Mitsubishi Electric демонстрирует модуль источника света для высокопроизводительной оптической связи в космосе

21 июня 2023 г.

Компания Mitsubishi Electric Corp из Токио продемонстрировала лазерное управление оптическими частотами с помощью нового модуля источника света, ключевого компонента проектируемой высокопроизводительной сети лазерной оптической связи, которая будет развернута в космосе.

Модуль, производящий сигнал с длиной волны 1,5 мкм, был установлен на наноспутнике OPTIMAL-1 (размеры 10 см x 10 см x 34 см), разработанном в рамках сотрудничества между промышленностью и академией под руководством ArkEdge Space Inc, к которому присоединились Pale Blue Inc, SEIREN Co Ltd. , Университет Фукуи, Инженерная школа Токийского университета и Mitsubishi Electric. OPTIMAL-1 был выпущен из японского экспериментального модуля «Кибо» на борту Международной космической станции (МКС) 6 января. Использование наноспутника позволило провести демонстрацию быстрее и с меньшими затратами, чем при использовании обычного большого спутника.

Mitsubishi Electric разрабатывает космические оптические технологии, которые, как ожидается, увеличат объем данных (в десять и более раз), а также скорость и расстояние связи по сравнению с системами, использующими радиоволны.

Спутниковые снимки все чаще используются для таких целей, как оценка условий в районах, пострадавших от стихийных бедствий, и состояния отдаленных лесных ресурсов. Существующие системы радиоволновой спутниковой связи ограничены с точки зрения пропускной способности, скорости и расстояния, поэтому для более быстрой оценки из космоса с более высоким разрешением требуются новые оптические системы, предлагающие улучшенные возможности связи. Ожидается, что передовые системы, использующие лазерные сигналы, будут все более широко применяться не только из-за их превосходных возможностей связи, но и для использования длин волн короче, чем радиоволны, что позволяет использовать относительно небольшие и легко устанавливаемые наземные антенны.

Особенности включают в себя:

• Первое испытание управления оптическими частотами в космосе с модулем источника лазерного излучения с длиной волны 1,5 мкм. Лазерная связь между спутниками требует коррекции эффекта Доплера, который вызывает изменение оптической частоты лазера из-за движения спутников с разной скоростью относительно друг друга. Новый модуль источника света был развернут в первой в мире демонстрации частоты лазера, регулируемой в космосе до 60 ГГц, что достаточно для компенсации эффекта Доплера.
• Наноспутник, разработанный в сотрудничестве с промышленностью и академическими кругами, обеспечивает быструю и недорогую демонстрацию.

  При использовании наноспутника, разработанного в рамках проекта сотрудничества между промышленностью и академическими кругами, для демонстрации в космосе потребовалось лишь около одной трети времени и одной сотой стоимости разработки по сравнению с предыдущими демонстрациями в космосе, проведенными Mitsubishi Electric с большими спутниками.

«Разработка наноспутников в последние годы набирает обороты, — отмечает генеральный директор ArkEdge Space Inc Такаёси Фукуйо. «Наноспутники весом всего в несколько килограммов могут быть разработаны и запущены с низкими затратами, поэтому ожидается, что они будут использоваться в новых приложениях, таких как широкомасштабные наблюдения за Землей с использованием многочисленных спутников. Ожидается, что успешная демонстрация модуля источника света на борту OPTIMAL-1 продвинет развертывание наноспутников».

«Условия в открытом космосе, включая радиацию, вакуум и температуру, создают суровые условия для оборудования, поэтому демонстрация способности работать в космосе имеет решающее значение для разработки спутников», — говорит доцент Университета Фукуи Ёсихидэ Аоянаги. «Я надеюсь, что успешная демонстрация OPTIMAL-1 приведет к дальнейшему прогрессу в использовании наноспутников в промышленности».

Будущее развитие

Mitsubishi Electric предложит продемонстрированную технологию для использования в крупномасштабных космических проектах. Фирма также намерена продвигать наноспутники как важную демонстрационную платформу для космических исследований и разработок, проводимых в рамках сотрудничества между промышленностью и академическими кругами. Mitsubishi Electric заявляет, что продолжит технологические разработки, направленные на раннюю реализацию космической лазерно-оптической связи.

Мицубиси Электрик

www.MitsubishiElectric.com/semiconductors