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通信をする衛星(情報通信測位分野)

光衛星間通信システム(LUCAS)

打ち上げまであと  打上げ日:2020年11月29日

ミッション

光衛星間通信システム(LUCAS)

光衛星間通信システム(LUCAS)

JAXAが開発中の「光衛星間通信システム」(LUCAS:Laser Utilizing Communication System)は、地球観測衛星(低軌道衛星)⇔光データ中継衛星(静止衛星)間のデータ中継を、 波長1.5µmの目に見えないレーザ光を用いた宇宙空間での光通信により実現するシステムです。
観測衛星で取得された観測データ(画像等)をいったん静止衛星が中継し、静止衛星から地上局に送る仕組みにより、 地上局1局との直接通信であれば観測衛星の地球1周(約90分)のうち10分程度しか通信時間が確保できないところを、約4倍の軌道周回1周の約半分の期間通信することが可能となります。
JAXAでは過去、電波を用いたデータ中継技術衛星「こだま」(DRTS)を開発し、ALOS-2等の地球観測衛星で観測された大容量データの中継伝送に寄与した実績がありますが、 「こだま」(DRTS)の実現した通信速度は240Mbpsで、通信に用いられたアンテナは径が3.6mでした。一方、今回の光技術を用いたLUCASにおける通信容量は1.8GbpsとなりDRTSの7倍以上高速化され、 さらにアンテナ径は14cmとなり、約1/30と大幅に小型化されます。
光通信技術については、JAXAは過去に光衛星間通信実験衛星「きらり」(OICETS)での軌道実験を成功させた実績があります。 LUCASではこれを足掛かりに、実用システム化に向けた高信頼化・小型化・通信容量の大幅向上を果たすべく開発が行われました。
このような特徴をもつLUCASは、ALOS-3、ALOS-4のみならず、これからの地球観測衛星のデータ伝送の大容量化、即時性要求に対するソリューションとして多大な期待が寄せられています。

LUCASイメージムービー

ロゴマーク

画像:LUCASロゴマークのイメージ

LUCASの特徴である宇宙空間での大容量光データ通信を、スピード感のある金色のブロックの流れとして表現しています。

技術

データ中継システムの利点

低軌道衛星(地球観測のための衛星:1000km程度)は軌道上の約半分の期間、静止衛星(地上から36,000km)と通信ができるため、 このシステムを利用することにより通信視野範囲が4倍以上に拡大し、データ伝送量の増大、即時性の向上が実現されます。

画像:データ中継による通信視野範囲の拡大イメージ

データ中継による通信視野範囲の拡大イメージ

レーザ技術を用いた光通信

静止衛星を用いたデータ中継に、レーザ技術を用いた光通信を採用することにより、前世代のデータ中継衛星である「こだま」(DRTS)に対しターミナルの小型化、伝送速度の高速化が実現されます。 光通信技術は「きらり」(OICETS)で軌道上実証され、本実績をベースに開発が行われています。

静止軌道と低軌道衛星にそれぞれ送受信機(光ターミナル:OGLCT、OLLCT)を搭載

光衛星間通信には、静止衛星、低軌道衛星の両方に送受信機を搭載する必要があり、そのどちらもJAXAにて開発しています。 静止衛星側の光ターミナル(OGLCT)は光データ中継衛星に搭載され、低軌道衛星側の光ターミナル(OLLCT)は先進光学衛星「だいち3号」(ALOS-3)、 先進レーダ衛星「だいち4号」(ALOS-4)に搭載される計画です。 これらターミナルを用いて軌道上での運用実証を行うとともに、実際にALOS-4/ALOS-4で取得した観測データのダウンリンクへの実利用が行われる予定です。

画像:ALOS-3CG

画像:静止衛星用光ターミナル(OGLCT)フライトモデル

静止衛星用光ターミナル(OGLCT)フライトモデル

画像:低軌道衛星用光ターミナル(OLLCT)フライトモデル

低軌道衛星用光ターミナル(OLLCT)フライトモデル

仕様

項目 仕様
ユーザーデータレート リターン回線:1.8Gbps
フォワード回線:50Mbps
ビット誤り率 リターン回線:1e-5
フォワード回線:1e-6
通信波長 リターン回線:1560nm帯
フォワード回線:1540nm帯
通信可能なユーザ衛星 同時1機
軌道高度:200-1000km(地球周回軌道)
設計寿命 GEO用光ターミナル:10年
打上げロケット H-IIA
打上げ年度 2020年度

(注)ユーザ衛星から光データ中継衛星への回線:リターン 光データ中継衛星からユーザ衛星への回線:フォワード

関連情報

画像:人工衛星情報を掲載 サテライトナビゲーター
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JAXA for Earth~人工衛星から見た地球のデータ集~
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