NASA、記録破りのレーザー通信デモがミッションを完了

TBIRDペイロードは、過去2年間、レーザー通信を使用した宇宙からの衛星ダウンリンクの最速記録を更新してきた。

NASAのPTDシリーズは、一般的な商用宇宙船を活用して、打ち上げ間の再設計を最小限に抑えながら、テクノロジーを効果的にテストするための堅牢なプラットフォームを提供する。

2022年5月にSpaceX トランスポーター 5ミッションで打ち上げられた後、PTD-3は低軌道に入り、その直後にTBIRDがカリフォルニア州テーブルマウンテンの光地上局にレーザー通信信号を送信し始めた。

TBIRDの2年間の実証実験は、レーザー通信の実現可能性を実証した。NASAのミッションのほとんどは無線周波数通信システムに依存しているが、レーザー通信は赤外線を使用し、単一の通信リンクに非常に多くのデータを詰め込むことができる。この技術は、大量のデータ送信を必要とする科学および探査ミッションに最適だ。

2023年、TBIRDは継続的に自身の記録を更新し、6月には最高記録に達し、エラーのない4.8テラバイトのデータ（高解像度ビデオ約2,400時間分に相当）を5分間で200ギガビット/秒で1回の送信で送信した。

TBIRDペイロードは、数多くのレーザー通信デモンストレーションの1つでした。NASAのSCaN (宇宙通信および航法)プログラムは、レーザー通信が科学および探査データをさらに多く地球に持ち帰るのにどのような影響を与えるかを実証するために、この技術を成熟させている。次のデモンストレーションは、アルテミス II ミッションで行われる予定だ。

このミッションは、世界記録を破ったことに加え、PTD-3とTBIRDペイロードの両方において、コスト効率の高い設計と、極めて小さいサイズ、重量、電力要件を実証した。ティッシュボックス・サイズのペイロードには、TBIRDチームが宇宙の過酷な環境に合わせて改造した2つの商用通信モデムを搭載した。

PTD-3/TBIRDシステムは、レーザー通信に伴う大きな課題の1つである、大気抵抗に揺さぶられながら軌道速度で移動しながら狭ビームレーザー・リンク接続を確立するという課題も克服した。

PTD-3の精密な「ボディ・ポインティング」と安定性により、TBIRDペイロードは宇宙空間を時速17,000マイルで移動しながら記録破りの成果を上げた。この人工衛星は、移動機構や推進システムなしでNASA CubeSatが達成した最高の精度のポインティング記録を樹立した。

PTD-3とTBIRDのミッションの終了は予想されていた。このシステムには推進システムが含まれていなかったため、低地球軌道に展開されると、ミッションは軌道が自然に減衰するまでしか継続できないという。

TBIRDは6か月間の運用のみを予定していたが、2年以上にわたってデモンストレーションを実施し、NASAが低軌道でのレーザー通信運用についてさらに学ぶことができたという。

TBIRDで得られた教訓は、将来のレーザー通信の実装に適用され、将来の探査と発見を可能にするミッション設計におけるダウンリンクの制約を最小限に抑えるとしている。

▶︎NASA