ISS Menggunakan Cermin Keramik Cordierite Kyocera untuk Memelopori Komunikasi Optik dengan Bumi

Kyocera
Kyoto, Jepang
https://global.kyocera.com/

Sony Computer Science Laboratories, Inc.
Tokyo, Jepang
https://www.sonycsl.co.jp/

Diagram demonstrasi komunikasi optik. (Gambar:Laboratorium Ilmu Komputer Sony)

Cermin keramik “Fine Cordierite” Kyocera Corporation dipilih untuk digunakan dalam peralatan eksperimental untuk melakukan komunikasi optik antara Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) dan stasiun optik bergerak di Bumi. Ini adalah pertama kalinya cermin yang terbuat dari keramik cordierite dipilih untuk digunakan dalam peralatan komunikasi optik eksperimental di ISS.

Cermin keramik telah diadopsi dalam antena komunikasi optik — Quantum-Small Optical Link (QSOL) — yang dikembangkan oleh Sony Computer Science Laboratories, Inc. Dikembangkan berdasarkan komisi dari Kementerian Dalam Negeri dan Komunikasi Jepang, QSOL adalah komponen antena komunikasi optik untuk Secure Laser Communications Terminal for Low Earth Orbit (SeCRETS) untuk demonstrasi teknologi di orbit.

Terminal Komunikasi Laser Aman untuk Orbit Bumi Rendah (SeCRETS), dilengkapi dengan Cermin Keramik Cordierite Halus Kyocera. (Gambar:Institut Teknologi Informasi dan Komunikasi Nasional, Laboratorium Ilmu Komputer Sony, Asosiasi Riset Teknologi Sistem Luar Angkasa Generasi Berikutnya)

SeCRETS diluncurkan menuju ISS pada 2 Agustus 2023, dan dipasang pada platform eksperimen eksternal Modul Eksperimen Jepang “Kibo” (Platform Eksperimen Lingkungan Antariksa Menengah [i-SEEP]). Selanjutnya, pembagian kunci rahasia dilakukan menggunakan komunikasi optik jam 10GHz dari ISS di orbit rendah ke stasiun bumi optik portabel di darat, dan selanjutnya berhasil mendemonstrasikan komunikasi aman antara ISS dan stasiun bumi menggunakan enkripsi pad satu kali dengan kunci tersebut.

Metode komunikasi data dua arah saat ini antara satelit observasi Bumi di luar angkasa dan stasiun bumi melibatkan penggunaan komunikasi nirkabel optik dengan gelombang radio atau cahaya tampak. Komunikasi ini penting untuk memperoleh data gambar untuk prakiraan cuaca, tanggap bencana, dan pemantauan infrastruktur.

Kemajuan dalam sensor yang dipasang pada satelit observasi Bumi telah menghasilkan peningkatan volume data observasi yang dapat diperoleh. Namun, ada kebutuhan mendesak untuk mengirimkan data observasi dalam jumlah besar secara cepat ke stasiun bumi. Mencapai komunikasi data berkecepatan tinggi dan berkapasitas tinggi telah menimbulkan tantangan bagi infrastruktur ruang angkasa. Untuk mengatasi masalah ini, penerapan komunikasi optik sinar laser diharapkan dapat memungkinkan transmisi dan penerimaan data dengan kecepatan lebih dari 100 kali lebih cepat dibandingkan komunikasi gelombang radio dengan kapasitas yang jauh lebih tinggi.

Cermin Keramik Cordierite Halus Kyocera. (Gambar:Kyocera)

Selain itu, untuk mengirimkan data dari satelit ke stasiun bumi tertentu melalui komunikasi optik, perlu untuk mengatur cahaya ke sudut optimal menggunakan cermin optik. Secara konvensional, cermin logam atau kaca telah digunakan, tetapi presisi skala nano diperlukan untuk mengatur cahaya. Oleh karena itu, diperlukan cermin dengan akurasi dimensi stabil jangka panjang dan kemampuan menahan ekspansi termal dan perubahan suhu di lingkungan ruang yang keras.

Dalam percobaan ini, cermin keramik Fine Cordierite Kyocera dipasang di QSOL karena sifat termal dan mekaniknya yang unik, seperti ekspansi termal yang rendah dan stabilitas dimensi jangka panjang. Dengan keberhasilan eksperimen ini, perusahaan yakin produknya dapat berkontribusi pada pembangunan infrastruktur luar angkasa yang bertujuan untuk mencapai komunikasi data berkecepatan tinggi dan berkapasitas tinggi dalam komunikasi optik satelit di masa depan.

Demonstrasi ini dilakukan bersama oleh Institut Teknologi Informasi dan Komunikasi Nasional, Fakultas Teknik, Universitas Tokyo, Asosiasi Riset Teknologi Sistem Luar Angkasa Generasi Berikutnya, SKY Perfect JSAT Corporation, dan Sony CSL.

Artikel ini disumbangkan oleh Kyocera (Kyoto, Jepang). Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini  .