(株)ワープスペースは、(国研)宇宙航空研究開発機構(以下JAXA)より、月と地球間の長距離光通信を実現に近づける光学素子の開発業務を受託した。
光通信では、まず接続を行う前段として双方の衛星を光学スキャンによって捕捉する必要がある。しかし、40万キロ隔たった月と地球間では光も大きく減衰するため、微弱な光子をも検知できる超高感度センサが必要となる。
このセンサ(InGaAs四分割アバランシェフォトダイオード)については既にプロトタイプの開発を終えており、顕著な性能を示した。更に現実的な要件を満たすため、今回の開発ではノイズのさらなる低減に焦点を当てている。このようなデバイスのノイズは、熱がある状態において素子に電圧を加えたときに、熱的原因、絶縁不良、結晶欠陥などによって光を当てなくても流れる電流の流れ(暗電流)によって引き起こされる。光子を感知した際に電気信号を流すことではじめて光を検知することとなるが、微弱な光子の場合ではノイズとの区別がつきづらく、検出を困難にしてしまう。
これに対処するため、開発チームは二つのアプローチからノイズの低減をはかる予定である。ひとつはシステム全体を-20°Cまで冷却することと、もうひとつはセンサーのサイズを縮小すること。これらの措置により、暗電流を効果的に抑制し、デバイスが微弱な光信号を検出する能力を高めることが期待される。
この感度の向上は、宇宙における信頼性の高い光通信の確立にとって重要である。特に、月探査プロジェクトにおいては40万Kmという途方もない距離の中で確実な通信を実現する必要があり、これにあたって今回開発するセンサは非常に重要な役割を果たすことが期待される。
本件開発は、2024年2月末に完了する予定とのこと。
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