Lasercommunicatiesysteem TNO wordt in februari gelanceerd

Februari volgend jaar zal het mede door TNO ontwikkelde het lasercommunicatiesysteem SmallCAT met de Noorse satelliet NORSAT-TD in een baan om de aarde worden gebracht. SmallCAT zal daar demonstreren dat de datatransmissiecapaciteit van kleine satellieten via directe lasercommunicatie met de aarde kan worden vergroot.

“Satellieten genereren grote hoeveelheden data”, zegt Will Crowcombe, system engineer bij TNO en technical lead bij de ontwikkeling van SmallCAT. “Het RF-communicatiespectrum is volledig in gebruik. Door infraroodlicht te gebruiken omzeilen we die restricties en kunnen we ook met een hogere bitrate data verzenden.”

Zo kan een RF-verbinding tot een aantal Gbps verzenden, met lasercommunicatie technologie ligt dat 10 tot 100 keer hoger. Bovendien zijn de lasercommunicatielinks veiliger en zijn de systemen kleiner, lichter en energiezuiniger.

Het idee om dit lasercommunicatiesysteem te ontwikkelen voor kleine satellieten is ontstaan bij de ontwikkelaar van satellietcomponenten AAC Hyperion. Het Delftse bedrijf klopte daarop aan bij TNO om samen de SmallCAT te ontwikkelen en deze daarna op de markt te brengen.

Die wens zorgt ook voor beperkingen. “Een commercieel levensvatbaar product beperkt de technologieën die gebruikt kunnen worden. Iets naar de ruimte brengen kost veel geld, dus er is een sterke drive om de terminal klein te houden. En CubeCAT wordt geacht betaalbaar te zijn voor de markt.”

Temperatuurschommelingen
CubeCAT is de <1U laserterminalmodule (kleiner dan 10 x 10 x 10 centimeter), die is gemonteerd in een nieuw type mechanische structuur die schokken en trillingen dempt. “Kleine satellieten als de NORSAT-TD trillen veel. Het controleren daarvan is moeilijk”, zegt Crowcombe. SmallCAT is met die structuur een latere versie van CubeCAT.
“

Bovendien,” vervolgt hij, “hoe kleiner de satelliet, hoe groter de invloed van temperatuurschommelingen. Als basis hanteren wij ontwerpbeginselen die leiden tot een passief stabiel ontwerp, wat betekent dat temperatuurschommelingen een minimale invloed hebben op de optische prestaties. Wanneer passive stability alleen echter niet voldoende is, kunnen wij temperatuur- en trillingsverstoringen in het ruimtevaartuig actief onderdrukken wanneer de terminal in tracking lock is met het optische grondstation.”

De SmallCAT zal februari komend jaar door het Noorse ruimteagentschap NOSA in de Noorse satelliet NORSAT-TD worden gelanceerd. Het lasercommunicatiesysteem zal op gezette tijden met TNO’s optische grondstation in Den Haag communiceren.

De ontwikkeling van SmallCAT is onderdeel van een breder lasercommunicatieprogramma dat momenteel in Nederland wordt ontwikkeld met als doel de wereldwijde connectiviteit te verbeteren. Daartoe hebben TNO en partners binnen het parallel lopende TomCAT-project nog geen maand geleden ook proeven gehouden, waarbij voor een andere toepassing via een lasersignaal over een afstand van 10 km tussen Lopik en IJsselstein werd gecommuniceerd.