Khi các nhà mạng tại Mỹ bắt đầu triển khai dịch vụ 5G trên băng tần C, các nhà sản xuất máy bay như Boeing, Airbus lẫn các hãng hàng không đều lên tiếng cảnh báo về nguy cơ thảm họa hàng không khi sóng 5G có thể ảnh hưởng đến hoạt động của máy bay mà cụ thể là máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến (radio altimeter) - một khí cụ được phát minh từ thời thế chiến thứ 2. Vậy làm thế nào mà một công nghệ di động mới như 5G lại có thể tác động tiêu cực đến thiết bị này?

Tần số vô tuyến của radio altimeter và 5G băng tần C



Radio altimeter (RA) hay radar altimeter được phát minh vào những năm 20 của thế kỷ 20 và nó vẫn đóng vai trò tối quan trọng trên mọi chiếc máy bay khi cho phép phi công xác định được độ cao của máy bay cũng như khoảng cách của máy bay với các vật thể trên mặt đất. Như tên gọi, nó hoạt động theo cơ chế giống như radar tức phát ra một chùm sóng vô tuyến truyền xuống mặt đất, sóng phản xạ lại và được thu nhận, máy tính tính thời gian sóng phản xạ từ đó xác định được cự ly. Máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến sử dụng trong hàng không dân dụng hoạt động ở băng tần C với các tần số từ 4,2 đến 4,4 GHz.


Băng tần C theo IEEE là một phần của phổ điện tử trong dải vi sóng với các tần số từ 4 đến 8 GHz. Ủy ban truyền thông liên bang Hoa Kỳ (FCC) đã đấu giá băng tần C với dải tần số từ 3,7 đến 4,2 GHz dành cho dịch vụ viễn thông và AT&T cùng Verizon chọn triển khai dịch vụ 5G ở các băng tần từ 3,7 đến 3,98 GHz - rất gần với các tần số được sử dụng bởi máy đo độ cao.

QUẢNG CÁO

Tại sao lại sử dụng băng tần C cho 5G thì Alexander Byers - giám đốc truyền thông và PR của AT&T cho biết: "Băng tần C mang lại sự kết hợp tối ưu giữa tốc độ nhanh và phạm vi phủ sóng rộng, bổ sung cho các công nghệ 5G khác. Nói tóm lại là nó lấp đầy khoảng cách giữa 5G băng tần thấp và 5G+ băng tần cao của chúng tôi."


Diana Furchgott-Roth - cựu phó thư ký thuộc Bộ giao thông vận tải, phụ trách nghiên cứu công nghệ mới cho biết: "Bạn hẳn không muốn máy bay hạ cánh với máy đo độ cao không hoạt động." Bà nói thêm rằng các nhà quản lý hàng không đã đúng khi nêu ra những rủi ro về 5G và đang thực hiện các bước cần thiết để đảm bảo an toàn. Một trong số các biện pháp được đưa ra là thiết lập vùng đệm (vùng trung tính nơi không có sóng 5G) tại một loạt sân bay tại Mỹ.

Tuy nhiên, các chuyên gia viễn thông cho rằng có rất ít hoặc không có rủi ro máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến bị ảnh hưởng bởi 5G và ngành hàng không đã có nhiều năm chuẩn bị cho những rủi ro này. Tom Wheeler - cựu chủ tịch của FCC nói rằng: "Khoa học rất rõ ràng - không dễ gì bác bỏ các định luật vật lý," đồng thời cho biết các kỹ sư của FCC không tìm thấy nguyên nhân thật sự để lo lắng.

Vậy các chuyên gia về an toàn hàng không lo ngại điều gì?

Máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến là sáng chế của Lloyd Espenschied (ảnh trên, trái) - một nhà phát minh tài ba đã dành hơn 40 năm làm việc cho Bell Labs - phòng nghiên cứu nổi tiếng của AT&T về các công nghệ viễn thông. Như đã nói, thiết bị này hoạt động bằng cách gửi các chùm sóng vô tuyến xuống mặt đất và đo thời gian sóng dội ngược lại để xác định vị trí của máy bay so với mặt đất và các vật thể khác.



Máy đo độ cao hoạt động ở tần số từ 4,2 đến 4,4 GHz, 5G băng tần C của AT&T và Verizon hoạt động ở tần số 3,7 đến 3,98 GHz. Thực tế tín hiệu vô tuyến không nằm gọn trong các dải tần số nhất định mà chúng thường dàn trải sang các dải tần số lân cận và không có bộ thu nhận tín hiệu vô tuyến nào có thể lọc tín hiệu một cách hoàn hảo để ngăn tình trạng giao thoa này.

Nếu sóng vô tuyến không dội ngược lại do 5G gây nhiễu hoặc nó bị lẫn với các sóng lân cận thì máy đo độ cao có thể đọc sai dữ liệu hoặc hoàn toàn không hoạt động - theo giải thích của Peter Lemme - cựu kỹ sư Boeing, người có 16 năm kinh nghiệm thiết kế các hệ thống an toàn dựa trên máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến cho Boeing. Và máy đo hoạt động sai lệch hoặc không hoạt động có thể khiến máy tính trên máy bay cảnh báo phi công về những vật thể "ma" hay ngược lại phi công sẽ không được cảnh báo về những mối đe dọa thật sự.

QUẢNG CÁO


Trước đó vào ngày 8 tháng 12 2021, trong một hội thảo của Hiệp hội doanh nghiệp hàng không quốc gia (NBAA), Andrew Roy - giám đốc dịch vụ kỹ thuật của Aviation Spectrum Resource Inc. (ASRI) cho biết với tư cách là một trong những nhóm dẫn đầu nỗ lực thử nghiệm về tác động của 5G đối với máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến, ông nêu ra vấn đề hiện tại là thiếu rõ ràng về vị trí địa lý của các trạm phát sóng 5G băng tần C và cách các ăng-ten của các trạm này hoạt động, cụ thể là về khả năng hình thành chùm sóng trong khu vực không phận được sử dụng bởi máy bay và trực thăng cho các giai đoạn quan trọng của chuyến bay.

Roy nói: "Hướng của ăng-ten chỉ ở đâu từ trạm 5G? Nó chỉ xuống mặt đất hay chỉ lên trời? Những hệ thống ăng-ten này rất tiên tiến và thông minh. Chúng có thể định hướng chùm sóng và năng lượng theo các hướng nhất định bằng cơ chế điện tử để đảm bảo rằng chúng đạt được độ phủ sóng tốt nhất có thể. Thế nhưng rất khó cho ngành hàng không bởi chúng tôi vẫn chưa biết được hướng của chùm sóng? Cần phải chi tiết hơn để chúng tôi có thể đưa ra những quyết định chính xác."


Hiệp hội trực thăng quốc tế hồi tuần trước đã tổ chức một buổi hội thảo dành cho các thành viên bị ảnh hưởng bởi 5G. Một trong những nhân vật tham gia buổi hội thảo này là Seth Frick - một kỹ sư hệ thống radar tại Honeywell Aerospace - hãng chuyên chế tạo máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến cho nhiều loại máy bay bao gồm cả trực thăng quân sự. Frick cho biết Honeywell đã phát hiện ra một loạt lỗi từ nhiễu tín hiệu cho đến không đọc được tín hiệu trên các máy đo độ cao do hãng sản xuất khi thử nghiệm tác động của 5G.

Các phi công thường phụ thuộc vào máy đo độ cao khi tầm nhìn bị hạn chế, chẳng hạn như sương mù hay mây. Tuy nhiên, không phải lúc nào họ cũng sử dụng thiết bị này khi hạ cánh nên đây là lý do khiến một số chuyên gia về viễn thông bỏ qua mối lo ngại từ hàng không. Thêm vào đó, các chuyên gia viễn thông cho rằng hầu hết máy đo độ cao ngày nay đều có thể lọc nhiễu.

Máy đo độ cao hoạt động sai lệch có thể dẫn đến thảm họa hàng không!



Máy bay hiện đại ngày nay phụ thuộc rất nhiều vào các hệ thống cảm biến, các cảm biến này nạp dữ liệu cho máy tính từ đó đưa ra thông tin chính xác cho phi công. Sự sai lệch về cảm biến hoàn toàn có thể dẫn đến thảm họa, điển hình như 2 vụ tai nạn của Boeing 737 MAX vào năm 2018 và 2019, cảm biến góc tấn (AOA) hoạt động sai lệch khiến máy tính hiểu sai về trạng thái của máy bay từ đó kích hoạt MCAS khiến máy bay chúi mũi xuống vì nghĩ rằng máy bay đang nâng mũi lên. Khởi đầu từ đây, các phi công 737 MAX vì không được huấn luyện đầy đủ để phản ứng trước hoạt động của MCAS đã không thể xử lý kịp thời khiến cả 2 chiếc Boeing 737 MAX của Lion Air và Ethiopian Airlines rơi ở trạng thái giống nhau và hậu quả 346 người thiệt mạng. Bản thân dòng 737 MAX cũng đã bị đình bay trong gần 2 năm.

Tương tự với máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến, nếu nó hoạt động sai lệch hoặc không hoạt động thì một thảm kịch tương tự 737 MAX cũng có thể xảy ra. "Đây là điều mà mọi người cần phải thận trọng hơn - tác động của 5G đối với các máy bay có độ tự động hóa cao - như những gì mà hệ thống tự động đã gây ra trên 737 MAX", Tim Farrar - một nhà tư vấn trong ngành công nghiệp viễn thông cho biết.


Một trong những dòng máy bay có thể bị ảnh hưởng lớn do nhiễu sóng vô tuyến là Boeing 787. Các chuyên gia cho biết máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến là một thành phần tối quan trọng của hệ thống hạ cánh của 787 và nó liên quan đến hệ thống đảo chiều lực đẩy (thrust reverser) để giảm tốc máy bay khi đã tiếp đất. Theo một bằng sáng chế của Boeing thì hệ thống thrust reverser của 787 hoạt động phối hợp với máy đo độ cao, kích hoạt hoàn toàn tự động. Điều này có nghĩa nếu phi công hạ cánh thủ công, không cần đến máy đo độ cao thì thrust reverser vẫn sẽ hoạt động theo máy đo, nếu máy đo đọc sai độ cao thì hệ thống thrust reverser sẽ không thể được kích hoạt. Lúc này, phi công chỉ có thể sử dụng thắng trên càng hạ cánh và các cánh hãm tốc. Việc thiếu thrust reverser sẽ khiến máy bay khó dừng lại hơn và có thể trượt khỏi đường băng khi hạ cánh.

Cũng liên quan đến 787 thì FAA hôm thứ 6 đã thông báo cơ quan này đã phát hiện thấy những dấu hiệu bất thường trên các hệ thống tự động của 787 gây ra bởi sóng 5G giao thoa mà không phải do thời tiết hay hướng tiếp cận của máy bay. Cơ quan này nói: "Sự xuất hiện của nhiễu sóng 5G băng tần C có thể làm giảm hiệu quả giảm tốc, tăng cự ly hạ cánh và khả năng đáp lố đường băng." Thông báo này nhắm đến 137 chiếc 787 tại Mỹ và hơn 1010 chiếc trên toàn thế giới.

Tại sao các vấn đề này không được giải quyết sớm hơn?


AT&T và Verizon đã tạm thời hạn chế triển khai dịch vụ 5G mới trong bán kính 2 dặm quanh các sân bay để trước mắt giải quyết các vấn đề an toàn. Tuy nhiên 5G không phải là một công nghệ mới có hôm qua mà nó đã được phát triển trong nhiều năm và điều này làm dấy lên những câu hỏi về việc tại sao các hãng hàng không, FAA, các hãng viễn thông và FCC không giải quyết vấn đề nói trên sớm hơn?

Bà Furchtgott-Roth cho biết những cảnh báo trước đây từ các chuyên gia hàng không đã bị bỏ qua. Viện dẫn rằng vào tháng 12 năm 2020, Bộ vận tải Hoa Kỳ đã gởi một bức thư đến Ủy ban thông tin và viễn thông quốc gia (NTIA) để cảnh báo rằng việc cho phép 5G hoạt động ở băng tần C có thể gây ra các vấn đề về an toàn hàng không. Thế nhưng lá thư này chưa bao giờ được chuyển đến FCC cũng như các công ty viễn thông, bà cho biết.


Thay vào đó, FCC đã dựa trên những nghiên cứu của mình để giải quyết các lo ngại về an toàn 5G. Kết quả là một cuộc đấu giá băng tần C dành cho dịch vụ viễn thông đã được thực hiện và vào tháng 2 năm 2021, các nhà mạng đã đấu thầu hơn 80 tỷ đô để sử dụng một phần của băng tần C cho 5G.

"Các nhà mạng có quyền kỳ vọng lợi tức đầu tư của họ. Nhưng các bạn nên vui mừng vì FAA đang thể hiện một lập trường mạnh mẽ để bảo đảm an toàn cho mọi người," bà Furchtgott-Roth khẳng định.

Thế nhưng phía FCC cũng có lập trường riêng. Trong một lá thư được gởi đến ủy viên FCC hiện tại là Jessica Rosenworcel, 6 cựu ủy viên FCC đã bác bỏ các tuyên bố của ngành hàng không khi cho rằng vấn đề của 5G đã được giải quyết trước đó. Brendan Carr - một thành viên đảng Cộng hòa, người đang giữ ghế trong ủy ban FCC cũng bác bỏ các cảnh báo từ FAA cũng như các hãng hàng không và cho rằng sự giao thoa của 5G không gây rủi ro về an toàn.

Giải pháp hiện tại là gì?



Bà Furchtgott-Roth nói rằng để giải quyết triệt để vấn đề này thì mỗi mẫu máy bay đều cần phải thử nghiệm. "Không thể nói cái mới hơn sẽ hoạt động còn cái cũ hơn thì không. Trong một số trường hợp thì điều này ngược lại," bà nói. FAA cho biết cơ quan này đã cho phép 78% đội bay thương mại tại Mỹ được hạ cánh trong điều kiện tầm nhìn hạn chế tại các sân bay có triển khai 5G băng tần C. 13 loại máy đo độ cao được sử dụng trên các dòng máy bay gồm Boeing 717, 737, 747, 757, 767, 777, 787, MD-10/11 và Airbus A300, A310, A319, A320, A330, A340, A350, A380 cùng một số mẫu của Embraer như Embraer 170, 190 được xác định không bị ảnh hưởng bởi 5G.

Song song với đó, ngành công nghiệp hàng không cũng đang phát triển các tiêu chuẩn mới dành cho máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến để giải quyết vấn bị nhiễu bởi 5G và các vấn đề an toàn khác. Tuy nhiên, những tiêu chuẩn này vẫn sẽ chưa xuất hiện ngay, ít nhất phải đến tháng 10 năm nay và có thể chỉ áp dụng với các máy đo độ cao mới.

Theo Lemme thì: "Giải pháp khả thi nhất là đổi máy đo mới." Thế nhưng việc nâng cấp máy đo độ cao sẽ tốn hàng tỉ đô la và các hãng hàng không không cũng như các hãng viễn thông không muốn chịu khoản chi phí này.


Cựu chủ tịch FCC - Tom Wheeler đã liệt ra 3 nguồn tài trợ trong tình huống phải đổi máy đo mới trên máy bay. Các nguồn này bao gồm: Chính phủ có thể sẽ chi 1 phần trong 82 tỉ đô tiền thu được từ việc đấu giá tần số 5G; ngành viễn thông có thể bị buộc phải trả thêm phí cho việc sử dụng các tần số thuộc băng tần C; hoặc ngành công nghiệp hàng không có thể bị buộc phải trả tiền cho việc nâng cấp máy đo mới bởi họ đã biết 5G sẽ ra mắt từ lâu.


Một giải pháp tức thời hơn là buộc các hãng AT&T và Verizon đặt ra giới hạn vĩnh viễn tại các sân bay có triển khai 5G, tức thiết lập vùng đệm vĩnh viễn. Hoặc, họ có thể giảm cường độ tín hiệu 5G gần sân bay hay chuyển hướng ăng-ten để hạn chế/loại bỏ tác động của sóng 5G với máy bay. Những giải pháp này có thể giảm hiệu suất của mạng 5G ở những khu vực hạn chế và người dân sống trong vùng đệm gần sân bay sẽ không thể dùng được dịch vụ 5G.

Mọi giải pháp đều cần được thương lượng giữa các hãng hàng không + FAA và các hãng viễn không + FCC. Thế nhưng cách nhìn nhận vấn đề của 2 phe rất khác nhau, khác đến độ khó có thể đạt được thỏa thuận.


Bk9Sw
Theo: NYTimes [1] [2]; Aviation Toda