ISS gebruikt Kyocera's cordieriet keramische spiegel voor optische communicatie met aarde

Kyocera
Kyoto, Japan
https://global.kyocera.com/

Sony Computer Science Laboratories, Inc.
Tokyo, Japan
https://www.sonycsl.co.jp/

Een diagram van de optische communicatiedemonstratie. (Afbeelding: Sony Computer Science Laboratories)

Kyocera Corporation's "Fine Cordierite" keramische spiegel is gekozen voor gebruik in experimentele apparatuur om optische communicatie te voeren tussen het Internationale Ruimtestation (ISS) en een mobiel optisch station op aarde. Dit is de eerste keer dat een spiegel gemaakt van cordieriet keramiek geselecteerd werd voor gebruik in experimentele optische communicatieapparatuur in de ISS.

De keramische spiegel is geadopteerd in de optische communicatie-antenne — Quantum-Small Optical Link (QSOL) — ontwikkeld door Sony Computer Science Laboratories, Inc. Ontwikkeld na een opdracht van Japan's Ministerie van Binnenlandse Zaken en Communicatie, is QSOL een optisch communicatie-antennecomponent voor de Secure Laser Communications Terminal for Low Earth Orbit (SeCRETS) voor on-orbit technologie-demonstratie.

Secure Laser Communications Terminal for Low Earth Orbit (SeCRETS), uitgerust met Kyocera's Fine Cordierite Keramische Spiegel. (Afbeelding: National Institute of Information and Communications Technology, Sony Computer Science Laboratories, Next Generation Space System Technology Research Association)

SeCRETS werd op 2 augustus 2023 naar de ISS gelanceerd en geïnstalleerd op het externe experimentplatform van de "Kibo" Japanese Experiment Module (Intermediate Space Environment Experiment Platform [i-SEEP]). Vervolgens werd geheime sleuteldeling uitgevoerd met 10GHz klok optische communicatie van de ISS in lage baan naar een draagbaar optisch grondstation op de grond, en verder met succes gedemonstreerd beveiligde communicatie tussen de ISS en het grondstation met one-time pad encryptie met de sleutel.

De huidige methode voor tweerichting datacommunicatie tussen aardobservatiesatellieten in de ruimte en grondstations betreft het gebruik van optische draadloze communicatie met of radiogolven of zichtbaar licht. Deze communicatie is essentieel voor het verkrijgen van beelddata voor weersvoorspelling, rampenrespons en infrastructuurmonitoring.

Vooruitgang in de sensoren geïnstalleerd op aardobservatiesatellieten heeft geleid tot een verhoogd volume van verkrijgbare observatiedata. Er is echter een dringende behoefte om grote hoeveelheden observatiedata snel naar grondstations te transmisseren. Het bereiken van hoge-snelheid en hoge-capaciteit datacommunicatie heeft een uitdaging gevormd voor ruimte-infrastructuur. Om dit probleem aan te pakken, wordt de implementatie van laserlicht optische communicatie verwacht om data transmissie en ontvangst met snelheden meer dan 100 keer sneller dan radiogolfcommunicatie met significant hogere capaciteit te mogelijk maken.

Kyocera's Fine Cordierite Keramische Spiegel. (Afbeelding: Kyocera)

Daarnaast, om data van satellieten naar specifieke grondstations te transmisseren via optische communicatie, is het nodig om het licht aan de optimale hoek aan te passen met behulp van optische spiegels. Conventioneel zijn metaal of glas spiegels gebruikt, maar nanometerprecisie is vereist voor het aanpassen van licht. Daarom zijn spiegels met lange-termijn dimensionale stabiliteit en het vermogen om thermische uitrekking en temperatuurveranderingen in de harde ruimteomgeving te weerstaan, nodig.

In dit experiment werd Kyocera's Fine Cordierite keramische spiegel in QSOL geïnstalleerd vanwege de unieke thermische en mechanische eigenschappen, zoals lage thermische uitrekking en lange-termijn dimensionale stabiliteit. Met het succes van dit experiment gelooft het bedrijf dat zijn producten kunnen bijdragen aan de constructie van ruimte-infrastructuur gericht op het bereiken van hoge-snelheid en hoge-capaciteit datacommunicatie in satelliet optische communicatie in de toekomst.

Deze demonstratie werd gezamenlijk uitgevoerd door het National Institute of Information and Communications Technology, de School of Engineering, de Universiteit van Tokyo, de Next Generation Space System Technology Research Association, SKY Perfect JSAT Corporation, en Sony CSL.

Dit artikel is bijgedragen door Kyocera (Kyoto, Japan). Voor meer informatie, bezoek hier.