索尼與JAXA合作的小型衛(wèi)星光通信裝置 即將在國(guó)際空間站實(shí)施在軌實(shí)驗(yàn)

日本國(guó)立研究開(kāi)發(fā)法人宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(理事長(zhǎng):山川宏/下稱JAXA)和索尼計(jì)算機(jī)科學(xué)研究所(總裁:北野宏明/下稱 索尼CSL)以實(shí)現(xiàn)將來(lái)的衛(wèi)星間及衛(wèi)星與地面的海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信為目標(biāo)，共同開(kāi)發(fā)了小型衛(wèi)星光通信實(shí)驗(yàn)裝置“SOLISS”(Small Optical Link for International Space)，預(yù)計(jì)于9月11日發(fā)射，屆時(shí)將由補(bǔ)給飛船“鸛”8號(hào)機(jī)將其送往國(guó)際空間站(下稱 ISS)，然后利用日本希望號(hào)實(shí)驗(yàn)艙的艙外實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行在軌驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

此次合作，采用了JAXA宇宙探索創(chuàng)新中心的研究提案作為基礎(chǔ)框架。JAXA與索尼從2016年就共同開(kāi)始通過(guò)遠(yuǎn)距離空間光通信技術(shù)（采用融合了光盤(pán)技術(shù)的精密指向控制技術(shù)）在近距離下進(jìn)行光通信實(shí)驗(yàn)※1。在軌遠(yuǎn)距離光通信測(cè)試，是在ISS日本希望號(hào)實(shí)驗(yàn)艙的艙外實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的中型曝光試驗(yàn)適配器(i-SEEP)上安裝SOLISS，使用1550nm帶的激光與地面進(jìn)行通信測(cè)試※2。該實(shí)驗(yàn)預(yù)計(jì)在2019年內(nèi)完成。

圖1：SOLISS系統(tǒng)FM（飛行模型） 圖2：SOLISS系統(tǒng)FM結(jié)構(gòu)概覽

上圖1和圖2所示的SOLISS包括光通信單元、雙軸平衡環(huán)和監(jiān)控?cái)z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(jì)70年代開(kāi)始研發(fā)，并通過(guò)CD、MD、DVD、藍(lán)光等實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的光盤(pán)技術(shù)，具有高精度，低耗電，小型化，便于量產(chǎn)等特點(diǎn)。其重量約為1.2KG，剖面尺寸為90mm x 100mm，內(nèi)部搭載了采用光盤(pán)技術(shù)的小型光控制裝置?？蛇M(jìn)行雙向通信，通過(guò)以太網(wǎng)規(guī)格的連接，可設(shè)想其在宇宙中也可以和地面進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。

為確保雙軸平衡環(huán)的運(yùn)行，SOLISS搭載了全天球相機(jī)，所拍攝的照片不僅可以經(jīng)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(guó)立科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)研究開(kāi)發(fā)法人委托，負(fù)責(zé)“支持創(chuàng)新中心構(gòu)建事業(yè)”(“為擴(kuò)大人類生存和活動(dòng)的地區(qū)/領(lǐng)域而開(kāi)拓太陽(yáng)系邊界的開(kāi)放式創(chuàng)新中心”),其中就“光通信模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離空間光通信的研究”,于2016年與索尼共同簽訂合作協(xié)議。

※2 與地面的通信測(cè)試由日本國(guó)立研究開(kāi)發(fā)法人信息通信研究機(jī)構(gòu)（NICT）的地面站進(jìn)行。

JAXA理事 若田光一表示：

“遠(yuǎn)距離空間光通信技術(shù)是太空探索創(chuàng)新中心的第一次在軌演示，這是一項(xiàng)備受期待的技術(shù)。它作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)，可以幫助實(shí)現(xiàn)在地球旋轉(zhuǎn)軌道上使用光通信技術(shù)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)通信。它不僅可以廣泛應(yīng)用于通信行業(yè)，未來(lái)還可以成為宇宙勘探領(lǐng)域的通信方式，例如可實(shí)現(xiàn)國(guó)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(hào)的使用，將使SOLISS的早期技術(shù)驗(yàn)證成為可能，我們希望將這些成果活用于未來(lái)的通信業(yè)務(wù)和勘探任務(wù)?！?/p>

索尼CSL總裁 北野宏明表示：

“遠(yuǎn)距離空間光通信技術(shù)可以推動(dòng)地球上向?qū)崟r(shí)信息化社會(huì)演進(jìn)，未來(lái)可能極大地改變世界，例如擴(kuò)大人類的生存區(qū)域、實(shí)現(xiàn)宇宙活動(dòng)等。索尼CSL 將以此次在軌演示為契機(jī)，進(jìn)一步完善遠(yuǎn)距離空間光通信系統(tǒng)，將其成果作為該技術(shù)實(shí)現(xiàn)社會(huì)應(yīng)用及商業(yè)化的第一步。得益于此次有償使用JAXA的希望號(hào)，我們避免了僅把SOLISS單獨(dú)作為軌道上的小型衛(wèi)星的一部分發(fā)射并進(jìn)行在軌驗(yàn)證，使得光通信系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)程向前邁了很大一步。實(shí)驗(yàn)完成后，我們將把由消費(fèi)級(jí)部件打造而成的SOLISS回收至地面，并進(jìn)行分析。我十分期待此舉能夠加快SOLISS的商業(yè)化進(jìn)程?！?/p>

（本文譯自日文原文，供參考）