Hai thỏa thuận lịch sử

Năm 1966, sau chuyến thăm Liên Xô của Tổng thống Pháp Charles de Gaulle, hai thỏa thuận Pháp - Liên Xô đã được ký kết vào ngày 30-6-1966: Một thỏa thuận về hợp tác khoa học, kỹ thuật và kinh tế, và một thỏa thuận về hợp tác nghiên cứu và thám hiểm không gian vì mục đích hòa bình.

Đối với Tổng thống Charles de Gaulle, những thỏa thuận này thúc đẩy sự hòa giải giữa Đông và Tây, đồng thời củng cố sự độc lập của Pháp. Đối với Liên Xô, những thỏa thuận này mang lại cơ hội để cân bằng với vị thế thống trị của Mỹ trong khoa học và công nghệ.

Hợp tác với Liên Xô đã mang lại cho Pháp cơ hội tiến hành các thí nghiệm khoa học chung và đưa chúng lên không gian bằng khinh khí cầu, tên lửa nghiên cứu và vệ tinh. Vào tháng 2-1967, một thỏa thuận đã mở đường cho việc phát triển vệ tinh nghiên cứu môi trường Trái đất: Dự án ROSEAU (Quan sát sóng vô tuyến bằng vệ tinh lệch tâm với hệ thống tự động hóa đơn).

Dự án ARCAD 3 trong một mô phỏng môi trường không gian tại Toulouse, Pháp. Ảnh: CNES

Nhóm Nghiên cứu Tầng điện ly của Pháp (sau này tách ra là Trung tâm Nghiên cứu Vật lý môi trường (CRPE) và Trung tâm Nghiên cứu Bức xạ không gian (CESR)), đảm nhiệm thiết kế các thiết bị, còn Trung tâm Nghiên cứu Không gian Quốc gia (CNES) của nước này thực hiện chế tạo vệ tinh, trong khi phía Liên Xô chịu trách nhiệm tích hợp và phóng vệ tinh. Do tình hình tài chính của CNES xấu đi, dự án ROSEAU bị hoãn lại và sau đó bị hủy bỏ vào tháng 3-1969.

Thất vọng vì dự án bị hủy bỏ, nhà khoa học Pháp Francis Cambou và nhà khoa học Liên Xô Yuri Galperin đã đề xuất đưa các thiết bị của họ lên một vệ tinh của Liên Xô. Đề xuất trên được chấp nhận vào ngày 29-11-1969, như một phần của dự án ARCAD (Mật độ cực quang ARC). Các thiết bị dò hạt đã được tích hợp vào vệ tinh Oreol 1 (hay Auréole 1). Vệ tinh này do Phòng thiết kế Yuzhnoye (Liên Xô) chế tạo, được phóng vào ngày 27-12-1971. Vệ tinh Auréole 2 được phóng hai năm sau đó.

Thành công của sứ mệnh Auréole đã thúc đẩy các nhà khoa học thực hiện một dự án tham vọng hơn nhằm cải thiện sự hiểu biết của Pháp và Liên Xô về sự tương tác giữa plasma tầng ion và tầng từ quyển, nhưng cũng để cung cấp câu trả lời dứt khoát về nguồn gốc của vật chất được lắng đọng dưới dạng các hạt trong khí quyển Trái đất.

Được thông qua vào tháng 10-1974, ARCAD 3 là dự án đầu tiên cùng phát triển và tích hợp tải trọng vào vệ tinh của Liên Xô, bởi các nhà khoa học và kỹ thuật viên từ Liên Xô và Pháp. Sự phức tạp của ARCAD 3 khiến các cuộc họp giữa các nhóm chuyên gia Pháp và Liên Xô diễn ra thường xuyên tại các phòng thí nghiệm (ở Moscow, Leningrad, Frouze, Toulouse, Paris, Orléans), tại công ty sản xuất vệ tinh và tại địa điểm phóng vệ tinh.

Các thí nghiệm

Dự án ARCAD 3 bao gồm 5 thí nghiệm của Pháp, 4 thí nghiệm của Liên Xô và 3 thí nghiệm được phát triển chung bởi hai nước. Các thí nghiệm của Pháp do nhà khoa học Guy Hameury của CNES (phối hợp với các nhà khoa học Liên Xô) và Henry Reme của CESR chịu trách nhiệm. Chúng bao gồm việc nghiên cứu dòng hạt tích điện năng lượng thấp (Spectro), mật độ và nhiệt độ electron (Isoprobe), và các ion nhiệt và siêu nhiệt (Dyction).

Liên Xô đóng góp 4 thí nghiệm từ Viện Nghiên cứu Vũ trụ (IKI) và Viện Từ trường Trái đất, tầng điện ly và sóng vô tuyến (IZMIRAN), chịu trách nhiệm là Yuri Galperin. Theo đó, thí nghiệm có tên Kukushka để đo dòng proton và electron năng lượng thấp; Pietstchanka để nghiên cứu electron và proton năng lượng trung bình; FON để nghiên cứu độ dốc cường độ của electron và proton gần giới hạn bẫy hạt; Altair để nghiên cứu phát xạ ánh sáng cực quang.

Ba thí nghiệm chung tập trung nghiên cứu dòng điện gây nhiễu từ trường, điện từ trường và sóng điện từ.

Được chế tạo bởi phòng thí nghiệm Yuzhnoye, vệ tinh Auréole 3 là một khối hình trụ cao 2,7m, đường kính 1,6m và có tổng khối lượng 1.200kg. Với 8 tấm pin mặt trời, Auréole 3 được ổn định trên ba trục bằng gradient trọng lực. Tải trọng khoa học là 170kg, bao gồm 100kg dành cho các thiết bị của Pháp. Về mặt kỹ thuật, vệ tinh này có hai tính năng độc đáo: Nó được trang bị máy tính Crouzet CN2B (4,9kg) của Pháp để quản lý các thí nghiệm và một ăng-ten đo từ xa (cũng của Pháp) nhằm cung cấp dữ liệu trực tiếp cho các nhà khoa học Pháp. Để thực hiện điều này, CNES sử dụng 4 trung tâm vũ trụ của Pháp (Toulouse, Kourou, Kerguelen, Adélie Land), một trung tâm của châu Âu (Tromsø ở Na Uy) và một trung tâm của Nhật Bản (Sugadaira).

Thử nghiệm, chiến dịch tích hợp và ra mắt

Năm 1978, các nhà khoa học Liên Xô đến Trung tâm Vũ trụ Toulouse (Pháp) để tham gia vào việc tích hợp các thiết bị của Pháp. Năm 1979 và năm 1980, các thử nghiệm về môi trường không gian và khả năng tương thích điện từ được thực hiện. Các thử nghiệm đánh giá chất lượng vệ tinh được tiến hành tại cả Toulouse và Moscow. Tại đây cũng diễn ra quá trình thử nghiệm chi tiết các thiết bị khoa học. Vào tháng 5-1981, toàn bộ thiết bị khoa học đã trải qua các thử nghiệm đánh giá chất lượng cuối cùng tại Viện Nghiên cứu Vũ trụ (IKI) trước khi được tích hợp vào vệ tinh.

Ngày 21-9-1981, từ Plesetsk, tên lửa đẩy Tsyklon 3 của Liên Xô đã đưa thành công vệ tinh Auréole 3 vào không gian, nơi nó đi vào quỹ đạo elip ở độ cao từ 380km đến 1.920km, với độ nghiêng 82,6 độ. Được thiết kế cho nhiệm vụ kéo dài 6 tháng nhưng trên thực tế vệ tinh Auréole 3 đã hoạt động cho đến năm 1986.

Dự án ARCAD 3 là một thành công lớn trên nhiều phương diện. Thứ nhất, về mặt quan hệ hợp tác, các nhà khoa học Pháp và Liên Xô đã phối hợp ăn ý, tạo dựng nên những tình bạn chân thành trong lĩnh vực nghiên cứu không gian.

Thứ hai, dữ liệu do vệ tinh thu thập được rất đáng kể. Các thiết bị được đưa lên không gian đã giúp hé lộ quá trình các ion siêu nhiệt thoát ra từ tầng ion vào tầng plasma, cho thấy các dòng điện thẳng hàng với từ trường trong quá trình cực quang đi qua. Bên cạnh đó, những dữ liệu thu thập được góp phần nâng cao hiểu biết của con người về sự lan truyền của sóng tần số cao, gió mặt trời, điện động lực học cực quang, và nhiều hơn nữa.

Sau thành công của dự án ARCAD 3, Liên Xô đã mời Pháp tham gia các sứ mệnh Interball 1 và 2 (1995-1996) để tiếp tục nghiên cứu về từ quyển Trái đất.