L'ISS utilise le miroir en céramique de cordiérite de Kyocera pour pionnier la communication optique avec la Terre

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

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

Un schéma de la démonstration de communications optiques. (Image :Laboratoires informatiques Sony)

Le miroir en céramique « Fine Cordiérite » de Kyocera Corporation a été choisi pour être utilisé dans un équipement expérimental permettant d'établir une communication optique entre la Station spatiale internationale (ISS) et une station optique mobile sur Terre. C'est la première fois qu'un miroir en céramique de cordiérite est sélectionné pour être utilisé dans un équipement expérimental de communications optiques dans l'ISS.

Le miroir en céramique a été adopté dans l'antenne de communication optique — Quantum-Small Optical Link (QSOL) — développée par Sony Computer Science Laboratories, Inc. Développé à la suite d'une commande du ministère japonais de l'Intérieur et des Communications, QSOL est un composant d'antenne de communication optique pour le terminal de communication laser sécurisé pour orbite terrestre basse (SeCRETS) pour la démonstration de la technologie en orbite.

Terminal de communication laser sécurisé pour orbite terrestre basse (SeCRETS), équipé du miroir en céramique de cordiérite fine de Kyocera. (Image :Institut national des technologies de l'information et des communications, Sony Computer Science Laboratories, Next Generation Space System Technology Research Association)

SeCRETS a été lancé vers l'ISS le 2 août 2023 et installé sur la plateforme d'expérimentation externe du module d'expérimentation japonais « Kibo » (Intermediate Space Environment Experiment Platform [i-SEEP]). Par la suite, le partage de clé secrète a été effectué à l'aide d'une communication optique d'horloge à 10 GHz depuis l'ISS en orbite basse vers une station optique au sol portable, et a en outre démontré avec succès une communication sécurisée entre l'ISS et la station au sol en utilisant un cryptage à usage unique avec la clé.

La méthode actuelle de communication de données bidirectionnelle entre les satellites d’observation de la Terre dans l’espace et les stations au sol implique l’utilisation d’une communication optique sans fil avec des ondes radio ou de la lumière visible. Cette communication est essentielle pour acquérir des données d'image pour les prévisions météorologiques, les interventions en cas de catastrophe et la surveillance des infrastructures.

Les progrès des capteurs installés sur les satellites d’observation de la Terre ont entraîné une augmentation du volume de données d’observation pouvant être obtenues. Il existe cependant un besoin urgent de transmettre rapidement de grandes quantités de données d’observation aux stations au sol. Parvenir à une communication de données à haut débit et à haute capacité constitue un défi pour les infrastructures spatiales. Pour résoudre ce problème, la mise en œuvre de la communication optique par lumière laser devrait permettre la transmission et la réception de données à des vitesses plus de 100 fois plus rapides que la communication par ondes radio avec une capacité nettement supérieure.

Miroir en céramique de cordiérite fine de Kyocera. (Image :Kyocera)

De plus, pour transmettre des données de satellites à des stations au sol spécifiques par communication optique, il est nécessaire d'ajuster la lumière à l'angle optimal à l'aide de miroirs optiques. Traditionnellement, des miroirs en métal ou en verre sont utilisés, mais une précision à l'échelle nanométrique est requise pour ajuster la lumière. Par conséquent, des miroirs offrant une précision dimensionnelle stable à long terme et la capacité de résister à la dilatation thermique et aux changements de température dans un environnement spatial difficile sont nécessaires.

Dans cette expérience, le miroir en céramique Fine Cordiérite de Kyocera a été installé dans QSOL en raison de ses propriétés thermiques et mécaniques uniques, telles qu'une faible dilatation thermique et une stabilité dimensionnelle à long terme. Grâce au succès de cette expérience, l'entreprise estime que ses produits peuvent contribuer à la construction d'infrastructures spatiales visant à atteindre à l'avenir une communication de données à haut débit et à haute capacité dans les communications optiques par satellite.

Cette démonstration a été menée conjointement par l'Institut national des technologies de l'information et des communications, l'École d'ingénierie, l'Université de Tokyo, la Next Generation Space System Technology Research Association, SKY Perfect JSAT Corporation et Sony CSL.

Cet article a été rédigé par Kyocera (Kyoto, Japon). Pour plus d'informations, visitez ici  .