Er det mulig å sende data fra en liten satellitt til jorden ikke med radiosignaler, men med laserlys? Det nederlandske verktøyet SmallCAT vil svare på dette spørsmålet. SmallCAT er et innovativt optisk instrument utviklet av TNO og Hyperion og skal fly på den norske satellitten NorSat-TD. Instrumentet ble levert i slutten av mai for montering på satellitten, med oppskyting planlagt tidlig i 2023.

Satellitten, som er under bygging for den norske romfartsorganisasjonen NOSA, har som hovedformål å overvåke maritim trafikk. Det er avtalt mellom Nederland og Norge at SmallCat kan fly sammen for å teste teknologien. Begge land er nysgjerrige på mulighetene for laserkommunikasjon, fordi radiofrekvenser blir stadig knappere og mindre båndbredde er tilgjengelig på dem. Ved hjelp av laseren kan du sende flere data samtidig. Videre er det vanskeligere å avskjære og derfor sikrere. De nederlandske væpnede styrkene viser også interesse for denne søknaden.

Hyperion Technologies, en del av svenske AAC Clyde Space siden 2020, designet all elektronikk og mye av programvaren for SmallCAT. Bert Monna fra Hyperion: «SmallCAT er et utrolig komplekst system som bruker den nyeste elektronikken og programvaren. Basert på designen vår og testene vi har gjort, planlegger vi å sende data fra satellitten til jorden med en hastighet på 1 gigabit per sekund.

Utrolig nøyaktig

TNO gjorde det Systemteknikk av SmallCAT og skapte det optomekaniske designet. I tillegg tok han seg av dybdeprøven og kvalifiseringen av instrumentet. Nå som alt er over, jobber TNO og Hyperion, sammen med modemprodusenten Celestia, med en bakkestasjon som skal motta data fra SmallCAT.

– Å fange laserstråler fra verdensrommet vil være en stor utfordring, sier TNOs Erik Fritz. «Jo smalere laserstrålen er, desto mer presist må du peke den mot bakkestasjonen. Dette gjør vi ved å sende et signal fra Jorden til SmallCAT, et slags beacon. Hvis satellitten fortsetter å spore det signalet, vil den automatisk bli riktig justert for å kunne overføre dataene til jorden.

Presisjonen som denne justeringen utføres med er nesten utenkelig. «Vi snakker om 100 mikrorader. Dette er et lite hjørne, som også lages for eksempel hvis du legger en linjal på en flat overflate, med et menneskehår under den ene enden. Og så har vi allerede inkludert alle mulige forstyrrelser, som termisk interferens, sensorstøy, usikkerhet i kontrollsystemer og feiljustering i mekanikk.

ART-program

Utviklingen av SmallCAT ble delvis finansiert med NSO-midler fra ESA ARTES-programmet. Forsvarsdepartementet bidro også. Denne økonomiske støtten er viktig, sier Mona: «I de kommende årene vil interessen for laserkommunikasjon bare øke. I første omgang mellom små satellitter og jord, så etter hvert også mellom skip eller mellom fly og land. Hvis vi allerede kan bevise at vi er i stand til å tilby ende-til-ende-løsninger, er vi en av forløperne på dette feltet. Dette gir store muligheter for den nederlandske industrien i fremtiden.