Mổ bụng chảo vệ tinh "Đĩa Thị Mặt Mẹt" của Starlink: toàn là chip do SpaceX tự sản xuất, có dàn ăng-ten tí hon hướng lên trời tự động dò vệ tinh để bắt sóng

SpaceX đang đồng thời triển khai cả hai phần của dự án internet vệ tinh toàn cầu Starlink: họ cho phóng vệ tinh lên quỹ đạo thấp - hiện SpaceX đang vận hành 960 trong tổng số 4.000 vệ tinh dự kiến sẽ lên quỹ đạo, cùng lúc đó SpaceX gửi cho một số ít người đăng ký sử dụng dịch vụ ngụ tại khu vực Bắc Mỹ (cả miền Bắc nước Mỹ và Canada) bộ thiết bị chảo vệ tinh nhận internet từ quỹ đạo bắn xuống.

Dự kiến tới năm 2021, SpaceX sẽ mở rộng quy mô dự án Starlink ra toàn cầu. Họ đặt biệt danh cho chảo vệ tinh của mình là Dishy McFlatface, tạm dịch là Đĩa Thị Mặt Mẹt (“dish” là “đĩa”, thêm đuôi “y” vào cho đáng yêu thêm chút; “Mc” là tên đệm thường thấy trong cách đặt tên của phương Tây, tương tự như Văn hay Thị trong tiếng Việt; “Flatface” có thể hiểu là mặt mẹt, mặt phẳng lì). 

Chảo vệ tinh bắt tín hiệu gửi về từ quỹ đạo.

Cách đây ít lâu, kỹ sư của SpaceX có thực hiện hỏi-đáp trên Reddit, và họ lý giải cách thức hoạt động của Đĩa Thị Mặt Mẹt như sau:

“Thực ra, hệ thống Starlink [mặt đất] không biết tới tự tồn tại của vệ tinh thời điểm nó được bật lên đâu; dàn vệ tinh trên cao cập nhật vị trí liên tục nên rất khó để có thể theo dõi được vị trí trong thời gian thực [...] Starlink có thể rà soát vùng trời chỉ trong vài mili-giây và định vị được vị trí vệ tinh, cho dù thiết bị đang bay với vận tốc 17.500 mph (28.000 km/h).

Khi phát hiện ra vị trí vệ tinh và hướng lòng chảo về phía đó, nó sẽ gửi đi yêu cầu đăng nhập mạng internet. Sau đó, đĩa vệ tinh có thể tải về lịch trình bay để biết được lần kết nối tới, nó có thể bắt tín hiệu từ vệ tinh nào và sẽ biết để hướng đĩa vệ tinh về phía đó khi cần kết nối”.

Anh YouTuber Ken Keiter là một trong những người may mắn đầu tiên có cơ hội đón Đĩa Thị Mặt Mẹt tới chơi nhà. Không để cơ hội đáng giá ngàn vàng này tuột khỏi tay, anh tháo tung thiết bị ra để xem bên trong có thứ ma thuật gì. Mà đúng thật, ở gần cuối video “mổ bụng”, anh nhận định: RF (tần số vô tuyến) là thứ ma thuật mà anh không hiểu nổi. 

Dù vậy, Ken Keiter vẫn có kha khá kiến thức về đồ điện tử để hiểu về thành phần cấu tạo cũng như cơ chế hoạt động của một số bộ phận chính. Đây là những gì anh Keiter khám phá ra bên trong Mặt Mẹt:

Mặt sau của chảo vệ tinh.

Tháo nắp, ta sẽ thấy cơ thể bánh răng và hai động cơ nhỏ có khả năng điều hướng chảo vệ tinh, tìm kiếm kết nối với dàn vệ tinh trên quỹ đạo.

Đường thoát khí.

Cơ chế xoay của bánh răng.

Cáp PoE - Power over Ethernet vừa có khả năng cung cấp năng lượng cho chảo vệ tinh, lại vừa truyền được tín hiệu mạng.

Nhấc nắp nhựa lên, ta sẽ thấy đĩa nhận tín hiệu.

Anh Keiter bất ngờ trước độ mỏng của đĩa nhận tín hiệu.

Theo anh Keiter, J13 bên phải là cổng ethernet, J14 là cổng dẫn tín hiệu điều khiển mô-tơ xoay bánh răng.

Đĩa nhôm được đính chặt vào bảng mạch in PCB nên anh YouTuber phải dùng biện pháp mạnh mới gỡ được nó ra.

Ở mặt sau của đĩa nhôm, những chấm xanh là vật liệu tản nhiệt ngăn cách đĩa nhôm với chip nằm trên mạch in.

Đây là mặt sau của bảng mạch in, và cũng là mặt chứa một loạt những ăng-ten tí hon hướng lên Vũ trụ.

Kích cỡ của bảng mạch in: xấp xỉ 50cm ở phần "thon" nhất, gần 55cm ở phần rộng nhất. Đây là một trong những mạch in lớn nhất được lắp đặt trên đồ điện tử quy mô hộ gia đình.

Mặt sau của bảng mạch in.

Hai cổng J13 và J14.

Biến áp điều phối năng lượng PoE.

Bộ não của hệ thống.

Hai chip RAM.

Bộ nhớ eMMC.

Nguồn điện.

Chip nhận sóng GPS và bộ nhớ flash 2 megabyte.

Những phần còn lại bên rìa bảng mạch đều là nguồn điện.

Ở giữa là chip phân bố xung nhịp đồng hồ do chính SpaceX sản xuất dành riêng cho hệ thống Starlink.

Đây là thứ tạo nên ma thuật RF - tần số vô tuyến. Bảng mạch gồm nhiều khối ghép lại với nhau, mỗi khối có một IC lớn ở giữa và 8 IC nhỏ bao xung quanh. Chúng đều là chip do SpaceX thiết kế.

Trên đây là một số yếu tố làm nên "ma thuật" của hệ thống Starlink. Elon Musk hứa hẹn một mạng internet phủ toàn cầu với tốc độ ổn định, và chúng ta đã nghe được những lời khen có cánh những người trải nghiệm đầu tiên. Rõ ràng ta có lý do để háo hức mong ngóng thứ internet "từ trên trời rơi xuống" này.