衛星間光通信距離延伸に向けた高出力送信技術と高感度捕捉追尾技術

1．はじめに

　近年の観測衛星の大容量データ伝送の要求を背景に，衛星間光通信を用いたデータ中継衛星システムの整備が欧州，米国，日本で進められている^{1, 2）}。衛星間光通信システムは従来の電波による通信と比べ広帯域，小型軽量であるだけでなく，電波と異なり周波数免許が不要といった利点もある。また，大気圏内での光空間通信と異なり，宇宙空間では大気の影響を受けない。既に衛星間光通信は静止軌道（GEO：Geostationary Earth Orbit）と低軌道（LEO：Low Earth Orbit）間のデータ中継衛星において1.8 Gbpsで運用されている^{3, 4）}。また，近年開発が盛んに行われているLEO衛星通信コンステレーションにおいても，100 Gbps 超の衛星間光通信が実証され^5），日本でもLEO衛星コンステレーションへの衛星間光通信の適用検討が進んでいる^6）。

　近年，アルテミス計画を背景として月面開発に向けた検討が進んでいる^7）。月－地球圏における通信距離は地球圏での通信距離（GEO-LEOデータ中継衛星）の約10倍であり，これは通信リンクバジェット約20 dBに相当する^8）。そのため，高出力光増幅技術，衛星搭載大開口光アンテナ，高感度光受信技術，高感度捕捉追尾技術が要求される^9）。本稿では月－地球圏の長距離光空間通信の実現に向け，送信光高出力化技術と高感度捕捉追尾技術について紹介する。