Vì sao Boeing không bị 'chao đảo' bởi sự cố bão Mặt trời
Bão Mặt trời có thể gây lỗi điện tử như sự cố JetBlue và khiến Airbus bị ảnh hưởng nhiều hơn Boeing do khác biệt về thiết kế, chip và cấu trúc bảo vệ.
Bão Mặt trời hay còn gọi là bão từ, từ lâu đã được xem là một trong những hiện tượng thiên văn có khả năng tác động sâu rộng tới cơ sở hạ tầng công nghệ của Trái đất. Không chỉ mang đến những dải cực quang rực rỡ, bão từ còn có thể gây nhiễu tín hiệu vệ tinh, làm lệch hệ thống định vị, ảnh hưởng đến mạng lưới điện và đặc biệt tác động rõ rệt đến hoạt động của hàng không dân dụng.
Trong bối cảnh ngành hàng không quốc tế ngày càng phụ thuộc vào GNSS, dữ liệu cảm biến và mức độ tự động hóa cao, những cảnh báo cấp độ mạnh từ Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Hoa Kỳ (NOAA) đã khiến hiện tượng này trở thành mối quan tâm lớn của cộng đồng quốc tế.
Cơ chế hình thành bão từ
Bão từ thường bắt nguồn từ các vết đen Mặt trời nơi từ trường hỗn loạn và tích tụ năng lượng lớn. Khi cấu trúc từ trường này sụp đổ, nó phóng thích các hạt tích điện năng lượng cao vào không gian. Nếu đám vật chất đó hướng về phía Trái Đất, chúng sẽ tương tác và làm biến động mạnh từ quyển, tạo ra bão địa từ.
Mặc dù hiện tượng này khiến cực quang trở nên ngoạn mục hơn, song ẩn sau vẻ đẹp đó là rủi ro đáng kể. Các hạt năng lượng cao có khả năng xuyên qua lớp vỏ kim loại của máy bay, va vào vi mạch và gây ra lỗi đảo bit, tức chuyển giá trị “0” thành “1” hoặc ngược lại. Chỉ một thay đổi vi mô như vậy cũng đủ làm sai lệch dữ liệu cảm biến hoặc khiến hệ thống điều khiển tự động phản ứng bất thường.
Giáo sư Tamitha Skov, chuyên gia thời tiết không gian có uy tín quốc tế cho rằng, nguy cơ từ bão từ đối với lĩnh vực hàng không đã không còn mang tính lý thuyết. “Chúng ta thường bị cuốn hút vào vẻ đẹp của cực quang. Nhưng chính sự dao động dữ dội của từ trường phía sau nó mới là yếu tố có thể gây ra sự cố chỉ trong vài phút đối với các hệ thống phụ thuộc vệ tinh.”
Bà Skov nhấn mạnh, mức độ phụ thuộc ngày càng cao vào chip xử lý, cảm biến kỹ thuật số và tín hiệu GNSS đã khiến hàng không trở thành lĩnh vực dễ bị tổn thương trước bão từ, hơn nhiều so với trước đây.
Một minh chứng rõ nét cho rủi ro này xảy ra vào ngày 30/10, khi chuyến bay JetBlue từ Cancun đến Newark bất ngờ tụt độ cao dù phi công không can thiệp điều khiển. Sau quá trình phân tích kéo dài nhiều tuần, Airbus xác định nguyên nhân đến từ lỗi đảo bit trong một module tính toán của dòng A321neo.
Vụ việc ngay lập tức dấy lên câu hỏi: tại sao Airbus bị ảnh hưởng trong đợt bão từ này, trong khi Boeing lại không ghi nhận sự cố tương tự?
Vì sao Boeing không bị ảnh hưởng trong đợt bão từ?
Theo các chuyên gia quốc tế, lý do không nằm ở chuyện “hãng nào tốt hơn”, mà xuất phát từ sự khác biệt trong triết lý thiết kế, cấu trúc điện tử và mức độ tự động hóa của từng nhà sản xuất. Chính cách tiếp cận khác nhau này dẫn đến mức độ nhạy cảm khác nhau trước hiện tượng bức xạ vũ trụ trong đợt bão từ vừa qua.
Một trong những khác biệt lớn nhất nằm ở mô hình xử lý tính toán. Airbus, đặc biệt trên thế hệ A320neo và A321neo, sử dụng kiến trúc tích hợp cao, trong đó nhiều chức năng được đưa vào chung một module tính toán trung tâm nhằm tối ưu trọng lượng và nâng mức tự động hóa.
Cách làm này giúp hệ thống hoạt động tinh gọn nhưng vô tình tạo ra các “điểm tập trung tính toán”, nơi chỉ một lỗi đảo bit nhỏ cũng có thể lan ra nhiều lớp chức năng. Ngược lại, Boeing áp dụng kiến trúc phân tán trên các dòng 737 và 787, tách biệt nhiệm vụ của từng module và bố trí lớp dự phòng độc lập.
Nhờ vậy, lỗi xuất hiện tại một điểm thường bị cô lập mà không gây hiệu ứng dây chuyền. Một yếu tố quan trọng khác là thế hệ chip được sử dụng. Airbus đã triển khai nhiều loại chip bán dẫn hiện đại với mật độ transistor cao và điện áp vận hành thấp, những đặc điểm khiến chúng nhạy cảm hơn với hiện tượng đảo bit do bức xạ.
Trong khi đó, Boeing chưa áp dụng đồng loạt chip công nghệ mới ở cùng mức độ, giúp hệ thống ít chịu tác động hơn trong sự kiện lần này. Sự khác biệt này không phải là ưu hay nhược tuyệt đối, mà là kết quả của hai con đường phát triển công nghệ khác nhau.
Ngoài ra, lớp bảo vệ phần cứng cũng tạo nên chênh lệch đáng kể. Airbus ưu tiên giảm trọng lượng, nên lớp shield mỏng hơn. Boeing sử dụng vật liệu dày hơn và giữ khoảng cách lớn hơn giữa các module. Dù chỉ cách nhau vài milimet kim loại, năng lượng của hạt bức xạ xuyên qua vỏ máy bay có thể thay đổi đáng kể, dẫn đến mức độ ảnh hưởng khác nhau đối với thiết bị điện tử bên trong.
Triết lý tự động hóa sâu của Airbus cũng khiến tác động của bão từ dễ quan sát hơn. Hệ thống điều khiển bay của Airbus cho phép máy tính can thiệp mạnh vào các chế độ vận hành nhằm bảo vệ an toàn chuyến bay. Trong bối cảnh đó, một lỗi đảo bit có thể dẫn đến sai lệch cảm biến, phản ứng tự động bất thường hoặc dao động nhẹ trong điều khiển.
Boeing ngược lại duy trì nhiều luồng tín hiệu song song và phân cấp quyền điều khiển rõ ràng, giúp giảm khả năng hệ thống phản ứng ngay lập tức trước một sai lệch vi mô. Theo Tiến sĩ Ian Grant (Đại học Cranfield, Anh), sự cố JetBlue là lời nhắc nhở rằng một lỗi đảo bit là hệ quả tự nhiên của bức xạ vũ trụ chứ không phải lỗi thiết kế. Ông cho rằng, kiến trúc phân tán của Boeing giúp giảm đáng kể nguy cơ lỗi lan rộng, nhưng điều đó không đồng nghĩa Boeing “miễn nhiễm” và Airbus “yếu hơn”.
Mỗi triết lý thiết kế đều có ưu, nhược điểm riêng tùy vào hoàn cảnh thực tế. Các chuyên gia nhấn mạnh, Boeing không phải “không bị ảnh hưởng”, mà chỉ là chưa ghi nhận sự cố trong sự kiện bão từ vừa qua. Dữ liệu bức xạ thay đổi theo đường bay, thời điểm, độ cao và thậm chí cấu hình máy bay.
Khi ngành hàng không bước vào chu kỳ cực đại Mặt Trời 2024 - 2026, giai đoạn được dự báo có nhiều đợt bão từ mạnh cả Airbus lẫn Boeing đều có thể chịu ảnh hưởng theo những cách khác nhau. Việc Boeing chưa gặp sự cố có thể đơn giản là vì mức bức xạ chưa vượt ngưỡng nguy hiểm hoặc chưa tác động vào module nhạy cảm trong thời điểm cụ thể.
Sự cố JetBlue cho thấy hàng không hiện đại dễ bị tổn thương trước bức xạ vũ trụ hơn chúng ta từng nghĩ. Khi mức độ tự động hóa ngày càng tăng và chip ngày càng nhỏ, rủi ro từ bão từ cũng theo đó lớn dần.
Trong giai đoạn Mặt Trời bước vào chu kỳ hoạt động mạnh nhất, việc nâng cao khả năng dự báo, tăng cường chống bức xạ điện tử và điều chỉnh quy trình khai thác bay sẽ là yếu tố sống còn để đảm bảo an toàn cho toàn ngành hàng không thế giới.