人類は月への興奮を高めており、今回はそこに滞在し、さらなる宇宙探査のための打ち上げ台として使用する計画です。しかし、この野心的な目標を実現するためには、通信システムを革新する必要があります。
現在、宇宙探査は主に無線波通信に頼っています。この方法は効果的ですが、制限もあります。無線波は比較的高速で限られたデータ量しか伝送できません。アルテミス月探査計画や将来のミッションの要求は、無線波が処理できる以上のものです。
この課題に対処するため、NASAは光通信の可能性を探求しています。光通信はレーザーをデータ伝送に利用するものであり、地球上および宇宙で多数のプロジェクトやプログラムが進行中です。
レーザー通信システムの主な利点の一つは、無線波よりも大量のデータを伝送できる能力です。具体的なシステムによって異なりますが、光通信は無線周波数に比べて10倍から100倍のデータを伝送できます。
前例のない成果として、NASAは最近、光通信システムを使用して、飛行機から国際宇宙ステーション（ISS）への4Kビデオの成功した送信を発表しました。ビデオの内容は非公開ですが、このマイルストーンはアルテミス計画を成功させるために必要なツールを備えるための重要な一歩です。
このテストは、NASAのグレン研究センター（クリーブランド）と空軍研究所（AFRL）の科学者たちの共同の取り組みでした。主な目的は、アルテミスミッション中に宇宙飛行士のライブ映像を提供する新技術の開発です。しかし、飛行機からISSへのビデオの旅は想像以上に簡単なものではありませんでした。テストに使用された航空機は、その能力で有名な単発機であるPilatus PC-12でした。Pilatusには携帯用のレーザーターミナルが装備されており、北アメリカのグレート・レイクス地域のエリー湖上空を飛行しました。そこから、ビデオを含むレーザービームをクリーブランドの光学地上局に向けて指示しました。その後、ニューメキシコ州ラスクルーセスのNASAホワイトサンズ・テスト施設に送信され、最終的に宇宙にビームアップされました。
レーザービームはISSに直接照射されたわけではありません。代わりに、レーザー通信中継デモンストレーション（LCRD）衛星に向けて指示されました。この衛星は2021年に展開され、現在地球の表面から約22,000マイル（35,400 km）離れた位置にあります。これはISSの軌道よりもはるかに遠く、ISSの軌道は230から285マイル（370から460 km）の範囲に及んでいます。
この光通信における画期的な成果は、将来の月探査のための堅牢な通信インフラを確立する一歩を近づけるものです。大量のデータを送信できる能力を持つレーザー通信は、宇宙探査の革新と太陽系内で前例のない接続性を実現するための莫大なポテンシャルを秘めています。
[写真：NASAデイブ・ライアン]
NASAが国際宇宙ステーション（ISS）でレーザー通信システムの試験に成功
画期的な実験で、NASAは国際宇宙ステーション（ISS）でレーザー通信システムの試験に成功しました。この実験では、レーザービームを使用してビデオを送受信し、宇宙通信技術の重要な進歩を示しました。
信号は地球からISSに送信され、Integrated LCRD LEO User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T)によって受信されました。この最先端技術は、日本の実験モジュール露出施設（JEM-EF）の一部としてISSに取り付けられ、実験の成功に重要な役割を果たしました。通信システムの効果を高めるために、NASAは高速遅延許容ネットワーキング（HDTN）と呼ばれる新しい通信プロトコルも採用しました。このプロトコルは、雲のカバーをより効果的に貫通するだけでなく、現行のプロトコルと比べて4倍も高速です。
ILUMA-TはISSにはもはや設置されていませんが、NASAはこのプロジェクトを進めることに依然として取り組んでいます。宇宙機関は、PC-12航空機から天空に4Kビデオをストリーミングし続ける計画であり、これにより宇宙通信技術の限界を押し広げる決意を示しています。
このプロジェクトの主な目標は、アルテミス計画を支援するために必要な技術を提供することです。これには、宇宙飛行士が大量の研究データを送信し、地球上の個人と高精細なビデオ会議を行う能力を備えることが含まれます。
現時点では、アルテミス計画の第2のミッションである月周回ミッションは2025年に出発する予定です。その後、宇宙飛行士が月の表面に着陸するミッションIIIは、1年後に出発する予定です。
この成功した実験は、宇宙通信技術の重要なマイルストーンを示しています。NASAの通信システムの進歩への取り組みは、将来のミッションの成功に確実に貢献し、地球の大気圏を超えたさらなる探査の道を開拓するでしょう。
