NICT光地上局レーザ通信システム概要と地上ー衛星間レーザ通信実験

摘要

The National Institute of Information and Communications Technology (NICT) conducts research and development of laser communication technologies that are needed for the realization and quality improvement of optical space communications. In-orbit verification of the inter-orbit optical communication link experiment between the Optical Inter-orbit Communications Engineering Test Satellite (OICETS), dubbed "Kirari", developed by JAXA and ESA's ARTEMIS satellite was successfully conducted in December, 2005. Kirari was launched by a Dnepr Launch Vehicle from the Baikonur Cosmodrome in the Republic of Kazakhstan and injected into low earth orbit (LEO) at an altitude of 610 km and an inclination of 97.8°. The functions of the satellite systems had been checked during first three months, and the acquisition and tracking of stars and planets was successfully performed. In December 2005, the first bi-directional laser communications link between Kirari and ARTEMIS was successfully established. The Kirari optical communication demonstration experiment with the NICT optical ground station (KODEN) could be realized because the optical antenna can point toward the optical ground station with a special satellite attitude control. The objectives of KODEN are to confirm the tracking abilities of Kirari and the optical ground station under the atmospheric turbulence, and to verify the capability of the laser communications in ground-to-LEO satellite links. The Phases 1, 2, and 3 of bi-directional ground-to-satellite laser communication experiments were successfully performed in March, May, and September of 2006. The Phase-4 experiment was conducted from October, 2008 to February 2009 under the research collaboration with JAXA. In this paper, the results of the Phase 1-4 KODEN experiments are summarized.%情報通信研究機構（NICT）では、将来の宇宙光通信の実現に向けて、通信品質の改善や将来必要となる要素技術の研究開発を行っている。宇宙航空研究開発機構（JAXA）の開発した光衛星間通信実験衛星「きらり」（OICETS）は、2005年8月にドニエプルロケットによりカザフスタンから打ち上げられ、軌道高度610km、軌道傾斜角97.80の太陽同期軌道へ投入された。その後2005年12月に「きらり」と欧州宇宙機関（ESA）の静止衛星ARTEMISとの間で、世界初の双方向光衛星間通信実験が成功裏に実施された。「きらり」は、慣性空間に衛星姿勢を固定することにより、静止衛星方向のみではなく光地上局の方向へも光アンテナを指向することができるため、東京都小金井市にあるNICTの光地上局上空において、地上-低軌道衛星間で光通信実験を行うことが可能である。本実験の目的は、大気ゆらぎの影響下において、「きらり」の捕捉追尾性能を確認すると共に、NICT光地上局の追尾指向性能についても確認し、地上-低軌道衛星間での光通信の可能性を実証することである。「きらり」を用いた光地上局通信実験は、フ工-ズ1-3となる2006年3、5、9月と、フェーズ4となる2008年10月から2009年2月にかけてJAXAとの共同研究の下に実施された。本稿では、NICT光地上局のレーザ通信システムを概説し実験結果を報告する。