La ISS emplea el espejo cerámico de cordierita de Kyocera para ser pionero en la comunicación óptica con la Tierra

Kyocera
Kioto, Japón
https://global.kyocera.com/

Sony Computer Science Laboratories, Inc.
Tokio, Japón
https://www.sonycsl.co.jp/

Un diagrama de la demostración de comunicaciones ópticas. (Imagen:Laboratorios de Ciencias de la Computación de Sony)

El espejo cerámico “Fine Cordierite” de Kyocera Corporation fue elegido para su uso en equipos experimentales para realizar comunicaciones ópticas entre la Estación Espacial Internacional (ISS) y una estación óptica móvil en la Tierra. Esta es la primera vez que se selecciona un espejo hecho de cerámica de cordierita para su uso en equipos experimentales de comunicaciones ópticas en la ISS.

El espejo cerámico se ha adoptado en la antena de comunicación óptica, Quantum-Small Optical Link (QSOL), desarrollada por Sony Computer Science Laboratories, Inc. Desarrollado por encargo del Ministerio de Asuntos Internos y Comunicaciones de Japón, QSOL es un componente de antena de comunicación óptica para la terminal segura de comunicaciones láser para órbita terrestre baja (SeCRETS) para demostración de tecnología en órbita.

Terminal segura de comunicaciones láser para órbita terrestre baja (SeCRETS), equipada con el espejo cerámico de cordierita fina de Kyocera. (Imagen:Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones, Laboratorios de Ciencias de la Computación de Sony, Asociación de Investigación de Tecnología de Sistemas Espaciales de Próxima Generación)

SeCRETS se lanzó hacia la ISS el 2 de agosto de 2023 y se instaló en la plataforma experimental externa del módulo experimental japonés “Kibo” (plataforma experimental del entorno espacial intermedio [i-SEEP]). Posteriormente, se llevó a cabo el intercambio de claves secretas mediante comunicación óptica de reloj de 10 GHz desde la ISS en órbita baja a una estación terrestre óptica portátil en tierra, y además se demostró con éxito una comunicación segura entre la ISS y la estación terrestre mediante cifrado de teclado de un solo uso con la clave.

El método actual para la comunicación de datos bidireccional entre satélites de observación de la Tierra en el espacio y estaciones terrestres implica el uso de comunicación óptica inalámbrica con ondas de radio o luz visible. Esta comunicación es esencial para adquirir datos de imágenes para el pronóstico del tiempo, respuesta a desastres y monitoreo de infraestructura.

Los avances en los sensores instalados en los satélites de observación de la Tierra han dado como resultado un mayor volumen de datos de observación obtenibles. Sin embargo, existe una necesidad apremiante de transmitir rápidamente grandes cantidades de datos de observación a las estaciones terrestres. Lograr una comunicación de datos de alta velocidad y alta capacidad ha planteado un desafío para la infraestructura espacial. Para abordar este problema, se espera que la implementación de la comunicación óptica con luz láser permita la transmisión y recepción de datos a velocidades 100 veces más rápidas que la comunicación por ondas de radio con una capacidad significativamente mayor.

Espejo de cerámica de cordierita fina de Kyocera. (Imagen:Kyocera)

Además, para transmitir datos desde satélites a estaciones terrestres específicas mediante comunicación óptica, es necesario ajustar la luz al ángulo óptimo mediante espejos ópticos. Convencionalmente se han utilizado espejos de metal o vidrio, pero se requiere precisión a nanoescala para ajustar la luz. Por lo tanto, se necesitan espejos con una precisión dimensional estable a largo plazo y la capacidad de resistir la expansión térmica y los cambios de temperatura en el duro entorno espacial.

En este experimento, se instaló el espejo cerámico Fine Cordierite de Kyocera en QSOL debido a sus propiedades térmicas y mecánicas únicas, como baja expansión térmica y estabilidad dimensional a largo plazo. Con el éxito de este experimento, la empresa cree que sus productos pueden contribuir a la construcción de infraestructura espacial destinada a lograr comunicaciones de datos de alta velocidad y alta capacidad en comunicaciones ópticas por satélite en el futuro.

Esta demostración fue realizada conjuntamente por el Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones, la Escuela de Ingeniería, la Universidad de Tokio, la Asociación de Investigación de Tecnología de Sistemas Espaciales de Próxima Generación, SKY Perfect JSAT Corporation y Sony CSL.

Este artículo fue contribuido por Kyocera (Kyoto, Japón). Para obtener más información, visita aquí  .