人々のニーズが素早く大きくダイナミックに変化するSociety 5.0の時代の基盤となる社会インフラ、多様な社会課題解決(大規模災害対策等)に資する社会インフラとして、今後、大容量で高速、セキュアな通信インフラの重要性は更に高まっていくと想定されます。
一方、宇宙空間においても地球観測衛星、宇宙ステーション、月近傍のゲートウェイ等が収集する情報量の増大に伴い、大量の画像・データ等をより高速に伝送し活用するための通信インフラが求められ、さらには宇宙ビジネスの拡大等を背景に人類が宇宙空間へ活動範囲を広げていく未来に向けた環境整備も求められていくと予想されます。
このような背景を踏まえ、「光・無線ネットワーク技術の高度化やIOWN構想の実現に取り組むNTT」と「宇宙機のシステム構築のノウハウを豊富に持つJAXA」が、共同で研究開発に取り組むことで、「地上と宇宙をシームレスにつなぐ超高速大容量でセキュアな光・無線通信インフラの実現」、さらに「宇宙利用や宇宙探査の飛躍的な高度化・活性化を基盤的に支えるキー技術の整備」をめざします。
将来的には本取り組みにより、災害に強い超高速大容量通信インフラの提供や次世代の宇宙探査を可能とする自律的なエコシステム(生態系)の確立等、社会への価値提供をめざしていきます(図)。

無線通信におけるMIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)技術とは、送信機と受信機の双方に複数のアンテナを用いて、同時かつ同一周波数で異なる情報を伝送することで、通信の大容量化を実現する技術です。
衛星通信では電波伝播環境が地上通信と大きく異なり、伝播距離が長く遅延量が大きくなるため、携帯電話や無線LAN等で実用化されてきたMIMO技術をそのまま適用することが困難でした。
NTTとJAXAは本共同研究において、NTTが保有する受信タイミング・周波数誤差が異なる複数信号を干渉補償して分離する技術と、JAXAが保有する低軌道衛星システム設計にかかる知見を組み合わせることで、低軌道衛星－地上局間における世界初の低軌道衛星MIMO技術を確立し、地球観測データ等の大容量データの超高速伝送の実現に貢献します。

宇宙で運用される地球観測衛星、宇宙ステーション、月近傍のゲートウェイ等が収集する情報は、その活動の進展に伴い大量の画像・データ等をより高速に伝送し活用することが求められています。
NTTとJAXAは本共同研究において、静止軌道と低軌道の衛星間通信や、静止軌道の衛星と地上局の間の通信において、今後求められる100 Gbit/sを超える超高速大容量通信を実現するために必要な技術として、NTTの超高感度低雑音光増幅技術(LNA)である位相感応増幅技術と、JAXAの超高出力光増幅技術(HPA)を組み合わせ、「高感度な光ローノイズアンプ」の研究開発を通じ、超高速大容量宇宙光無線通信技術の確立をめざします。
この技術の確立により、宇宙から地上までのシームレスな超高速大容量通信を可能とし、宇宙利用や宇宙探査の飛躍的な高度化・活性化に係る活動を支えていきます。

次期衛星搭載に向けた観測用、通信用のテラヘルツ帯無線デバイスの効果実証を行い、技術確立を図ることで、宇宙からの積乱雲の氷雲観測による台風等の気象状況の把握・予測への応用や、次世代衛星間通信等への適用を通じ、安心・安全な社会への貢献をめざします。
NTTとJAXAは、本共同研究において、NTTが保有するInP-HEMT/HBT技術と、JAXAが保有する衛星搭載用テラヘルツコンポーネント技術を用い、300 GHz帯のパワーアンプ・ローノイズアンプの製作と耐宇宙環境性の評価を行い、本技術の確立を図ります。