МКС использует кордиеритовое керамическое зеркало Kyocera для создания новой оптической связи с Землей

Кйосера
Киото, Япония
https://global.kyocera.com/

Sony Computer Science Laboratories, Inc.
Токио, Япония
https://www.sonycsl.co.jp/

Схема демонстрации оптической связи. (Изображение:Sony Computer Science Laboratories)

Керамическое зеркало «Fine Cordierite» корпорации Kyocera было выбрано для использования в экспериментальном оборудовании для проведения оптической связи между Международной космической станцией (МКС) и мобильной оптической станцией на Земле. Впервые зеркало из кордиеритовой керамики было выбрано для использования в экспериментальной аппаратуре оптической связи на МКС.

Керамическое зеркало было использовано в оптической антенне связи Quantum-Small Optical Link (QSOL), разработанной Sony Computer Science Laboratories, Inc. Разработанная по заказу Министерства внутренних дел и коммуникаций Японии, QSOL представляет собой компонент антенны оптической связи для терминала безопасной лазерной связи на низкой околоземной орбите (SeCRETS) для демонстрации технологий на орбите.

Терминал безопасной лазерной связи для низкой околоземной орбиты (SeCRETS), оснащенный керамическим зеркалом из тонкого кордиерита Kyocera. (Изображение:Национальный институт информационных и коммуникационных технологий, лаборатории Sony Computer Science, Ассоциация исследований технологий космических систем следующего поколения)

SeCRETS был запущен к МКС 2 августа 2023 года и установлен на внешней экспериментальной платформе японского экспериментального модуля «Кибо» (Intermediate Space Environment Experiment Platform [i-SEEP]). Впоследствии обмен секретным ключом был осуществлен с использованием оптической связи с тактовой частотой 10 ГГц от МКС на низкой орбите до портативной наземной оптической станции, а также успешно продемонстрирована безопасная связь между МКС и наземной станцией с использованием одноразового шифрования с помощью ключа.

Современный метод двусторонней передачи данных между спутниками наблюдения Земли в космосе и наземными станциями предполагает использование оптической беспроводной связи с использованием радиоволн или видимого света. Эта связь необходима для получения данных изображений для прогнозирования погоды, реагирования на стихийные бедствия и мониторинга инфраструктуры.

Совершенствование датчиков, установленных на спутниках наблюдения Земли, привело к увеличению объема получаемых данных наблюдений. Однако существует острая необходимость в быстрой передаче больших объемов данных наблюдений на наземные станции. Достижение высокоскоростной и высокопроизводительной передачи данных поставило перед космической инфраструктурой сложную задачу. Ожидается, что для решения этой проблемы внедрение лазерно-оптической связи позволит передавать и принимать данные со скоростью, более чем в 100 раз превышающей скорость радиоволновой связи со значительно более высокой пропускной способностью.

Изысканное керамическое зеркало из кордиерита Kyocera. (Изображение:Kyocera)

Кроме того, для передачи данных со спутников на конкретные наземные станции по оптической связи необходимо настроить свет под оптимальный угол с помощью оптических зеркал. Обычно используются металлические или стеклянные зеркала, но для регулировки света требуется наноразмерная точность. Поэтому необходимы зеркала с долговременной стабильной точностью размеров и способностью противостоять тепловому расширению и изменениям температуры в суровых космических условиях.

В этом эксперименте керамическое зеркало Fine Cordierite от Kyocera было установлено в QSOL благодаря его уникальным термическим и механическим свойствам, таким как низкое тепловое расширение и долговременная стабильность размеров. Компания полагает, что благодаря успеху этого эксперимента ее продукция может способствовать построению космической инфраструктуры, направленной на достижение высокоскоростной и высокопроизводительной передачи данных в спутниковой оптической связи в будущем.

Эта демонстрация была проведена совместно Национальным институтом информационных и коммуникационных технологий, Инженерной школой, Токийским университетом, Ассоциацией исследований технологий космических систем следующего поколения, корпорацией SKY Perfect JSAT и Sony CSL.

Эта статья предоставлена Kyocera (Киото, Япония). Для получения дополнительной информации посетите здесь  .