アマゾンがプロジェクト・カイパー衛星の秘密を明かす：レーザーリンクを使っている
アマゾンは、プロジェクト・カイパーの衛星が相互通信にレーザーベースのリンクを使用することを認め、そのシステムはすでに軌道上でテストに成功していると述べた。
このようなシステムは光衛星間リンク（OISL）と呼ばれ、衛星から地上局に光ファイバーケーブルを介して信号を送り、その後他の衛星に送り返すよりも迅速かつ効率的にデータを伝送します。
「衛星群全体にわたる光衛星間リンクにより、プロジェクト・カイパーは宇宙空間でメッシュネットワークとして効果的に機能します」と、プロジェクト・カイパーの技術担当副社長であるラジーヴ・バディアル氏は本日のニュースリリースで述べた。「このシステムは、速度、コスト、信頼性を最適化するために完全に社内で設計されており、アーキテクチャ全体は当初から完璧に機能しています。」
アマゾンによると、赤外線レーザーシステムは、10月に低軌道に打ち上げられた2機の試作衛星を用いて試験された。システムは、1時間以上続く試験期間中、約621マイル（約1,000キロメートル）の距離を毎秒100ギガビット（Gbps）のデータ伝送速度で伝送できた。
アマゾンは先月、初期の衛星テストが「100%の成功率」を記録したと報告したが、同社は今日までレーザーリンクシステムについての言及を控えていた。
アマゾンは、OISLテストによってプロジェクト・カイパーの通信インフラの最終コンポーネントが検証されたと述べた。「初日からすべてのカイパー衛星でこれらの次世代OISL機能をサポートできることを大変嬉しく思います」とバディアル氏は述べた。
ワシントン州ベルビューに拠点を置く宇宙コンサルティング会社アライアンス・ベロシティの創業者スタン・シュル氏は、OISL試験の成功は、3,236機の衛星群を打ち上げ、世界中の何千万人もの人々にブロードバンド・インターネット接続を提供することを目指すプロジェクト・カイパーの取り組みにとって大きな前進だと述べた。衛星生産は、ワシントン州カークランドの工場で今月中に本格的に開始される予定だ。
「カイパーは現在、2024年の本格展開開始に向けて量産体制を強化していることを考えると、これは重要なマイルストーンです」とシュール氏はGeekWireへのメールで述べた。「FCCの認可を受け、カイパーは2026年夏までに衛星群の約半分、つまり約1,600基の衛星を打ち上げる必要があります。もしこのデモミッションが、衛星間光リンクの検証を含め、うまくいかなかったら、そのスケジュールは危うくなっていたかもしれません。今、カイパーは全速力で前進しているように見えます。」
Amazon は OISL システムの存在を機密情報とみなしていたが、今日の大きな暴露は注意深く見ている人にとってはそれほど衝撃的なものではない。
4年前、プロジェクト・カイパーの求人広告には、100Gbpsのレーザーリンクシステムの開発計画が示唆されていました。そして2ヶ月前、通信コンサルタントのティム・ファラー氏は、アマゾンが衛星の写真を公開しないのは、準備ができるまでレーザー通信ハードウェアの存在を明らかにしたくないからではないかと推測しました。
200 万人以上の加入者を抱え、Project Kuiper で大きな先行をとっている SpaceX の Starlink ネットワークは、すでに光衛星間リンクを活用している。
「スターリンクは、5,000基以上の衛星からなる展開コンステレーションに既に8,000基以上の宇宙レーザーを配備しており、各リンクで最大100Gbpsのデータ転送を可能にする能力を備えていると報告しています」とシュール氏は指摘した。「これは、カイパーが実証した能力とほぼ同等と言えるでしょう。」
テレサットやリバダ・スペース・ネットワークスといった他のメガコンステレーションベンチャーも、OISLシステムを利用してブロードバンドデータ伝送を実現する計画を立てている。そして、こうしたシステムは、米国宇宙軍の宇宙開発局（SDA）が配備を進めている次世代ミサイル警戒追跡衛星に組み込まれている。
衛星間リンクが非常に魅力的な理由の一つは、地上局が存在しない地球上の広大な地域、例えば海の真ん中などでも、衛星がデータを中継できることです。もう一つの理由は物理学に関係しています。光は光ファイバーケーブルよりも真空中の方が速く伝わるため、信号伝送速度がわずかに向上する可能性があります。
しかし、この技術を正しく実現するのは容易なことではありません。「精密な光学系と指向性、そして衛星群と地上局全体にわたる大規模な複雑なオーケストレーションが必要です」とシュール氏は言います。
Amazonは、自社の衛星には複数の光端末が搭載され、複数の衛星に同時接続できると述べている。これは、軌道上の衛星2基だけでは実証できない宇宙空間での機能である。
「今後、衛星の配備を進めながらシステムのテストと改良を続けていきますが、テストの初期データでは、当社の設計では複数の衛星間のクロスリンクを同時に維持できることが示されています」と、Amazonの広報担当者はGeekWireへのメールで回答しました。「このテストデータと、ネットワークルーティングにグローバルなAWSクラウドインフラストラクチャを活用できる能力を組み合わせることで、配備済みの衛星群全体で次世代メッシュネットワークを運用できるという自信が生まれます。」
政府機関の顧客にとって、堅牢な通信リンクは特に重要です。Amazonの最初のプロトタイプ衛星が展開される以前から、NASAはProject Kuiper内の公共部門であるKuiper Government Solutionsに6,700万ドルを授与し、衛星通信用の宇宙光中継ネットワークの実証を行っていました。
「Amazonの光メッシュネットワークは、空間を介したデータルーティングに複数の経路を提供し、世界中に安全に情報を転送する必要があるお客様に、回復力と冗長性をもたらします」と、Kuiper Government Solutionsの副社長、リッキー・フリーマン氏は述べています。「これは、傍受や妨害の恐れがある通信アーキテクチャを回避したいお客様にとって特に重要です。」
今後、衛星間リンクや衛星から地上へのデータ伝送にレーザーを利用する衛星群がさらに増えるとシュール氏は予想している。
「これは通信衛星だけに限りません」と彼は述べた。「宇宙からのリモートセンシングデータの量と価値が増大する中、レーザーメッシュネットワークは重要なデータの知見をタイムリーに地球に届けることに貢献しています。Amazon Kuiperは光メッシュネットワークの先駆者として明らかに業界をリードしており、この進歩は素晴らしいものです。これは、今後、衛星通信と地球観測の両方にとって、ゲームチェンジャーとなる可能性があります。」
