索尼與JAXA合作的小型衛星光通信裝置 即將在國際空間站實施在軌實驗
日本國立研究開發法人宇宙航空研究開發機構(理事長:山川宏/下稱JAXA)和索尼計算機科學研究所(總裁:北野宏明/下稱 索尼CSL)以實現將來的衛星間及衛星與地面的海量實時數據通信為目標,共同開發了小型衛星光通信實驗裝置“SOLISS”(Small Optical Link for International Space),預計于9月11日發射,屆時將由補給飛船“鸛”8號機將其送往國際空間站(下稱 ISS),然后利用日本希望號實驗艙的艙外實驗平臺進行在軌驗證實驗。
此次合作,采用了JAXA宇宙探索創新中心的研究提案作為基礎框架。JAXA與索尼從2016年就共同開始通過遠距離空間光通信技術(采用融合了光盤技術的精密指向控制技術)在近距離下進行光通信實驗※1。在軌遠距離光通信測試,是在ISS日本希望號實驗艙的艙外實驗平臺上的中型曝光試驗適配器(i-SEEP)上安裝SOLISS,使用1550nm帶的激光與地面進行通信測試※2。該實驗預計在2019年內完成。
圖1:SOLISS系統FM(飛行模型) 圖2:SOLISS系統FM結構概覽
上圖1和圖2所示的SOLISS包括光通信單元、雙軸平衡環和監控攝像頭,以及多層隔熱材料。此次配備的光通信單元,采用了索尼從20世紀70年代開始研發,并通過CD、MD、DVD、藍光等實現商業化的光盤技術,具有高精度,低耗電,小型化,便于量產等特點。其重量約為1.2KG,剖面尺寸為90mm x 100mm,內部搭載了采用光盤技術的小型光控制裝置。可進行雙向通信,通過以太網規格的連接,可設想其在宇宙中也可以和地面進行網絡連接。
為確保雙軸平衡環的運行,SOLISS搭載了全天球相機,所拍攝的照片不僅可以經由ISS傳送到地面,還可以使用SOLISS的光通信傳送到地面。
※1 JAXA受日本國立科學技術振興機構研究開發法人委托,負責“支持創新中心構建事業”(“為擴大人類生存和活動的地區/領域而開拓太陽系邊界的開放式創新中心”),其中就“光通信模塊實現遠距離空間光通信的研究”,于2016年與索尼共同簽訂合作協議。
※2 與地面的通信測試由日本國立研究開發法人信息通信研究機構(NICT)的地面站進行。
JAXA理事 若田光一表示:
“遠距離空間光通信技術是太空探索創新中心的第一次在軌演示,這是一項備受期待的技術。它作為一項基礎性技術,可以幫助實現在地球旋轉軌道上使用光通信技術進行海量數據通信。它不僅可以廣泛應用于通信行業,未來還可以成為宇宙勘探領域的通信方式,例如可實現國際空間站,月球,火星圈與地球之間的通信,甚至和月球車的通信。此次希望號的使用,將使SOLISS的早期技術驗證成為可能,我們希望將這些成果活用于未來的通信業務和勘探任務。”
索尼CSL總裁 北野宏明表示:
“遠距離空間光通信技術可以推動地球上向實時信息化社會演進,未來可能極大地改變世界,例如擴大人類的生存區域、實現宇宙活動等。索尼CSL 將以此次在軌演示為契機,進一步完善遠距離空間光通信系統,將其成果作為該技術實現社會應用及商業化的第一步。得益于此次有償使用JAXA的希望號,我們避免了僅把SOLISS單獨作為軌道上的小型衛星的一部分發射并進行在軌驗證,使得光通信系統的研發進程向前邁了很大一步。實驗完成后,我們將把由消費級部件打造而成的SOLISS回收至地面,并進行分析。我十分期待此舉能夠加快SOLISS的商業化進程。”
(本文譯自日文原文,供參考)