A ISS emprega o espelho cerâmico de cordierita da Kyocera para ser pioneira na comunicação óptica com a Terra

Kyocera
Quioto, Japão
https://global.kyocera.com/

Sony Computer Science Laboratories, Inc.
Tóquio, Japão
https://www.sonycsl.co.jp/

Um diagrama da demonstração das comunicações ópticas. (Imagem:Laboratórios de Ciência da Computação Sony)
O espelho cerâmico “Fine Cordierite” da Kyocera Corporation foi escolhido para uso em equipamentos experimentais para conduzir comunicação óptica entre a Estação Espacial Internacional (ISS) e uma estação óptica móvel na Terra. Esta é a primeira vez que um espelho feito de cerâmica de cordierita foi selecionado para uso em equipamentos experimentais de comunicações ópticas na ISS.

O espelho cerâmico foi adotado na antena de comunicação óptica - Quantum-Small Optical Link (QSOL) - desenvolvida pela Sony Computer Science Laboratories, Inc. Desenvolvido após uma comissão do Ministério de Assuntos Internos e Comunicações do Japão, QSOL é um componente de antena de comunicação óptica para o Terminal Seguro de Comunicações a Laser para Órbita Terrestre Baixa (SeCRETS) para demonstração de tecnologia em órbita.
Terminal seguro de comunicações a laser para órbita terrestre baixa (SeCRETS), equipado com espelho cerâmico de cordierita fina da Kyocera. (Imagem:Instituto Nacional de Tecnologia da Informação e Comunicação, Sony Computer Science Laboratories, Next Generation Space System Technology Research Association)
O SeCRETS foi lançado em direção à ISS em 2 de agosto de 2023 e instalado na plataforma experimental externa do Módulo Experimental Japonês “Kibo” (Plataforma Experimental de Ambiente Espacial Intermediário [i-SEEP]). Posteriormente, o compartilhamento de chave secreta foi realizado usando comunicação óptica de clock de 10 GHz da ISS em órbita baixa para uma estação terrestre óptica portátil no solo, e demonstrou ainda com sucesso a comunicação segura entre a ISS e a estação terrestre usando criptografia de teclado único com a chave.

O método atual para comunicação bidirecional de dados entre satélites de observação da Terra no espaço e estações terrestres envolve o uso de comunicação óptica sem fio com ondas de rádio ou luz visível. Esta comunicação é essencial para a aquisição de dados de imagens para previsão do tempo, resposta a desastres e monitoramento de infraestrutura.

Os avanços nos sensores instalados nos satélites de observação da Terra resultaram num aumento do volume de dados de observação obtidos. No entanto, existe uma necessidade premente de transmitir rapidamente grandes quantidades de dados de observação para estações terrestres. Alcançar comunicação de dados de alta velocidade e alta capacidade representa um desafio para a infraestrutura espacial. Para resolver este problema, espera-se que a implementação da comunicação óptica de luz laser permita a transmissão e recepção de dados a velocidades mais de 100 vezes mais rápidas do que a comunicação por ondas de rádio com capacidade significativamente maior.
Espelho cerâmico de cordierita fina da Kyocera. (Imagem:Kyocera)
Além disso, para transmitir dados de satélites para estações terrestres específicas por comunicação óptica, é necessário ajustar a luz para o ângulo ideal utilizando espelhos ópticos. Convencionalmente, têm sido utilizados espelhos de metal ou vidro, mas é necessária precisão em nanoescala para ajustar a luz. Portanto, são necessários espelhos com precisão dimensional estável a longo prazo e capacidade de suportar expansão térmica e mudanças de temperatura no ambiente espacial hostil.

Neste experimento, o espelho cerâmico de Cordierita Fina da Kyocera foi instalado no QSOL devido às suas propriedades térmicas e mecânicas exclusivas, como baixa expansão térmica e estabilidade dimensional a longo prazo. Com o sucesso desta experiência, a empresa acredita que os seus produtos podem contribuir para a construção de infra-estruturas espaciais que visam alcançar no futuro comunicação de dados de alta velocidade e alta capacidade em comunicação óptica por satélite.

Esta demonstração foi conduzida em conjunto pelo Instituto Nacional de Tecnologia da Informação e Comunicação, pela Escola de Engenharia, pela Universidade de Tóquio, pela Associação de Pesquisa de Tecnologia de Sistemas Espaciais de Próxima Geração, pela SKY Perfect JSAT Corporation e pela Sony CSL.

Este artigo foi contribuído pela Kyocera (Kyoto, Japão). Para mais informações, acesse aqui  .