Ngày nay, việc sử dụng máy tính hiệu năng cao trong các ngành khoa học và kỹ thuật đã và đang thay đổi cơ bản tiến trình nghiên cứu khoa học. Các ngành khoa học cơ bản trước đây dần đã chuyển đổi với thành phần không thể thiếu là “tính toán” như “sinh học tính toán”, “hoá học tính toán”, “vật lý tính toán”, “vật liệu tính toán”, “cơ học tính toán”, “địa vật lý tính toán”,... Các ngành khoa học này có điểm chung là xử lý thông tin, phân tích và dự báo kết quả bằng tính toán, mô phỏng sử dụng nền tảng tính toán hiệu năng cao. Trong thời đại CMCN 4.0, các trung tâm tính toán hiệu năng cao cũng là hạ tầng số để triển khai các nền tảng xử lý dữ liệu lớn (big data), trí tuệ nhân tạo (AI) ứng dụng trong công nghiệp.

Các mảnh vỡ của vật thể lạ (Foreign Object Debris - gọi tắt là FOD) trên đường băng (cắt hạ cánh và đường lăn của máy bay) là nguyên nhân của nhiều sự cố tai nạn hàng không trên thế giới, một mối đe dọa lớn cho sự an toàn của các loại máy bay, có thể gây ra các thiệt hại nghiêm trọng về tài sản cũng như về nhân mạng. Các ví dụ về FOD bao gồm: dụng cụ, bộ phận và phần cứng rời, vật liệu xây dựng, giấy, kẹp giấy, bút, đồng xu và phù hiệu, các mảnh vỡ vỉa hè, thùng rác, hộp đựng thực phẩm và đồ đựng đồ uống, cây cối, cát và thảm thực vật rời, thẻ hành lý và miếng hành lý, mũ, khăn choàng và găng tay, chim, động vật hoang dã, tro núi lửa.

Trong khi vùng khí quyển phía dưới 40 km có thể quan trắc bằng các thiết bị thám sát bề mặt, cao không, khinh khí cầu, vệ tinh, vùng độ cao trên 250 km có thể thám sát bằng vệ tinh thì vùng có độ cao từ 40 đến 200 km quá thấp so với vệ tinh và quá cao so với khinh khí cầu (hình 1). Do đó, tên lửa nghiên cứu (Sounding Rocket) là công cụ duy nhất để đưa payload mang các thiết bị nghiên cứu lên không gian tiến hành các đo đạc và thí nghiệm khoa học ở độ cao từ 40km đến 200km.

Việc thu thập các dữ liệu khí tượng trên cao là rất quan trọng để hệ thống dự báo thời tiết đưa ra cảnh báo chính xác sớm về các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như mưa đá, gió lốc, mưa bão,… Trong mạng lưới Khí tượng thủy văn hiện nay, các thiết bị thu thập dữ liệu cao không là radiosonde đang hoàn toàn nhập ngoại với chi phí rất cao, Việt Nam hiện nay chỉ có 6 trạm thả thiết bị radiosonde với 3 trạm 1 ngày 2 ca và 3 trạm 1 ngày 1 ca. Ngoài ra, với 8 trạm đo gió trên cao (chỉ thả bóng và quan sát bằng kính vĩ quang học - pilot) (gọi là pilot) (Hình 1, 2). Do đó, số liệu đo đạc thu nhận được là rất thưa theo lưới không gian, thời gian, và những ca pilot thường bị ảnh hưởng bởi yếu tố con người và không thực hiện được việc thu thập  dữ liệu khi có mưa hoặc mây thấp, dầy.