光衛星間通信システム「LUCAS」

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JAXAが開発中の「光衛星間通信システム」（「LUCAS」：Laser Utilizing Communication System）は、地球観測衛星（低軌道衛星）⇔光データ中継衛星（静止衛星）間のデータ中継を、波長1.5µmの目に見えないレーザ光を用いた宇宙空間での光通信により実現するシステムです。
観測衛星で取得された観測データ（画像等）をいったん静止衛星が中継し、静止衛星から地上局に送る仕組みにより、地上局1局との直接通信であれば観測衛星の地球1周（約90分）のうち10分程度しか通信時間が確保できないところを、約4倍の軌道周回1周の約半分の期間通信することが可能となります。

JAXAでは過去、電波を用いたデータ中継技術衛星「こだま」（DRTS）を開発し、ALOS-2等の地球観測衛星で観測された大容量データの中継伝送に寄与した実績がありますが、「こだま」（DRTS）の実現した通信速度は240Mbpsで、通信に用いられたアンテナは径が3.6mでした。一方、今回の光技術を用いた「LUCAS」における通信容量は1.8GbpsとなりDRTSの7倍以上高速化され、さらにアンテナ径は14cmとなり、約1/30と大幅に小型化されます。
光通信技術については、JAXAは過去に光衛星間通信実験衛星「きらり」（OICETS）での軌道実験を成功させた実績があります。「LUCAS」ではこれを足掛かりに、実用システム化に向けた高信頼化・小型化・通信容量の大幅向上を果たすべく開発が行われました。
このような特徴をもつ「LUCAS」は、ALOS-4のみならず、これからの地球観測衛星のデータ伝送の大容量化、即時性要求に対するソリューションとして多大な期待が寄せられています。

「LUCAS」イメージムービー

ロゴマーク

「LUCAS」の特徴である宇宙空間での大容量光データ通信を、スピード感のある金色のブロックの流れとして表現しています。

技術

データ中継システムの利点
レーザ技術を用いた光通信
静止軌道と低軌道衛星にそれぞれ送受信機（光ターミナル：OGLCT、OLLCT）を搭載

データ中継システムの利点

低軌道衛星（地球観測のための衛星：1000km程度）は軌道上の約半分の期間、静止衛星（地上から36,000km）と通信ができるため、このシステムを利用することにより通信視野範囲が4倍以上に拡大し、データ伝送量の増大、即時性の向上が実現されます。

レーザ技術を用いた光通信

静止衛星を用いたデータ中継に、レーザ技術を用いた光通信を採用することにより、前世代のデータ中継衛星である「こだま」（DRTS）に対しターミナルの小型化、伝送速度の高速化が実現されます。光通信技術は「きらり」（OICETS）で軌道上実証され、本実績をベースに開発が行われています。

・データ中継技術衛星「こだま」（DRTS）
・光衛星間通信実験衛星「きらり」（OICETS）

静止軌道と低軌道衛星にそれぞれ送受信機（光ターミナル：OGLCT、OLLCT）を搭載

光衛星間通信には、静止衛星、低軌道衛星の両方に送受信機を搭載する必要があり、そのどちらもJAXAにて開発しています。静止衛星側の光ターミナル（OGLCT）は光データ中継衛星に搭載され、低軌道衛星側の光ターミナル（OLLCT）は、先進レーダ衛星「だいち4号」（ALOS－4）に搭載される計画です。これらターミナルを用いて軌道上での運用実証を行うとともに、実際にALOS-4で取得した観測データのダウンリンクへの実利用が行われる予定です。

仕様

項目	仕様
ユーザーデータレート	リターン回線：1.8Gbps フォワード回線：50Mbps
ビット誤り率	リターン回線：1e-5 フォワード回線：1e-6
信波長	リターン回線：1560nm帯フォワード回線：1540nm帯
通信可能なユーザ衛星	同時1機軌道高度：200-1000km（地球周回軌道）
設計寿命	GEO用光ターミナル：10年
打上げロケット	H-IIAロケット43号機
打上げ年度	2020年11月29日