệp tầm trung trở lên, người ta có thể phải soạn riêng quy trình cho từng loại dữ liệu.

2. Biện pháp sao lưu

Căn cứ trên bản chất dữ liệu và cách mà dữ liệu đang được vận hành, đề ra biện pháp sao lưu cụ thể. Ví dụ: với dữ liệu chia sẻ, các file XLS hoặc Word đang bị người dùng truy xuất (đang mở để đọc ghi) sẽ không thể sao lưu được. Vì vậy phải có cơ chế khóa người dùng để sao lưu.

Ví dụ: cơ sở dữ liệu kế toán có các công cụ để tự kết xuất sang file tạm (ví dụ từ MS SQL, Oracle), thì phải kết xuất file tạm trước, rồi mới sao lưu từ file tạm. Tần suất sao lưu dữ liệu chia sẻ có thể là hàng ngày, nhưng dữ liệu cấu hình server /OS /userID thì không thay đổi mấy, sao lưu hàng tuần là được.

3. Đích sao lưu

Mục này ghi rõ dữ liệu nào được sao lưu vào đâu. Ví dụ một số dữ liệu cty nhỏ có thể sao lưu trên cloud. Các phần mềm kế toán vừa và nhỏ hiện nay đều cho phép làm việc này. Một số nơi có thể quy định dữ liệu file chia sẻ phải sao lưu sang băng từ (tape), và tape phải lưu trữ ở một nơi an toàn ngoài văn phòng. .

Ví dụ: dữ liệu giao dịch nhanh phải sao lưu hàng giờ sang các file tạm. Cuối ngày chuyển file tạm sang tape và sao lưu như dữ liệu chia sẻ. Hoặc dữ liệu chi nhánh phải sao lưu qua mạng về tổng hành dinh, rồi ở tổng hành dinh sẽ sao lưu sang tape. Dữ liệu cần chính xác, chống ghi đè, chống giả mạo thì sao lưu bằng DVD-ROM writer, ghi một lần và cất vĩnh viễn.

4. Công cụ sao lưu

Từ các yêu cầu nêu ra trên mục 1/2/3, lựa chọn và nêu rõ công cụ sao lưu, các bước cần thực hiện để sao lưu.

Ví dụ: sao lưu từ server nọ sang server kia hoặc từ chi nhánh về head office thì dùng công cụ ROBOCOPY, sao lưu ra tape nếu đơn giản thì dùng công cụ NTBACKUP. Các tác vụ phức tạp có thể dùng công cụ chuyên dụng như BackupExec v.v.

Các bước thực hiện phải rõ ràng và đủ chi tiết. Đồng thời phải tính đến các tùy chọn cụ thể cho từng đối tượng dữ liệu. Ví dụ có cần mã hóa bản sao lưu không ? Mấy cấp độ mã hóa ? Ai giữ Master Key để mở khóa ?

Tiếp đến các đĩa / băng từ sao lưu phải đánh nhãn như thế nào, file ghi content các nội dung đã backup thì để ở đâu (như kiểu báo cáo – tape này chứa những file nào, để về sau còn biết lấy đúng tape mà khôi phục v.v.)

5. Quy trình khôi phục

Mục này bắt buộc phải có song có thể tách ra thành quy trình riêng. Sao lưu và Khôi phục phải đi cùng nhau, khi đã sửa đổi một quy trình là phải xem xét sửa đổi quy trình kia ngay lập tức. Quy trình Khôi phục thường có hai mục con là Khôi phục toàn bộ, và Khôi phục một phần dữ liệu. Hai cái này đặc biệt khác nhau nếu đối tượng sao lưu là dữ liệu hệ thống. Quy trình này phải chỉ rõ ai có quyền phê duyệt khôi phục dữ liệu, nguồn khôi phục ở đâu, ai có quyền truy xuất đến bản sao, cách thức khôi phục như thế nào, cách thức kiểm tra sau khôi phục như thế nào.

6. Xử lý lỗi trong quá trình thực hiện sao lưu/khôi phục (tùy chọn)

Nội dung mục này bao gồm những việc như khi nào phải dừng sao lưu để làm lại, khi nào được làm tiếp và thử vào cuối phiên. Ai chịu trách nhiệm rá soát báo cáo lỗi vào sáng hôm sau để đảm bảo phiên sao lưu đêm hôm trước đã diễn ra thành công. Cách thức ký nhận như thế nào, báo cáo ký nhận lưu bao nhiêu lâu, ai lưu v.v.

Thường các doanh nghiệp nhỏ không nhất thiết cần mục này, nếu làm lỗi thì làm lại. Tuy nhiên các doanh nghiệp tầm trung cần phải có, để công tác quản lý được đầy đủ, hạn chế sai sót.

7. Kiểm thử và diễn tập

Mục này bắt buộc phải có: kịch bản kiểm thử, kịch bản diễn tập, bao lâu diễn tập một lần, ai báo cáo/phê duyệt kết quả kiểm thử hoặc diễn tập.

Ví dụ kiểm thử khôi phục máy chủ. Kịch bản có thể là thuê máy chủ mới trong 1-2 ngày và khôi phục toàn bộ dữ liệu, để xem có hoạt động được không ? Khi khôi phục phải thực hiện nhất nhất theo mục 5 – có thể gồm khôi phục hệ điều hành, xong khôi phục userID + pwd, xong khôi phục dữ liệu chia sẻ, xong khôi phục dữ liệu DB kế toán v.v. Kết quả kiểm thử phải được người dùng cuối đánh giá, viết báo cáo để phê duyệt. 

Lập kịch bản sự cố để phản ứng, ví dụ nếu mất bản sao lưu thì sao? có thiệt hại gì không? có bị rò rỉ thông tin không? Có thiệt hại danh tiếng không? Khi phát hiện mất thì phải làm gì? Mất một phần thì sao, mất toàn bộ thì sao? Một sơ suất hay mắc phải là các vị bên IT chỉ ghi vào quy trình kiểu nếu mất thì báo cáo lãnh đạo. Còn lãnh đạo phải làm gì thì đến lúc đó thường cũng không biết phải làm gì. Nên bây giờ cứ bình tĩnh suy nghĩ mà viết vào đây cho đầy đủ, lãnh đạo làm gì, nhân viên làm gì, khắc phục tạm thời như thế nào v,v

Ví dụ diễn tập bị hacker tấn công. Tình huống xảy ra là hacker chiếm quyền điểu khiển máy chủ dịch vụ, dữ liệu bị mã hóa để tống tiền. Người dùng không đăng nhập được, việc kinh doanh bị gián đoạn do không biết số lượng hàng hóa phải giao nhận.

Thường kịch bản khôi phục sơ bộ sẽ như sau:
- Xác định bản backup cuối cùng chưa bị xâm nhập. Việc này tương đối khó, phải có kinh nghiệm mới làm được.
- Xác định xem nếu khôi phục từ bản đó thì mất dữ liệu bao lâu (3 ngày, 2 tuần, 1 tháng v.v.),  mất những dữ liệu gì ? 
- Doanh nghiệp có chấp nhận không? Nếu không chấp nhận nổi thì đi mua lại của hacker.
- Nếu chấp nhận mất dữ liệu, thì quy trình khôi phục thường sẽ là thuê/mua server mới, tốt nhất là loại khác với loại đã bị tấn công, cài lại hệ điều hành mới (khác loại đã bị tấn công là tốt nhất), khôi phục dữ liệu và bổ sung từ các dữ liệu bản cứng còn giữ được. 
- Kịch bản có thể bao gồm vai trò của các bộ phận khác như bộ phận kinh doanh / kho vận phải làm gì nếu không có số liệu từ máy tính – ví dụ cho phép giao hàng theo đơn hàng qua fax hoặc đơn hàng qua email công cộng như Gmail.

Các phòng ban có trách nhiệm cụ thể hóa kịch bản này thành các bước công việc, thử nghiệm đánh giá kết quả và chỉnh sửa nếu cần.

Kịch bản kiểm thử / diễn tập này phải làm ít nhất mỗi năm một lần, và lãnh đạo công ty phải cam kết cung cấp đủ nguồn lực để làm theo thời hạn khôi phục. Ví dụ muốn khôi phục trong 1 ngày, thì phải mua sẵn server standby để chờ trong văn phòng. Nếu muốn khôi phục trong 1 tuần, thì phải có hợp đồng với bên bán để khi nào có lệnh gọi là nhà cung cấp mang đến luôn. Công cụ khôi phục phải có sẵn, ví dụ đầu đọc DVD, đầu đọc tape, phần mềm khôi phục, cán bộ có trách nhiệm v.v.

8. Phê duyệt & thi hành

Bao gồm các nội dung về việc ai có trách nhiệm rà soát, chỉnh sửa quy trình này, ai phê duyệt, ai thực thi. Thủ tục đóng góp ý kiến như thế nào, thủ tục yêu cầu bổ sung / loại bỏ dữ liệu vào quy trình sao lưu như thế nào v.v.

Tám nội dung trên đây đã được người viết lược hóa cho doanh nghiệp vừa và nhỏ. Đối với các công ty hoặc tập đoàn lớn, quy trình này phải tính đến các yêu cầu khắt khe về bảo mật và lưu trữ ngoại tuyến, chống đánh cắp và giả mạo dữ liệu trong lúc vận chuyển. Có thể thêm những thủ tục đặc biệt như dán nhãn băng từ dạng QR-code trên tem vỡ, để chống giả mạo hoặc đánh tráo.

* * *

Kết luận

Bảo vệ dữ liệu, thực chất chính là bảo vệ công việc kinh doanh của bạn. Tuy nhiên, không ít cán bộ quản lý hoặc lãnh đạo doanh nghiệp lại khá thờ ơ và khoán trắng cho bộ phận công nghệ. Thiếu cơ chế kiểm soát, Ban giám đốc sẽ không thể tin tưởng việc khôi phục dữ liệu đạt được các yêu cầu hoặc cam kết lúc ban đầu.

Các bạn muốn biết doanh nghiệp mình sẵn sàng đối phó với sự cố dữ liệu đến mức độ nào? Rất đơn giản, hãy đến văn phòng và cúp điện tất cả những máy chủ bạn nhìn thấy. Yêu cầu các phòng ban tìm mọi cách khắc phục để duy trì hoạt động kinh doanh trong 3 ngày mà không cắm điện dàn máy kia.

Tự bạn rút ra câu trả lời.

Wednesday, October 4, 2017

Giải Nobel Vật lý 2017


Năm nay Ủy ban Nobel lựa chọn ba "cụ già" để trao giải Vật lý, vì những đóng góp quyết định vào máy dò LIGO và việc quan trắc sóng hấp dẫn. Vẫn theo thông lệ, tuyên bố chính thức của Ủy ban Nobel khá là mơ hồ đối với bạn đọc đại chúng. May thay trên website, họ đăng thêm một bài báo dạng khoa học thường thức để bọn não mịn như tôi có thể hiểu được.

Các nhà vật lý đã cho chúng ta biết, thế giới vận hành dựa trên 4 lực cơ bản nhất, đó là lực điện từ, lực hấp dẫn, lực tương tác mạnh và tương tác yếu.  Bình thường chúng ta quan sát được hai lực đầu tiên, còn hai lực sau chỉ có thể quan sát trong phòng thí nghiệm, vì khoảng cách tác dụng của chúng quá ngắn. 

Hiểu một cách đơn giản, mỗi lực cơ bản đi kèm theo trường lực của nó, và biến động của trường lực này sinh ra sóng tương ứng. Ví dụ khi bạn xoay một thanh nam châm, bạn đã tạo ra sóng điện từ. Hoàn toàn tương tự, nếu bạn nâng hạ một quả tạ, bạn đã tạo ra sóng hấp dẫn. Lý thuyết là thế. Song chứng minh cho chặt chẽ về mặt lý thuyết và thực nghiệm lại là cả một vấn đề.

Khoảng 20 năm trước khi cụ già nhất (trong số 3 cụ nhận giải năm nay) ra đời, thì "cụ cố" Einstein đã công bố Thuyết tương đối, mà một hệ quả tất yếu là sóng hấp dẫn tồn tại. Trong khi chúng ta biết rằng lực điện từ và sóng điện từ đi cặp với nhau, thì lực hấp dẫn và sóng hấp dẫn lại có vẻ không hiển nhiên như vậy. Dễ hiểu tại sao giới vật lý thực nghiệm không chịu bó tay trước một thách thức - mà thoạt nhìn chỉ ở tầm cỡ tiểu học như thế. Họ tìm mọi cách để phát hiện sóng hấp dẫn trong thực tế.

Dù rất nhiều bộ óc kiệt xuất đã tham gia vào, và tiền của đổ ra không ít, nhưng việc dò bắt sóng hấp dẫn vẫn như bóng chim tăm cá. Vấn đề là năng lượng của sóng hấp dẫn rất bé, bé lắm, bé hơn hạt anh túc, bé hơn cả hạt nhân nguyên tử. Mà để dò được một thứ bé đến thế thì phải có máy dò hàng siêu khủng, phải có công nghệ hàng siêu khủng để chế tạo nó, và phải có nhiều chuyên gia lăn lộn với nó năm này qua tháng khác để lo những việc thượng vàng hạ cám. Việc to ví dụ như khử nhiễu môi trường, việc bé như vận hành một cái máy hút chân không cho một cặp ống dài 4km mỗi chiếc, mà lại phải không gây ra nhiễu môi trường (ấy là đoán thế thôi nhé!)

Túm lại sau 40 năm kể từ lúc khởi công, thì năm 2015, loài người đã chế ra một cặp máy như thế, gọi là Đại giao thoa kế hấp dẫn lade, hay tên tiếng Anh là LIGO. Chiếc thứ nhất đặt ở Mỹ, và chiếc thứ hai, như các bạn đã đoán ra, cũng đặt ở Mỹ - cách nhau độ hơn 3 ngàn km. Bất kỳ phát hiện nào về sóng hấp dẫn đều phải được ghi nhận độc lập bởi cả hai máy, cách nhau một khoảng thời gian tương thích, thì mới được coi là hợp lệ.

Tình cờ cũng đúng năm đó, cặp LIGO này ghi lại được luôn một chớp sóng hấp dẫn (may thế!) Các nhà khoa học đã tính toán cụ thể là sóng này sinh ra từ vụ đụng độ của 2 hố đen loại bé, một cái tầm 29 lần khối lượng Mặt trời, cái kia tầm 36 lần. Nhẽ hố đen sau đụng độ phải bằng 65 lần khối lượng Mặt trời, nhưng không phải – tầm 3 lần khối lượng Mặt trời đã bị ném tung vào không gian dưới dạng sóng hấp dẫn chỉ trong vài phần giây (còn lại 62 lần khối lượng mặt trời ở hố đen mới). Về thời gian, vụ đụng độ này xảy ra khoảng 1.3 tỷ năm về trước – dạo đó sinh vật trên Trái đất của ta đang bận tiến hóa từ loại đơn bào lên loại đa bào.

Cho đến khi viết bài này, trong khoảng thời gian từ 2015 đến 2017, người ta đã ghi nhận được thêm 4 chớp hấp dẫn khác – chớp cuối cùng vào tháng Tám năm 2017.  Một vài quốc gia như Ấn độ và Nhật bản đang bày tỏ ý định xây dựng đài quan trắc hấp dẫn của mình. Đây có vẻ như một cuộc đua tranh, khi mà mỗi quốc gia đều hy vọng dẫn đầu trong khám phá vũ trụ thông qua sóng hấp dẫn.

Thử hình dung bức tranh như sau. Ta đang đi vào rừng, bạn nghe được tiếng chim hót, tiếng nước chảy, tiếng gáy của chú gà gô và tiếng sột soạt của con rắn đang trườn trên đám lá. Đồng hành với bạn là một người khiếm thính, anh ấy chỉ nghe được nếu có ai đó hú gọi hoặc bắn súng báo hiệu.

Với máy dò LIGO hiện tại, chúng ta đang ở mức độ khiếm thính như anh bạn kể trên. Ta chỉ có thể phân biệt được người hú là nam hay nữ, và áng chừng được hướng phát ra tiếng hú. Ta điếc đặc với tiếng chim tiếng suối, và nếu ta liều mạng đi bừa, có thể ta sẽ bị con rắn kia đớp cho một phát.

Song với tiến bộ của khoa học kỹ thuật, chúng ta hoàn toàn có thể hy vọng vào việc một ngày nọ nghe thấy đủ mọi lời thì thầm của vũ trụ, đến dưới dạng các sóng hấp dẫn. Vũ trụ có thể kể cho ta về hành tinh,  về hố đen, về vật chất tối – là những thứ mà hiện giờ ta đang mù tịt, vì chúng không phát sáng. Sau bao nhiêu thế kỷ quan sát vũ trụ bằng mắt, giờ đây loài người có thêm một giác quan nữa – ta đã biết nghe.

Biên giới về tầm hiểu biết vừa được nâng lên một cấp độ mới. Liệu bạn có sẵn sàng lắng nghe?


Saturday, June 24, 2017

Tấm ảnh chụp trên điện thoại tiết lộ gì về bạn?


Có bao người trong số chúng ta cầm điện thoại lên lúc đã tắt điện đi ngủ, và tình cờ bấm nhầm vào nút chụp ảnh. Kết quả như thể bạn chụp con mèo đen trong kho than, một hình chữ nhật đen xì. Đến lúc chuyển ảnh bằng thẻ nhớ, bạn cũng không buồn xóa nó đi, vì cho rằng dù có lọt ra ngoài, tấm hình ấy không hề chứa thông tin gì.

Đúng là tấm hình ấy không chứa thông tin gì thật không? Bài viết này hé lộ cho bạn một phần sự thật, về những thứ đang bị che giấu sau bức màn đen của công nghệ.


Là người chụp ảnh trên điện thoại và máy ảnh số, bạn chắc đã từng sử dụng thông tin EXIF của ảnh, dù bạn không biết nó gọi là EXIF. Rất đơn giản, khi bạn tìm vào phần thuộc tính của mỗi bức ảnh, hoặc biểu tượng chữ (i), bạn sẽ thấy hiện lên kích thước của ảnh (tính bằng số pixel), kich thước file (tính bằng MB), khẩu độ (ví dụ f/4), tốc độ màn trập, ISO … Hầu hết những thông tin này chỉ để mấy ông chơi ảnh mang ra khoe với nhau, và bạn cũng không cần để ý đến chúng. Đây chính là EXIF.

Nhưng bên cạnh đó, EXIF còn lưu nhiều thông tin khác. Nó lưu mẫu mã của máy ảnh (à há!), và trong trường hợp của bạn, là tên của chiếc điện thoại mà bạn đang sử dụng. Ví dụ nhìn vào EXIF, người ta biết rõ bạn dùng điện thoại Samsung S7 hay iPhone 6Plus, hay là một chiếc BPhone (lạy Chúa phù hộ cho BPhone!).

Và bạn đừng nghĩ nó chỉ lưu có mẫu mã không thôi, trên thực tế tùy hãng sản xuất, EXIF lưu cả số serial của máy ảnh đã chụp ra nó. Tôi biết là Canon và Nikon công khai thừa nhận điều này, và trên thực tế không có gì khó khăn về mặt kỹ thuật để các hãng khác cũng làm như vậy. Ngay cả khi bạn rà quét EXIF và không tìm thấy số serial của điện thoại, cũng  đừng vội mừng. Phần sau của bài viết này sẽ giải thích tại sao.

EXIF lưu ngày giờ chụp ảnh. Thôi thì cái này cũng chưa quan trọng lắm. Nhưng khi tổ hợp nó với thông tin Vị trí địa lý có trong EXIF, thì bạn coi chừng! Hầu hết các smartphone bây giờ đều có tính năng GPS, và mỗi khi bạn chụp ảnh, một nhãn geotag sẽ được dán vào EXIF, cho biết bạn vị trí thực sự của điện thoại lúc đó. Và người tình cờ đọc được EXIF sẽ nói cho bạn biết, lúc 11h đêm ngày ấy ngày nọ, bạn đang ở đâu, với địa chỉ chính xác đến cấp số nhà và ngõ, nếu bạn ở thành phố. Giờ thì bạn biết là chỉ cần bạn chịu khó chụp ảnh một chút, người ta hoàn toàn có thể dự đoán được sắp tới bạn định đi đâu, ví dụ sáng đi làm, trưa đi ăn, tối về nhà ngủ.

Thực ra còn có thể khai thác một số nội dung khác nữa. Ví dụ tên và đường dẫn file cho biết bạn lưu ảnh trên thẻ nhớ hay trong máy, cách đặt tên file cho biết bạn đã sử dụng máy đó khoảng bao nhiêu lâu (dựa trên số lượng ảnh trung bình mà một người chụp bằng điện thoại), thời điểm lưu ảnh lần cuối cho biết ảnh có bị chỉnh sửa so với ảnh gốc hay không …

Đọc đến đây, một số bạn có hiểu biết về công nghệ sẽ bảo, ngoài kia đầy phần mềm xóa EXIF. Chỉ cần chưa đến một nốt nhạc là xóa sạch bách toàn bộ các thể loại địa chỉ, thời gian, nhãn hiệu máy,  … Vâng, bạn nói đúng, nhưng có một điều bạn cần biết thêm, đó là nhà sản xuất đã có thể mã hóa những thông tin này lên các pixel. EXIF thực sự giờ đây là những chấm đen trên tấm hình của bạn.

Để hiểu được việc này, bạn sẽ cần nắm được một số khái niệm. Thứ nhất, làm cách nào lưu thông tin lên những "chấm đen".

Thực ra khá đơn giản. Bạn mở một file văn bản, gõ vào đó một số lượng tùy thích dấu cách, dấu Tab và dấu xuống dòng. Giờ đây bạn nhìn thấy gì – hoàn toàn là một văn bản trắng tinh đối với mắt thường. Nhưng máy tính có thể đếm chính xác số lượng dấu cách, và biết được sau bao nhiêu dấu cách lại đến một dấu Tab, và sau bao nhiêu dấu Tab thì đến một dấu xuống dòng. Đây chính là thông tin mà văn bản này truyền tải. Tương tự như thế, một cách thức mã màu sẽ cho phép ghi hai điểm ảnh cùng đen kịt đối với mắt thường, về thực chất là hai giá trị riêng biệt. Trong tình huống tối thiểu, điều này tương đương với một bit thông tin. Một điện thoại lắp camera 23 triệu pixel như của Sony sẽ cho bạn ghi khoảng gần 3 MB – hay là cỡ một bài hát ngắn dạng MP3 – mà vẫn hoàn toàn vô hình đối với mắt thường. Mở rộng ra, người ta có thể lưu thông tin trên pixel bất kỳ màu nào, không cứ phải là màu đen.

Thứ hai, liệu các hãng có ghi nội dung bí mật vào sản phẩm hay không?

Câu trả lời là Có. BBC ngày 21/6/2017 đã đưa tin về việc một người Mỹ bị FBI bắt dựa vào chứng cớ từ trang giấy in. Trang in đó chứa các chấm màu đặc biệt nhỏ, được thiết kế để không nhìn thấy bằng mắt thường, song mang nội dung về ngày giờ bản in được thực hiện, và số serial của chiếc máy in. Theo đó, người ta biết được rằng những trang giấy này được in ra từ một địa điểm bảo mật và tuồn ra ngoài.

Điều này đã được biết từ lâu. Người ta tin rằng ngày nay (2017) mọi hãng sản xuất máy in laser màu đều bí mật thêm các chấm – hầu hết không thể nhận biết bằng mắt thường – gọi là tracking dots. Dựa vào các chấm nhận dạng này, người ta có thể nói chính xác nhãn hiệu và số series của máy in, ngày giờ in. Từ năm 2005, trang web eff.org đã cố gắng lập nên danh sách những máy in có tracking dots, và cả những máy không có. Tuy nhiên, họ đã ngừng công việc này, có vẻ vì trên thị trường chỉ còn toàn máy có tracking dots !?

Trong các câu chuyện kể về hoạt động mật mã, điều này được gọi là kỹ thuật giấu tin. Buổi sơ khai, đó là những viên sáp có chứa mẩu giấy mang thông tin để người ta nuốt vào bụng. Đến Thế chiến 2 là thời của vi phim, giấu trong bì thư hoặc giấy viết thư bình thường. Với thời đại của ảnh kỹ thuật số và các phương tiện truyền tải nội dung trực tiếp, giấu tin lại càng phát triển mạnh để qua mặt các biện pháp giám sát. Một tin nhắn SMS dễ dàng mã được vào xấp xỉ một ngàn pixel, và khi trộn chúng lên một bức ảnh 20-30K pixel – thường bé như móng tay – thì chỉ có phân tích hình ảnh bằng máy mới họa chăng dò ra được.

Thứ ba, liệu các nhà sản xuất điện thoại có thực sự ghi nội dung vào pixel hay không?

Tôi không tìm thấy tài liệu nào khẳng định hay bác bỏ tuyệt đối, song xâu chuỗi những nội dung trên, tôi tin rằng điều đó có thật. Việc chèn các điểm ảnh mang tin quá dễ dàng, vì mắt thường không thể nào phát hiện ra chúng. Để lưu toàn bộ thông tin EXIF chỉ cần khoảng một phần mấy ngàn tổng số pixel của toàn bộ ảnh. Thậm chí, những thông tin được mã lên ảnh hoàn toàn độc lập với thông tin lưu trên EXIF. Người ta thừa sức mã cả số IMEI, số điện thoại, mã số IMSI của thẻ SIM, serial của máy, địa chỉ MAC của wifi, danh mục các cuộc gọi gần nhất … tóm lại là mọi thông tin để nhận biết nguồn gốc hình ảnh. Những nội dung này hoàn toàn không tồn tại trên EXIF.

Các bạn có thể cho rằng lập luận của tôi còn thiếu căn cứ và khá lỏng lẻo. Tuy nhiên, việc chèn nội dung bí mật vào các sản phẩm là điều hoàn toàn khả thi, và người ta đã thực hiện với các sản phẩm in ấn – vốn dễ lộ hơn sản phẩm hình ảnh rất nhiều. Tôi cho rằng các máy điện thoại chụp hình chắc chắn đã sử dụng kỹ thuật tương tự để xác định nguồn gốc ảnh, tôi chỉ không chắc về việc những thông tin nào đã được lựa chọn để định danh người chụp. Những người duy nhất có thể khẳng định danh mục thông tin này, tiếc thay lại là những người không thể lên tiếng.

Nếu là nhà sản xuất, thậm chí tôi có thể còn đẩy sự việc đi xa hơn nữa. Tôi sẽ kích hoạt và mã hóa tấm ảnh chụp bằng camera "trước" lên tấm ảnh chụp bằng camera "sau" của điện thoại, hai ảnh này được chụp cùng lúc. Đây là bằng chứng xác đáng nhất về tác giả của ảnh. Tất nhiên lượng thông tin từ ảnh mã sẽ rất thấp, để không làm ảnh hưởng đến ảnh gốc. Với một số phép thử/sai, tôi sẽ tìm ra được công thức tối ưu để nhận diện người chụp mà vẫn đảm bảo chất lượng ảnh gốc.

Bạn có thể hỏi, thế còn với các bức ảnh chụp bằng camera "trước" thì sao?

Thì người chụp tự selfie trên ảnh gốc rồi, tạo mã làm gì nữa cho mệt!



= = = = =
(*) Hiện nay, người ta đã công khai thừa nhận việc sử dụng nhận dạng các pixel hỏng của tấm ảnh để truy tìm máy đã chụp, một kiểu tương tự như giám định vết xước trên đầu đạn để tìm ra khẩu súng. Tuy nhiên cách này khá mất thời gian, vì phải giám định từng máy mới có thể xác nhận được. Kỹ thuật giấu tin trong ảnh giải quyết bài toán tương tự, với thời gian và chi phí thấp hơn rất nhiều.

Wednesday, February 15, 2017

Vài chỉ dẫn cho các ông chồng về chỗ giấu tiền quỹ đen



Phàm là đàn ông, tất muốn giấu mấy đồng quỹ đen. Không nhiều nhặn để bao gái hay làm điều gì khuất tất, nhưng ít nhất để đi nhậu không phải xin tiền vợ. Bài viết này gợi ý cho anh em một số chỗ cất tiền cơ bản, đủ để cất tiền nhậu trong một tháng. Hy vọng sẽ gợi mở nguồn cảm hứng, từ đó mỗi người phát minh ra các biện pháp của chính mình. Trong cuộc chiến công khai kiểm soát tài chính, dù đàn ông thường thua trận, nhưng nếu chuyển thành chiến tranh du kích, tôi đảm bảo các ông chồng có rất nhiều lợi thế chiến thuật.

Bắt đầu từ chỗ cơ bản nhất: nhà vệ sinh. Các bạn xem phim cũng đã thấy điệp viên 007 và Michael Corleone (Bố Già) giấu súng trong thau nước bồn cầu. Vậy các bạn chần chừ gì mà không dùng ngay. Riêng với tiền, còn có thể kẹp thành kẹp mỏng, dán vào kẽ giữa tường và bồn nước. Chắc không cần phải dặn các anh về việc quấn nilon cho kỹ.

Một số nhà vệ sinh kiểu cũ có gương toilet rời – không bị dán chặt vào tường. Đàng sau khung gương này là một chỗ cất giấu thuận tiện, cũng như các loại khung ảnh khác trong nhà – khung ảnh cưới vợ chồng, ảnh trẻ con, ảnh các cụ trên phòng thờ, v.v .

Giờ sang bếp và phòng khách. Những chỗ này giấu được nhiều hơn, nhưng cất và lấy khá phức tạp, nên tùy gia cảnh mà sử dụng. Kinh điển ngày xưa thì cất trong phích nước, tháo nắp đáy ra, cho tiền vào giữa vỏ và ruột phích rồi đóng lại. Bây giờ tiền plastic rồi, bị nóng là hỏng, không nên dùng cách này nữa. Ngoài khung ảnh như đã nói ở trên, có thể để trong hộp công tơ điện, hoặc một vài loại hộp cầu dao điện cỡ lớn. Hộp này ít người dám sờ tới, nhất các bà vợ lại càng ít, nên rất yên tâm.

Khu vực bàn làm việc. Chỗ này hay bị kiểm soát, chỉ cần các bà vợ dọn dẹp một chút là lộ tẩy hết. Tuy nhiên trong laptop thường vẫn có một kẽ nhỏ, che bằng miếng nhựa mỏng. Cạy miếng vỏ này ra có thể nhét tiền vào trong. Nếu muốn cất nhiều nữa thì vứt hẳn ổ đĩa CD/DVD, mua một cái cover giả để lắp bên ngoài, tha hồ cất tiền vào trong. Nhét tiền trong bút viết bảng hết mực cũng là một cách hay dùng – tháo ra vứt ruột đi là dùng được.

Phòng ngủ: rất không nên cất giấu ở đây, dễ bị lộ. Vài người thích cho vào túi quần áo của những bộ quần áo ít sử dụng. Cách này rất sai, một hôm đẹp trời vợ mang đi giặt, thế là mất trắng. Có thể để trong gấu bông, hoặc ruột gối – song cũng rủi ro như trên. Duy có chỗ đàng sau cục nóng điều hòa có thể cất được, tùy nhà lắp cục nóng như thế nào, phía sau có kín đáo không. Nếu có tủ ngăn kéo, có thể dán phong bì phía dưới ngăn kéo cuối cùng.

Lời cuối cho đức ông chồng: việc của các anh bây giờ là thỉnh thoảng giấu ít tiền ở một trong các chỗ trên đây, cho bà vợ tinh quái tìm thấy (và tự an ủi là mình đã tóm được quỹ đen của chồng). Còn quỹ đen thực sự của mình, các anh phải tự động não tìm ra chỗ cất giấu khác biệt. Nếu không biết cất ở đâu, thì tốt nhất là tự thú mà đưa hết cho vợ - người như thế không xứng đáng đi nhậu chút nào!

Tuesday, June 21, 2016

Một số thuật ngữ tiếng Anh thường bị dịch ẩu

 Trong lúc đọc báo, thấy mấy chữ này dịch sai cứ tức anh ách. Nay viết ra để giải toả tâm lý!

Secretary of States: Có người dịch sai thành Thư ký Liên bang. Với bối cảnh nước Mỹ, vị trí này là Ngoại trưởng. Không biết tại sao ngày xưa lại dịch ra như thế, thay cho Bộ trưởng Ngoại giao. Trong khi chức vụ Secretary of Defense lại vẫn dịch là Bộ trưởng Quốc phòng, chứ không dịch là Quốc trưởng hay tệ hơn, trưởng Phòng!

Ví dụ một bài báo dịch sai, theo đó bà Hillary Clinton giữ chức vụ Thư ký Liên bang

http://vntinnhanh.vn/my/vi-sao-pho-tong-thong-my-khong-tranh-cu-tong-thong-63904

Collateral Damage: trong bối cảnh hoạt động quân sự, chữ này để chỉ các thiệt hại không mong muốn nhưng không thể tránh khỏi, khi tiến hành đợt tấn công hoặc chiến dịch. Có thể dịch thành Tổn thất ngoài dự kiến, hoặc Thiệt hại kèm theo. Trong kinh tế tài chính, nó ám chỉ các động thái điều hành kinh tế (ví dụ của chính phủ hoặc ngân hàng trung ương) có thể gây ra tác động xấu đến tầng lớp dân nghèo, cho dù mục đích chính của động thái đó hoàn toàn khác. Rất thường bị dịch sai thành Thiệt hại tài sản thế chấp.

Ví dụ bài báo dịch sai:
http://nhipcaudautu.vn/tai-chinh/thi-truong-quoc-te/be-boi-lai-suat-libor-co-tac-dong-the-nao-toi-the-gioi-3185222/#axzz4Be8zBvzO

US Army: dịch là Lục quân Hoa kỳ, không phải quân đội Mỹ. Đây là một trong ba quân chủng chính, gồm Lục quân, Hải quân và Không quân Hoa kỳ. Ngoài ra còn có Tuần duyên, Thủy quân lục chiến và Vệ binh quốc gia (khi được điều động).

General Purpose: nghĩa chính xác nhất là "đa dụng" hoặc "đa năng". Chữ này rất hay bị dịch sai thành "mục đích chung", nhất là trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Nhiều thuật ngữ dịch lên nghe rất ngô nghê, như là bộ nhớ mục đích chung, cổng giao tiếp mục đích chung, cảm biến mục đích chung v.v.

Rule of engagement (RoE): cái này bị dịch bá đạo nhất, nào là "luật chiến tranh", "quy định sử dụng lực lượng quân sự" v.v. nhưng thực ra cần phải dịch thành "quy tắc tham chiến". Đây là các giới hạn về tình huống, điều kiện, cấp độ sử dụng vũ lực cho một nhiệm vụ, tùy vào các luật lệ áp dụng, hiện trạng thực địa và cách thức tiến hành nhiệm vụ đó. Ví dụ RoE của một nhiệm vụ chỉ cho phép giám sát và bắt cóc đối tượng tình nghi, không được khai hỏa. Nhưng khi đã bắt cóc được đối tượng, thì được phép khai hỏa để rút lui. Hoặc RoE của một nhiệm vụ khác chỉ cho phép sử dụng hỏa lực cá nhân, không được phép tấn công bằng hỏa lực sát thương diện rộng (pháo kích, đặt mìn v.v.)

Cũng có người dịch RoE thành phương án tác chiến, song không sát thực lắm. Nó khác với phương án tác chiến ở chỗ không quy định cụ thể đánh chiếm mục tiêu như thế nào, hay chuẩn bị hỏa lực ra sao, hay tấn công ở đâu và rút lui ở đâu, hay chặn viện như thế nào.

Chữ cuối cùng là cách mà tác giả bài viết chọn để dịch cụm từ "Great disorder under heaven". Năm 2010, tờ The Economist của Anh trong ấn bản ngày 16/12 đã đăng một bài báo có tên như vậy, về các thảm họa ngoại giao của Trung quốc xuất phát từ sự không nhất quán trong cách thức lãnh đạo nội bộ. Đài Phát thanh quốc tế Pháp (Radio France Internationale RFI – mục tiếng Việt) đã dịch tựa bài báo trên thành "Rối bời nơi thiên đình" – một cách dịch sai hiển nhiên, vì Under Heaven không thể gọi là Thiên đình được.

Sau khi đọc nội dung bài báo, tôi chọn dịch thành "Thiên hạ đại loạn". Tôi tin mình đã phản ánh trung thực quan điểm của tác giả.

Friday, June 3, 2016

Vì sao SpaceX đe dọa và thúc đẩy ngành hàng không vũ trụ?

Giữa năm 2015, Tổng thống Nga Vladimir Putin ký sắc lệnh giải tán và tái cấu trúc toàn diện Cơ quan Hàng không Vũ trụ RosCosmos – một tổ chức tương tự như NASA của Mỹ. Ông thừa nhận rằng công ty tư nhân SpaceX chính là một trong những lý do khiến người Nga phải ra tay đến nơi đến chốn. Vậy SpaceX là ai, từ đâu ra, và bằng cách nào có thể phủ bóng đen lên một trong những cơ quan hàng không vũ trụ hùng mạnh và lâu đời nhất thế giới như thế?



Loài người vẫn hằng mơ ước chinh phục vũ trụ. Xưa thì có Từ trái đất đến mặt trăng (Jules Verne – 1865), cho tới siêu phẩm mới đây của Hollywood – bộ phim Interstellar (2014), người ta luôn muốn đặt chân đến những vùng đất xa xôi, mở mang bờ cõi cho Trái đất, biến ngôi sao xa lạ thành thuộc địa của con người.

Song, những mơ ước này bị dập tắt bởi một câu hỏi tầm thường nhất: mất bao nhiêu tiền để đi tới đó?

Ngoại trừ các chương trình hàng không vũ trụ tầm cỡ quốc gia và đa quốc gia, chuyên xài tiền thuế của dân nên không phải nghĩ, thì câu hỏi trên đủ sức làm nản lòng tất cả những người tỉnh táo và có lý trí trên Trái đất. Tất cả, trừ một người – Elon Musk.

Trở thành tỷ phú từ năm 30 tuổi, Elon lập ra công ty SpaceX để thực hiện tham vọng đưa con người đặt chân đến sao Hỏa, xây dựng một căn cứ hậu cần để cung cấp thực phẩm và từ đó phủ xanh miền đất này bằng các giống cây mang từ Trái đất. Sau khi tiến hành những tính toán và nghiên cứu cụ thể, Elon nhận thấy điểm mấu chốt là chi phí vận chuyển hàng hóa và người lên sao Hỏa hiện nay quá đắt đỏ, khiến mọi tham vọng không thể trở thành hiện thực.

Vậy thì phải cắt giảm chi phí, song cắt bằng cách nào? Quay trở lại năm 1969 khi tàu Apollo 11 đưa ba phi hành gia lên Mặt trăng. Trong số đó chỉ 2 người thực sự đáp xuống mặt trăng là Neil Armstrong và Buzz Aldrin, Michael Collins ở lại module điều khiển – lúc đó bay trên quỹ đạo Mặt trăng. Cả 3 người đã trở về Trái đất an toàn.

Để phóng tàu Apollo 11, người ta dùng tên lửa đấy 3 tầng Saturn V, tên lửa lớn nhất từng được chế tạo cho đến nay (2016). Tầng thứ nhất hoạt động trong ba phút đầu tiên, tách khỏi tên lửa và đâm xuống biển. Tầng thứ hai hoạt động trong sáu phút sau đó, bị vứt bỏ và bốc cháy khi quay lại khí quyển Trái Đất. Tầng thứ ba đốt tiếp trong chín phút, sau khi đẩy Apollo sang quỹ đạo chuyển tiếp Mặt trăng, nó rơi vào quỹ đạo mặt trời và trở thành một hành tinh nhân tạo, lang thang đâu đó giữa sao Kim và Trái đất. Tên lửa Saturn, tốn kém 6 tỷ dollars theo thời giá năm 1969, tương đương hơn 35 tỷ hiện nay, là món chi phí chỉ sử dụng một lần.

Trên thực tế, nhiên liệu là thứ duy nhất buộc phải tiêu hao toàn toàn, song vì những nguyên nhân nêu trên, người ta cũng đã vứt bỏ toàn bộ 140 tấn các cấu kiện kim loại khác trên tên lửa đẩy. Quả tình, không phải cả 140 tấn đều bốc cháy, lang thang trong vũ trụ hoặc rơi xuống biển, vì module đổ bộ Trái đất còn nặng 5 tấn, nhưng tiếc thay, không thể dùng nó cho chu trình phóng kế tiếp.

Ý tưởng ở đây là tái sử dụng ở mức nhiều nhất 140 tấn thiết bị này. Và SpaceX hoàn toàn không phải người tiên phong. Các tàu con thoi đã có thể, sau khi hoàn thành công việc trong quỹ đạo, quay trở về Trái đất bằng cách hạ cánh trên đường băng. Hai tên lửa đẩy dùng nhiên liệu rắn cũng được vớt lại từ biển, nơi người ta cho chúng hạ xuống bằng dù. Song việc tái chế chúng – gồm cả tàu con thoi và tên lửa đấy – vẫn còn đắt đỏ và tốn kém.

Nhận thấy chi phí nhiên liệu chỉ chiếm khoảng 0.5% tổng chi phí, các chuyên gia của SpaceX đã tìm cách thu hồi và sử dụng lại phần lớn các cấu kiện của tên lửa đấy, bằng cách đó cắt giảm phí tổn, cũng như rút ngắn thời gian chuẩn bị cho lần phóng tiếp.

Khoa học về tên lửa

Để tính được năng lượng cần thiết đưa vật thể lên quỹ đạo, người ta cần biết chính xác đó là quỹ đạo nào. Ví dụ, trạm vũ trụ ISS bay ở độ cao 400km, được gọi là quỹ đạo gần Trái đất. Các vệ tinh địa tĩnh cách xa hơn nhiều, lên tới 36 ngàn km.

Năng lượng tiêu thụ cũng phụ thuộc vào khối lượng của vật cần đưa lên, và để cho đơn giản, người ta tính trên mỗi kg bay vào một quỹ đạo cho trước. Cụ thể, một kg đưa lên đến trạm ISS sẽ tốn khoảng 34 mega-joules (MJ), bao gồm cả động năng chuyển động (7.7km/s) và thế năng của vật so với mặt đất.

Ngoài khối lượng của module quỹ đạo, người ta còn phải tính đến khối lượng của chính tên lửa và thùng nhiên liệu mà nó mang theo. Các chuyên gia cho biết, mỗi kg tải trọng sẽ cần ít nhất 4.5kg nhiên liệu lỏng hoặc hơn 20kg nhiên liệu rắn để đạt đến quỹ đạo này. Đến giờ các bạn đã hiểu tại sao người ta ưa dùng nhiên liệu lỏng – khối lượng tên lửa đẩy nhỏ hơn nhiều so với dùng động cơ nhiên liệu rắn.

Bí mật của SpaceX

Các tên lửa đẩy của SpaceX vận hành ra sao? Chiếc mới nhất đang được sử dụng là tên lửa loại hai tầng Falcon 9. Mỗi tầng đều lắp các động cơ nhiên liệu lỏng giống nhau – dầu kerosene và oxy lỏng giống như động cơ của Saturn V (một bằng chứng cho thấy hóa học không hề thay đổi trong suốt 50 năm qua!). Tầng thứ nhất mang 9 động cơ – vì thế có tên Falcon 9 – cũng là tầng nặng nhất và tốn kém nhất của toàn bộ hệ thống phóng. Bằng mọi cách, người ta phải thu hồi tầng này trên cạn. Nếu để rơi xuống biển, cú va đập và sự ăn mòn hóa học của nước biển sẽ làm nó trở thành vô dụng.

Song việc đưa tầng tên lửa quay về đất liền sẽ làm hạn chế các lựa chọn khi phóng. Như các bạn biết, biển và đại dương chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất, và trong 29% đất liền còn lại, các khu vực núi cao, rừng rậm, đầm lầy, khu dân cư … thảy đều không phù hợp cho việc thu hồi. Vì thế, người ta quyết định chuẩn bị phương án cho tầng tên lửa đẩy hạ xuống một sà lan tự hành (không người lái) thả nổi trên mặt biển.

Sau khi động cơ ngừng hoạt động và tầng một tách ra, nó sẽ quay đầu và hướng về địa điểm hạ cánh bằng cách sử dụng cánh lái trên thân. Các máy tính và bộ điều khiển động cơ sẽ hạ dần tốc độ bằng cách phụt ngược. Vào phút cuối cùng, bốn càng đáp xòe ra, và tầng tên lửa tiếp đất ở tốc độ khoảng 6m/s – cỡ hơn một nửa tốc độ chạy 100m của kỷ lục gia Usain Bolt. Quá trình này hoàn toàn không có sự can thiệp của con người, được hoàn tất bởi máy tính và hệ thống đạo hàng quán tính.

Hạ cánh trên sà lan luôn kèm theo nhiều rủi ro. Càng đáp phải có thể khóa cứng vào sàn – vì mọi rung lắc do sóng biển có thể dễ dàng hạ gục một khối trụ cao bằng tòa nhà 20 tầng, và quả thật đó là điều đã từng xảy ra với một trong những lần hạ cánh trước đây. Nhưng nó cũng tuyệt đối an toàn đối với con người, vì cả sà lan và tầng đẩy đều không cần người điều khiển. Điều này cực kỳ quan trọng với cú đáp trên sao Hỏa, khi mà mọi tín hiệu vô tuyến có thể mất đến 40 phút để nhận được hồi đáp từ Trái đất.

Tài chính

Với tên lửa đẩy Falcon 9, SpaceX đạt tiến bộ nhảy vọt về chi phí thấp. Họ tốn 4.500 USD đưa một  kg hàng hóa lên quỹ đạo tầm thấp. Chiếc Falcon Heavy, theo dự kiến, sẽ hạ chi phí xuống còn dưới 1.800 USD/kg. Mức giá này đủ để đánh bại toàn bộ các đối thủ cạnh tranh trên thị trường, thậm chí tên lửa Trường Chinh của Trung quốc cũng không thể rẻ đến thế.

Họ làm được điều đó bằng cách đơn giản hóa tên lửa đẩy. Ví dụ, chiếc Falcon 9 có 2 tầng đẩy, sử dụng cùng một loại động cơ, một loại nhiên liêu, cùng một đường kính thân, cùng chế tạo bằng vật liệu hợp kim nhôm-liti. Tên lửa đẩy Atlas V, trái lại, sử dụng 3 loại động cơ tên lửa khác nhau cho từng giai đoạn phóng. Hoặc động cơ RD-180 của Nga nổ phóng ban đầu bằng nhiên liệu rắn, sau đó chuyển sang dầu và Oxy lỏng, cuối cùng là Hydro và Oxy lỏng. Dùng tới ba loại động cơ cho một quả tên lửa có thể mang lại hiệu năng cao, song không hề tiết kiệm. Thoạt tiên là chi phí xây dựng nhà máy chế tạo sẽ đội lên gấp 3, sau đó là toàn bộ chi phí vận hành.

Mặt khác, việc tái sử dụng tầng tên lửa vẫn còn nhiều điểm thiếu thuyết phục. Một bằng chứng là SpaceX chưa hề tái sử dụng tầng đẩy từ vụ phóng trước. Người ta cũng chưa từng thấy báo cáo đánh giá mức độ hư hại của tấm cản nhiệt sau khi xuyên qua tầng khí quyển. Phụ thuộc vào đích tới của module quỹ đạo, tốc độ quay lại của tầng đẩy có thể lên tới hơn 8,000km/h – với các vụ phóng lên quỹ đạo địa tĩnh. Việc tấm cản nhiệt bị hư hại có thể là thảm họa cho lần phóng kế tiếp – nhớ rằng tàu con thoi Columbia và toàn bộ phi hành đoàn đã nổ tung trên đường quay lại Trái đất, vì vài viên gốm cách nhiệt đã bung khỏi cánh trong quá trình phóng lên.

Người Nga đang nhìn nhận SpaceX như một đối thủ thực sự trong thị trường hàng không vũ trụ dân dụng. Họ từng ra giá 8 triệu USD cho một quả tên lửa đạn đạo Dnepr-1 (đã tái chế và loại bỏ đầu đạn) khi Elon Musk hỏi mua vào năm 2002, song thương vụ bất thành vì bên mua chỉ trả một nửa mức giá đó. Hơn 10 năm sau, SpaceX đe dọa những hợp đồng phóng vệ tinh béo bở mà Nga đang có trong tay, bằng một hợp đồng tương tự ký với NASA – tuy rằng mới chỉ dừng ở mức vận tải hàng hóa. Trong bối cảnh Nga đang suy yếu về kinh tế, không loại trừ khả năng SpaceX bỏ ra những khoản tiền lớn để săn nhân sự trong lĩnh vực này. Nhớ rằng Nga đang giữ kỷ lục về tên lửa đẩy lớn nhất hiện nay đang hoạt động là Angara A5, đưa được 24.5 tấn lên quỹ đạo tầng thấp. Vị trí thứ hai thuộc về SpaceX Heavy, 22.8 tấn, và có thể trật tự này không tồn lại lâu.

Kết luận

SpaceX đã thiết lập một chuẩn mực mới cho công nghệ hàng không vũ trụ. Sức đẩy lớn, chi phí thấp, công nghệ thu hồi và tái sử dụng, khả năng cất hạ cánh thẳng đứng, thảy đều là những bước tiến vượt bậc. Tuy còn nhiều việc phải làm, Elon Musk đã chứng tỏ một công ty tư nhân hoàn toàn có thể cạnh tranh ngang ngửa với các tập đoàn hàng không - quân sự hùng mạnh, được hậu thuẫn bởi chính phủ.

Năm 1961, Kennedy công bố kế hoạch đưa con người lên Mặt trăng. Tám năm sau đó, lời nói của ông đã trở thành hiện thực. Năm 2016, Musk có kế hoạch đưa con người lên sao Hỏa vào năm 2025. Đằng sau Kennedy là nền kinh tế hùng mạnh nhất thế giới của Mỹ. Còn Musk chỉ là một anh nhà giàu mới nổi, thậm chí còn không phải là người giàu nhất thế giới. Ông ta có thực hiện được kế hoạch của mình hay không? Hay đơn thuần là một cuộc chơi tốn kém sức lực và tiền bạc? Chỉ thời gian mới có câu trả lời xác đáng.

Tham khảo từ techcentral và các trang tin công nghệ.