Giải mã sông Mekong và Biển Đông bằng “con mắt” vũ trụ

Trong khuôn khổ các hoạt động hợp tác khoa học quốc tế mới đây tại Việt Nam, chúng tôi đã có cuộc đối thoại với GS-TS. Nghiêm Văn Sơn - khoa học gia cao cấp (senior research scientist) tại Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA).

Hơn ba thập kỷ gắn bó với không gian vũ trụ, ông mang đến cái nhìn bao quát từ thượng tầng quỹ đạo, đồng thời chỉ ra giải pháp rất thực tế cho những thách thức khốc liệt mà Việt Nam đang đối mặt. Qua đây ông cũng hé lộ những câu chuyện chưa từng kể về việc vệ tinh NASA hỗ trợ an ninh cho Tổng thống Mỹ tại APEC Đà Nẵng ra sao, tham vọng xây dựng bộ dữ liệu gió khổng lồ hơn 1 triệu km² trên Biển Đông thế nào nhằm khẳng định chủ quyền và khai mở tiềm năng kinh tế biển.

Giải cứu Mekong: Cần quốc tế hóa để tạo “trọng lực”

Thưa Giáo sư, trước khi đi vào những câu chuyện vĩ mô ly kỳ, ông có thể chia sẻ đôi nét về công việc hiện nay của mình tại NASA?

GS-TS. Nghiêm Văn Sơn.

NASA có rất nhiều trung tâm, nhưng Phòng thí nghiệm Sức đẩy phản lực (Jet Propulsion Laboratory - JPL) nơi tôi làm việc có một đặc trưng không giống bất cứ nơi nào khác trong hệ thống cơ quan này. JPL không trực thuộc chính phủ mà thuộc về Viện Công nghệ California (California Institute of Technology - Caltech). Lịch sử của cơ chế này xuất phát từ những ngày đầu nước Mỹ muốn đẩy mạnh chương trình không gian, họ đã nhờ đến Caltech vì nơi đây quy tụ những khoa học gia xuất chúng nhất và đã thành công.

JPL hoạt động theo hình thức của một trường đại học. Trong hệ thống JPL, cấp bậc cao nhất về khoa học là “senior research scientist”, tương đương chức danh giáo sư toàn phần (full professor) của Caltech. Hiện tôi đang ở vị trí này. 

Công việc của chúng tôi chia làm hai mảng lớn là khoa học hành tinh và khoa học địa cầu. Trong khoa học địa cầu, tôi chịu trách nhiệm chính về mảng chu trình nước và năng lượng (water and energy cycle).

Nước và năng lượng là những yếu tố quyết định sự tồn vong. Có phải NASA đã dùng các nghiên cứu về hai yếu tố này để giải quyết một tình huống khẩn cấp tại Việt Nam trong thời điểm APEC 2017 diễn ra ở Đà Nẵng?

Đó là một kỷ niệm rất thú vị. APEC 2017 diễn ra tại Đà Nẵng dưới thời Tổng thống Donald Trump lần thứ nhất. Chẳng may ngay thời điểm tổ chức, một trận bão mạnh là Damrey đánh thẳng vào miền Trung Việt Nam. Nguy cơ rất lớn cho tình huống lũ lụt khiến các đoàn đại biểu không thể di chuyển vào khu vực hội họp.

Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ lập tức yêu cầu các đơn vị quan sát đánh giá mức độ tác hại và vùng ảnh hưởng của lũ lụt. Song, họ vấp phải hai vấn đề lớn: một là nhiều nơi đưa ra kết quả không chính xác, hai là độ chậm trễ. Trước tình huống khẩn cấp đó, họ đã gọi trực tiếp cho tôi.

Chúng tôi sử dụng dữ liệu quan sát thời gian thực từ vệ tinh radar khẩu độ tổng hợp (synthetic aperture radar - SAR). SAR có khả năng nhìn xuyên qua mây và bóng tối, lại có thể phân biệt cực kỳ chuẩn xác đâu là khu vực lũ lụt thật sự, đâu là những vùng vốn dĩ đã có nước từ trước như ao hồ.

Kết quả phân tích cho thấy nơi Tổng thống Trump đến họp bị ảnh hưởng rất ít và an toàn. Dựa vào đó, Tòa Đại sứ tại Hà Nội và Bộ Ngoại giao Mỹ quyết định “an toàn, cứ đi”. 

Bản đồ lũ lụt khu vực đồng bằng Chương Mỹ - Hà Nội sau siêu bão Yagi được đánh dấu bằng các khu vực màu vàng (ghi nhận ngày 12.9.2024) và các vùng nước mặt hiện hữu như sông, hồ… được đánh dấu bằng các khu vực màu xanh (ghi nhận trước đó ngày 31.8.2014). Ảnh NASA

Trở lại câu chuyện nguồn nước, vùng hạ lưu sông Mekong, đặc biệt là ĐBSCL từ lâu gánh chịu tác động kép từ biến đổi khí hậu và việc thượng nguồn ồ ạt xây đập, đào kênh. Dưới góc nhìn từ vệ tinh của ông, thực tế mới của dòng nước này hiện đang khốc liệt đến mức nào?

Lợi thế của vệ tinh viễn thám NASA và quốc tế là có những bộ dữ liệu bao phủ toàn bộ không gian từ thượng nguồn Trung Quốc, qua Lào, Campuchia, Thái Lan xuống tận hạ nguồn Việt Nam. Quan trọng hơn, dữ liệu này được ghi nhận kéo dài xuyên suốt nhiều thập kỷ. Nhờ đó có thể đo đạc chính xác lưu lượng nước trước và sau khi hai siêu đập Tiểu Loan (Xiaowan) và Nọa Trát Độ (Nuozhadu) trên thượng nguồn dòng chính đi vào hoạt động.

Kết quả từ vệ tinh quan sát trên sông Mekong gần biên giới khi chảy từ Campuchia vào ĐBSCL đã chỉ ra một thực tế mới rất tàn khốc. Mùa nước nổi, đỉnh lũ không bao giờ còn đạt được mức cao như thời xưa. Ngược lại vào mùa khô, mực nước lại tụt xuống ngưỡng chạm đáy của hạn hán tệ hại và năm nào cũng vậy.

Cảnh báo lớn nhất và thiết thực nhất từ vũ trụ gửi về là người nông dân không thể tiếp tục canh tác hay đánh bắt dựa trên kinh nghiệm cũ khi mực nước thấp kéo theo xâm nhập mặn lấn sâu vào đất liền. Cần nhấn mạnh nếu không có số liệu đo đạc mực nước chính xác thì các mô hình đánh giá ranh giới mặn sẽ bị sai lệch.

Cấu hình đo bức xạ vi sóng thụ động (PMR) từ vệ tinh SMAP của NASA để đo mực nước sông và lưu lượng dòng chảy Mekong. Trong ảnh: Các con sông được biểu thị bằng các đường xanh lam. Vùng phủ sóng 36km (elip màu xám nhỏ) của PMR SMAP quét theo hình nón trên dải rộng 1.000km bề mặt Trái đất (elip màu trắng lớn). Khả năng đo mực nước sông (mực nước mặt) và lưu lượng dòng chảy của PMR SMAP đã được chứng minh và xác nhận đối với các con sông hẹp (dưới 50m) đến rộng (trên 1.700m) gần như hàng ngày, bất kể điều kiện mây và ánh sáng. SMAP cùng với các bộ dữ liệu PMR khác có thể cung cấp dữ liệu theo thập kỷ để đánh giá tác động của các đập (ví dụ Xiaowan và Nuozhadu) ở thượng nguồn sông Mekong cho đến tận ĐBSCL. Ảnh: NASA

Làm thế nào để thoát khỏi sự bị động khi thông tin từ các nước thượng nguồn luôn trong tình trạng nhỏ giọt hoặc che giấu?

Chúng ta cần đánh giá mọi dữ liệu trước và sau khi việc gì đó diễn ra, ví dụ như trước và sau khi hoàn tất đối với kênh đào Phù Nam Techo. Vấn đề là các quốc gia có khúc mắc lợi ích liệu có tự động chia sẻ dữ liệu không? Nếu họ xóa dữ liệu cũ đi hoặc không cung cấp dữ liệu mới, chúng ta lấy cơ sở nào để đánh giá tác động?

Đây chính là lúc vệ tinh viễn thám lên tiếng. Các vệ tinh bay ở độ cao 600 - 800 km trên không gian có thể đo lưu lượng dòng sông qua bao nhiêu thập kỷ. Không ai có thể lấy “tấm bạt” phủ kín cả vùng Đông Nam Á để che giấu những hoạt động này.

Đó có phải là lý do ông thành lập Nhóm nghiên cứu quốc tế về sông Mekong (International Mekong Research Working Group - IMRWG) để biến một diễn đàn khoa học thành nền tảng hành động?

Tiêu chí số một của IMRWG là quốc tế hóa. Nghiên cứu về vùng Mekong không chỉ là bài toán khoa học tự nhiên như đo lụt lội hay hạn hán mà còn liên quan đến yếu tố nhân văn, dân số, kinh tế. Nguồn lực của một nước không thể chi phối hết và quan trọng nhất là tính khách quan.

Giả sử Việt Nam tự nghiên cứu và công bố kênh đào Phù Nam Techo có ảnh hưởng cực kỳ nghiêm trọng đến mình. Nhưng phía Campuchia lại đưa ra một nghiên cứu khác nói rằng không ảnh hưởng gì cả. Vậy sự thật nằm ở đâu? Giải pháp duy nhất là phải đưa ra trước cộng đồng quốc tế. Khi ta mang nghiên cứu của mình trình bày một cách trung thực, minh bạch, không giấu giếm thì tiếng nói của chúng ta mới thực sự có sức nặng.

Trong một dự án nghiên cứu tổng thể do tôi dẫn đầu, chúng tôi đã quy tụ hơn 60 nhà khoa học danh tiếng đến từ 18 quốc gia, bao gồm cả Mỹ, châu Á và châu Âu. Vấn đề ĐBSCL không chỉ là câu chuyện nội vùng. Đó là vấn đề khu vực nhưng tác động toàn cầu. Vựa lúa Cửu Long suy kiệt sẽ lập tức ảnh hưởng đến thị trường lương thực thế giới. Sự tham gia của họ tạo ra một sức nặng không thể chối cãi cho các báo cáo khoa học.

Dữ liệu gió triệu cây số vuông khẳng định chủ quyền và tầm nhìn năng lượng lãi kép

Bây giờ ta chuyển hướng ra phía biển. Ông có thể nói rõ hơn về quá trình thực hiện cũng như ý nghĩa sinh tử của việc hoàn thành bộ dữ liệu đo tốc độ gió ở vùng Biển Đông vừa qua? 

Chương trình đo gió cho vùng biển Việt Nam là một phần trong kế hoạch hành động (điều khoản 4.6) của Đối tác chiến lược toàn diện Việt Nam - Hoa Kỳ, do Bộ Ngoại giao Mỹ tài trợ và NASA là đơn vị thực thi với sự phối hợp của Đại sứ quán Mỹ tại Hà Nội và sự cộng tác của Trung tâm FIMO thuộc Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội. Chương trình này khởi động từ thời Tổng thống Joe Biden và vừa hoàn tất bộ dữ liệu đầu tiên dưới thời Tổng thống Trump lần thứ hai.

Chúng tôi đã dùng vệ tinh để đo gió trên mỗi cây số trong một khu vực rộng lớn lên tới 1 triệu cây số vuông, bao trùm toàn bộ Biển Đông và những vùng biển xung quanh Việt Nam, tất nhiên là cả Hoàng Sa và Trường Sa. Ý nghĩa của dự án rất lớn, cả về kinh tế lẫn việc khẳng định sự hiện diện trên biển.

GS-TS. Nghiêm Văn Sơn tại một hội thảo khoa học của NASA do Đại sứ quán Mỹ chủ trì ở Hà Nội, 10.11.2022. Ảnh: CTV

Hãy làm một bài toán so sánh. Theo quy trình hiện tại, muốn làm điện gió, nhà đầu tư phải đặt phao nổi để đo gió tại chỗ ít nhất một năm. Một cái phao nổi rộng 6 - 10m² gắn tấm pin mặt trời tiêu tốn không biết bao nhiêu tiền. Để giữa biển khơi, nó rất dễ bị tàu lạ phá hoại hoặc lấy cắp thiết bị, bắt buộc ta phải cắt cử tàu trực bảo vệ 24/24. Nếu đặt phao ở những vùng nhạy cảm, tranh chấp lại càng phức tạp về mặt ngoại giao. Và làm sao đủ kinh phí, lực lượng để thả hàng triệu cái phao như thế trong 10 năm? Với vệ tinh NASA, chúng tôi đã đo trên 1 triệu cây số vuông, liên tục trong một thập kỷ, mà lại cực kỳ chính xác nhưng chẳng cần cắm một cái cọc nào trên biển.

Bộ dữ liệu “từ trên trời” này mang lại lợi ích kinh tế cụ thể như thế nào cho ngành điện gió ngoài khơi của Việt Nam, thưa Giáo sư?

Nó quyết định sự thành bại của hàng tỷ đô la. Các nhà phát triển điện gió thường có xu hướng muốn xây cột điện gần bờ cho dễ bảo trì. Nhưng dữ liệu vệ tinh của chúng tôi lại chỉ ra rằng chỉ cần dịch chuyển ra xa bờ hơn một chút, sức tạo năng lượng điện từ gió có thể tăng vọt lên đến 60%.

Cứ tưởng tượng một cánh đồng điện gió đầu tư hàng tỷ đô la, với lãi suất kép 60% năng lượng tăng thêm mỗi năm, kéo dài trong vòng 20 - 30 năm thì giá trị nó mang lại khủng khiếp nhường nào. Ngược lại nếu không có dữ liệu này, cứ tin vào cảm tính mà cắm cột điện gần bờ nơi không đủ sức gió, nhà đầu tư có nguy cơ phá sản.

Việc tự chủ điện gió như ông phân tích dường như cũng là chìa khóa để Việt Nam giải bài toán an ninh năng lượng trong một thế giới đầy biến động?

Năng lượng phải đáp ứng ba yếu tố an toàn, đầy đủ và bền vững. Nói về tính an toàn, hãy nhìn chiến sự ở Iran. Chỉ cần eo biển bị phong tỏa, lượng dầu cung cấp giảm 20%, nhưng giá dầu diesel nhập khẩu tăng phi mã đến 200%. Nếu ta tự chủ được điện gió ngoài khơi, gió ở biển của ta, không ai có thể chặn đường đi của gió, ta thoát khỏi sự phụ thuộc vào siêu tàu chở dầu trên các tuyến hàng hải đầy rủi ro.

Thứ hai là sự đầy đủ. Việt Nam đang phát triển rất nhanh, nhu cầu điện cực lớn. Mùa hè ở Hà Nội đã có lúc phải cắt điện luân phiên. Trong khi thủy điện hay nhiệt điện than sẽ sớm đạt trần.

Thứ ba là tính bền vững. Trữ lượng dầu mỏ trên thế giới có người nói còn 50 năm, người lạc quan bảo hơn 100 năm. Thời gian đó đều quá ngắn. Nếu không chuẩn bị công nghệ năng lượng tái tạo từ bây giờ, đến khi dầu cạn kiệt chúng ta trở tay không kịp. Năng lượng gió chính là đóng góp cho sự bền vững dài lâu.

Vượt qua “vũng lầy” hành chính và chọn khoa học

Lý thuyết là vậy nhưng thực tế lại còn rất nhiều rào cản để hiện thực hóa giấc mơ tự chủ năng lượng cho Việt Nam. Theo Giáo sư, đâu là rào cản lớn nhất?

Chúng ta có ba “vũng lầy” lớn cần phá bỏ. Thứ nhất, rào cản chia sẻ dữ liệu. NASA luôn có chính sách mở và miễn phí toàn bộ dữ liệu viễn thám để thế giới cùng sử dụng. Nhưng ở chiều ngược lại, khi cần dữ liệu lưu lượng dòng chảy nội địa của Việt Nam để đối chiếu, kiểm chứng sự chính xác của vệ tinh thì lại rất khó tiếp cận. Đo đạc xong cất vào tủ khóa lại là một sự lãng phí kinh khủng.

Thứ hai, rào cản về cơ sở dữ liệu phân tán. Chúng ta cần quy về một đầu mối duy nhất để hỗ trợ giới nghiên cứu khoa học phát triển các ứng dụng thực tiễn.

Thứ ba, rào cản hành chính. Tôi lấy ví dụ chương trình nghiên cứu giữa Việt Nam - Mỹ về ô nhiễm không khí tại Hà Nội và TP.HCM là vô cùng cấp bách. Thế nhưng khi triển khai, các thủ tục phê duyệt phải qua quá nhiều bộ, ban, ngành. Hậu quả là phía Mỹ họ làm gần xong dự án rồi thì Việt Nam mới giải quyết xong thủ tục giấy tờ để… bắt đầu. Sự trật khớp này làm chậm nhịp phát triển chung. 

Rào cản cơ chế có thể tháo gỡ bằng quyết tâm chính trị, thế còn nguồn nhân lực thì sao?

Đó mới là cốt lõi. Muốn tự chủ trên chặng đường dài chúng ta phải tự chủ được khoa học. Việt Nam đang có chương trình hợp tác làm vệ tinh LOTUSat-1 với Nhật Bản, đó là hướng đi đúng. Nhưng nhân lực ở đâu là vấn đề. Nếu không xây dựng thế hệ kế cận dấn thân vào khoa học vũ trụ, vào những nghiên cứu chuyên sâu và cao, chúng ta mãi mãi chỉ đi theo sau lưng người khác.

Trong khoa học vũ trụ, nước Mỹ đã đi trước hàng thập kỷ, đã trả giá bằng vô số thất bại mới có quy trình chuẩn xác như hôm nay. Thay vì mò mẫm đi từ đường tiểu ngạch, Việt Nam hoàn toàn có thể tiến thẳng vào “cao tốc” thông qua các chương trình huấn luyện chuyển giao công nghệ.

Khi và chỉ khi chúng ta đủ trình độ đóng góp ngược lại cho thế giới, con đường hợp tác mới không chỉ dừng ở Mỹ hay NASA mà mở rộng ra toàn thế giới, từ châu Á đến châu Âu và những nơi khác.

Xin cảm ơn ông. 

Quốc Ngọc thực hiện