InfraDot
InfraDot
Free-Space Optics · CubeSat

Laserowy nadajnik danych dla CubeSatów

InfraDot to miniaturowy laserowy nadajnik danych dla satelitów CubeSat. Moduł mieści się w mniej niż 0,3U, nie ma ruchomych części i przesyła dane na stację naziemną z docelową prędkością 100 Mb/s.

Porozmawiajmy Jak to działa

Moduł nadawczyOprogramowanieDokumentacja integracji

orbita LEO wiązka NIR 100 Mb/s ADCS stacja optyczna kilka km²
Schemat poglądowyCeluje cały satelita
Problem

Satelity zbierają więcej danych, niż mogą wysłać

Przelot nad stacją naziemną trwa kilka minut, a łącze radiowe CubeSata w paśmie S przesyła zwykle kilkanaście megabitów na sekundę. Misje obrazowania Ziemi, zwłaszcza hiperspektralnego, zapisują dane szybciej, niż zdążą je pobrać. Reszta czeka w pamięci satelity albo przepada.

Technologia

Celuje cały satelita, nie lustro

Nadajnik pracuje w bliskiej podczerwieni i jest zamocowany na stałe w strukturze satelita. Wiązkę na stację naziemną kieruje system orientacji (ADCS), czyli body-pointing. Dzięki temu w module nie ma lustra sterującego, jego elektroniki ani pętli regulacji.

Wewnątrz modułu
  1. WejścieMagistrala CubeSata
  2. DaneKodowanie i modulacja
  3. ElektronikaSterownik lasera
  4. ŹródłoDioda laserowa NIR
  5. WyjścieKolimator i wiązka
Rozmiar

Mniej niż 0,3U

W satelicie 1U lub 3U zostaje więcej miejsca na ładunek użyteczny.

Koszt

Mniej komponentów

Prostszy montaż i tańsze testy dzięki rezygnacji z mechanicznego układu celowania.

Niezawodność

Bez ruchomych części

Znika typowe źródło awarii, a kwalifikacja wibracyjna i cykle termiczne są prostsze.

Przepływność

100 Mb/s

Wielokrotność tego, co oferują dobre łącza S-band na CubeSatach.

Regulacje

Bez koncesji

Łącza laserowe nie podlegają regulacjom ITU dotyczącym pasm radiowych, co skraca przygotowanie misji.

Bezpieczeństwo

Wąska wiązka

Trudna do wykrycia i przechwycenia oraz odporna na zagłuszanie radiowe.

Sprawdzona architektura

Misja OCSD (NASA, Aerospace Corporation) pokazała, że laser zamocowany na stałe w CubeSacie i kierowany orientacją satelity przesyła dane z prędkością 100 Mb/s. InfraDot przenosi tę architekturę z jednostkowej demonstracji do modułu, który zamontuje każdy producent.

Uzupełnia radio

Łącze optyczne nie działa przy zachmurzeniu, dlatego InfraDot uzupełnia łączność radiową i jej nie zastępuje. Dane czekają w pamięci satelity na kolejny przelot nad stacją przy dobrej pogodzie.

Zastosowania

Dla misji, w których liczy się każdy megabit

Obrazowanie Ziemi

Zdjęcia w wysokiej rozdzielczości i dane hiperspektralne, dla których przepustowość radia jest dziś głównym ograniczeniem.

Operatorzy i producenci CubeSatów

Dodatkowy kanał łączności o dużej przepustowości w module, który zostawia więcej miejsca na ładunek użyteczny.

Łączność bezpieczna

Wąską wiązkę można odebrać tylko na obszarze kilku kilometrów kwadratowych wokół stacji, co ma znaczenie dla zastosowań obronnych.

Porównanie

Najmniejszy moduł bez mechanizmu celowania

Rozwiązanie Objętość Masa Przepływność Celowanie wiązki Status
InfraDot < 0,3U w opracowaniu 100 Mb/s (cel) orientacja satelity w rozwoju
CubeCAT 1U 1,0 kg 1 Gb/s aktywny układ celowania komercyjny, łącza na orbicie
OCSD (NASA) 250 cm³ 360 g 100 Mb/s orientacja satelity demonstrator, poza sprzedażą

Dane konkurencji według informacji producentów i publikacji SPIE.

Plan

Około dwóch lat od prototypu do orbity

  1. 011 mies.

    Wymagania

    Model i protokoły komunikacji, wymagania sprzętowe oraz wymagania wobec systemu orientacji.

  2. 026 mies.

    Prototyp

    PCB i firmware sterownika lasera, kolimator na ławie optycznej, obudowa i symulacje termiczne.

  3. 032 mies. testów

    Wersja finalna

    Finalne PCB, kolimator i obudowa. Testy termiczne, kalibracja optyczna i testy elektroniki.

  4. 041 mies.

    Testy linku

    Pełny protokół komunikacji na linku horyzontalnym w laboratorium i na dużych odległościach w plenerze.

  5. 051 mies.

    Kwalifikacja

    Certyfikowane testy radiacyjne i wibracyjne oraz certyfikacja lotna modułu.

  6. 06ok. 1 rok

    Pierwszy lot

    Integracja z platformą partnera i pierwsze testy łącza na orbicie.

Zespół

Kto buduje InfraDot

Jakub Chachowski
Kierownik projektu · elektronika i oprogramowanie

Sterownik lasera i modulacja, kodowanie danych, interfejs z magistralą CubeSata oraz firmware.

Eryk Zubrzycki
Optyka i mechanika

Tor nadawczy, kolimacja i rozbieżność wiązki, odbiornik naziemny i pomiary optyczne.

Kontakt

Szukamy partnerów do pierwszego lotu

Napisz do nas jakub@chachowski.pl
eryk.zubrzycki@gmail.com
Rozmawiamy z
  • Operatorami i producentami CubeSatów
  • Zespołami misji obrazowania Ziemi
  • Firmami z sektora obronnego
  • Inwestorami