ISSが京セラのコーディエライトセラミックミラーを採用、地球との光通信を先導

京セラ
京都、日本
https://global.kyocera.com/

ソニーコンピュータサイエンス研究所
東京、日本
https://www.sonycsl.co.jp/

光通信実証の図。（画像：ソニーコンピュータサイエンス研究所）

京セラ「ファインコーディエライト」セラミックミラーがISS光通信実験に採用

京セラ株式会社の「ファインコーディエライト」セラミックミラーが、国際宇宙ステーション（ISS）と地上の移動式光学局との間で光通信を行う実験装置に採用されました。コーディエライトセラミック製ミラーがISSでの実験的光通信装置に選ばれたのはこれが初めてです。

QSOL光通信アンテナへの採用

このセラミックミラーは、ソニーコンピュータサイエンス研究所が開発した光通信アンテナ「Quantum-Small Optical Link（QSOL）」に採用されています。QSOLは、総務省の委託を受けて開発された、低軌道向け安全レーザー通信端末（SeCRETS）の軌道上技術実証用光通信アンテナコンポーネントです。

低軌道向け安全レーザー通信端末（SeCRETS）、京セラのファインコーディエライトセラミックミラーを搭載。（画像：情報通信研究機構、ソニーコンピュータサイエンス研究所、次世代宇宙システム技術研究組合）

ISSから地上への秘密鍵共有と暗号通信の実証成功

SeCRETSは2023年8月2日にISSへ打ち上げられ、「きぼう」日本実験棟の船外実験プラットフォーム（中間宇宙環境実験プラットフォーム[i-SEEP]）に設置されました。その後、ISSから低軌道上の10GHzクロック光通信で地上の携帯型光地上局へ秘密鍵共有が行われ、さらにワンタイムパッド暗号を用いてISSと地上局間の安全な通信が成功裏に実証されました。

衛星光通信の課題とレーザー光の優位性

現在、宇宙の地球観測衛星と地上局間の双方向データ通信には、電波または可視光を用いた光無線通信が用いられています。この通信は、天気予報、災害対応、インフラ監視のための画像データ取得に不可欠です。

地球観測衛星搭載センサの進歩により取得可能な観測データ量が増加しています。しかし、大量の観測データを地上局へ高速・大容量で伝送する緊急のニーズがあります。高速・大容量データ通信の実現は宇宙インフラの課題でした。レーザー光による光通信の導入により、電波通信の100倍以上の速度で、大幅に高い容量でのデータ送受信が可能になると期待されています。

京セラのファインコーディエライトセラミックミラー。（画像：京セラ）

ナノメートル精度と宇宙環境耐性が求められるミラー

また、衛星から特定の地上局へ光通信でデータを伝送するには、光学ミラーを用いて光を最適な角度に調整する必要があります。従来は金属やガラスミラーが使用されてきましたが、光の調整にはナノメートル精度が必要です。したがって、長期的な寸法安定性と、過酷な宇宙環境での熱膨張と温度変化に耐える能力を持つミラーが必要とされます。