De beschikbare RF-bandbreedte voor het downloaden van satellietgegevens is beperkt. De CubeCAT-lasercommunicatieterminal ondervangt dit probleem; het maakt gebruik van de kracht van licht en de vrijwel onbeperkte bandbreedte in het nabij-infraroodspectrum voor datatransmissie. CubeCAT is het resultaat van multidisciplinaire R&D door TNO en Nederlandse industriële partners. Alle inspanningen culmineerden in een lasercommunicatieterminal voor kleine satellieten, die onlangs in de ruimte werd gedemonstreerd. De Cubecat terminal heeft de tweede prijs gewonnen in de categorie 'Impact Delivered' bij de 16e EARTO Innovation Awards voor de CubeCAT lasercommunicatieterminal. Ook won het de Computable Award 2024 voor “partner projects.”
Uitdaging: klein formaat, gewicht en kracht en uiterst nauwkeurig richten
CubeCAT brengt lasercommunicatie naar kleine satellieten. Het heeft een laag gewicht en een laag stroomverbruik. Het is minder dan 10x10x10 centimeter. Deze terminal is gemonteerd in een sterk gedempt en hysteresisvrij ophangsysteem dat door TNO is ontwikkeld om de (SpaceX) satellietlanceringsbelastingen te weerstaan en trillingen van het satellietplatform te isoleren. Dit is van cruciaal belang omdat een laserstraal een smalle lichtbundel is die zeer nauwkeurig moet worden gericht vanaf een satelliet die zich in een baan op een afstand van 500 kilometer van de aarde bevindt. Stel je voor dat je met een laserpointer een doelwit raakt dat met een snelheid van 28.000 km/u ter grootte van een ansichtkaart reist, helemaal van Amsterdam tot aan de Eiffeltoren!
TKI HTSM: In-orbit demonstration testing
Het COLI-project dat deels gefinancierd wordt door TKI HTSM richt zich op in-orbit tests met CubeCAT en twee belangrijke uitdagingen die worden opgelegd aan lasersatellietcommunicatie: de vereiste richtnauwkeurigheid en ongunstige atmosferische omstandigheden. Beide hebben een significant effect op de linkprestaties en zijn gerelateerd. Om de verbindingsprestaties en robuustheid te kwantificeren, moeten deze nadelige effecten en de relatie met de verbindingsprestaties worden begrepen.
Kleine satellieten die de klimaatverandering en ontbossing volgen
De inzet en demonstratie in een baan om de aarde van CubeCAT luidt een toekomst in waarin snelle, veilige en energiezuinige lasercommunicatie een revolutie teweeg zal brengen in de gegevensoverdracht van de ruimte naar de aarde voor kleine satellieten met hoge resolutie die de klimaatverandering, ontbossing en de gezondheid van de oceanen en de monitoring van emissies monitoren.
Multidisciplinair onderzoek, van concept tot lancering, samen met de industrie
Met ruim 50 jaar ruimtevaarterfgoed ontwikkelt het Nederlandse toegepaste onderzoeksinstituut TNO lasercommunicatietechnologie en helpt het innovaties zoals CubeCAT op de markt te brengen. De CubeCAT terminal is ontwikkeld door TNO in nauwe samenwerking met AAC Hyperion (onderdeel van AAC Clyde Space) voor de boordelektronica, drivers en software, en Gooch & Housego (laser). De ontwikkeling werd gefinancierd met fondsen van het Netherlands Space Office (NSO) via het ESA ARTES ScyLight-programma, het innovatiebudget van het Nederlandse Ministerie van Defensie, het ministerie van Economische Zaken, via Top Sector High Tech Systems and Materials. De partners voor het COLI project zijn AAC Hyperion, Airbus NL, Celestia-STS, DiGOS, FSO Instruments, Technical University of Delft and TNO.
