美日研发光通讯卫星星座 可用于侦测极音速飞弹

美国与日本正积极研发光学卫星通讯技术，日本从1990年代开始进行光通讯卫星与地面基地间的通讯，现由官方机构与民间企业建置光学通讯卫星中。而美国国防部太空发展局(Space Development Agency；SDA)则以更大的规模，试图建构光通讯卫星群。

日经新闻(Nikkei)、日刊工业新闻(Nikkan)等报导，卫星间以及卫星与地面间的光学卫星通讯将全面商用化。光通讯卫星即将如同全球定位系统(GPS)甚至和网际网络(Internet)一样，从官方研究或国防用途再转为民用。

日本从1994年就开始光学卫星通讯实证研究，当时的日本宇宙开发事业团(NASDA；后改组为JAXA)，透过技术试验卫星ETS-VI搭载光通讯终端装置，从太空与地面通讯。2015年日本情报通信研究机构(NICT)首次成功完成1.55微米波长的太空与地面光通讯。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)正在建构卫星间光通讯系统LUCAS，让卫星间通讯速度达到1.8 Gbps，接近5G通讯的速度。卫星间光通讯的确认，JAXA也与NICT合作。

JAXA与前身NASDA发展光学卫星通讯的期间，NEC等日厂也参与研发。目前发展较成熟的卫星星座(Satellite constellation)式系统，透过许多个小型卫星构成，由于电波干扰问题，转向光通讯的需求预料将会增加，NEC也加入小型与低成本卫星的发展，挤进太空用光通讯的供应链。

搭载于小型卫星上的光通讯装置，日本NICT已开发出FX Terminal与ST Terminal两种。FX Terminal是缺省搭载于100公斤卫星上的光通讯装置，本身重量6公斤，光通讯天线口径90mm，用于低轨与静止卫星(单向)、低轨与低轨卫星(双向)的卫星间通讯。

ST Terminal则重3公斤，光通讯天线口径3mm，用于低轨与地面单向通讯，缺省搭载于高空平台基站/系统(High Altitude Platform Station/System；HAPS)。

日本新创Warpspace透过光通讯用小型卫星灵峰(LeiHo)，正在建构应用雷射技术的光通讯网络服务，初期的免费试用服务预计于2024冬推出。另一家Axelspace，配合NICT的Beyond5G次时代小型卫星星座的电波与光学混搭通讯技术研究计划，研发重量仅100公斤的小型光学通讯卫星，每个卫星最多可搭载5台卫星通讯终端装置。

不过，规模最大的光学卫星通讯的研发，属于美国国防部的太空发展局(SDA)。美国国防部正在推动国防太空架构(National Defense Space Architecture；NDSA)计划，要以数百颗以上的小型卫星组成卫星星座，与弹道飞弹不同的极音速飞弹，也能透过这个光通讯卫星系统来进行可探查与追踪。而美国太空发展局就是负责执行这项计划。

极音速飞弹刚发射时，采取传统弹道飞弹方式飞行，此时事由高度3.6万公里的静止轨道早期警戒卫星来负责侦测。到飞弹开始下降、以极音速不规则滑翔飞行时，滑翔约30~40公里后抵达目标，这一段则采用高度750~1,200公里、300~500颗的低轨小型卫星，组成卫星星座来进行监控。由

于卫星间必须以Gbps等级来进行高速大容量实时通讯并避免电波干扰，因此采用光通讯。美国太空发展局已在2022年2月，开发出符合传输层(Transport layer)独家标准Tranche 1的卫星，并委托Northrop Grumman、Lockheed Martin、York Space等3家美国企业负责建造，以18亿美元左右的预算进行中。

德国厂商Mynaric，供应Northrop Grumman所需的tranche 1标准的卫星间光通讯终端装置CONDOR Mk3，波长1.55微米，光通讯天线口径80mm通讯速度2.5 Gbps，未来目标是10 Gbps。另一家德厂Tesat Spacecomm，则与Lockheed Martin签下供应合约。

责任编辑：朱原弘