Япония навела лазер на HAPS на высоте 20 км для будущей связи со спутниками

SoftBank совместно с Университетом Хитоцубаси и Национальным институтом полярных исследований Японии испытала лазерное сопровождение высотной телекоммуникационной платформы HAPS на высоте около 20 км. Эксперимент должен помочь связать наземные сети со стратосферными аппаратами и спутниками с помощью лазерной связи и оптических каналов. Передачу пользовательских данных на этом этапе не проводили.

Испытания прошли 23 и 24 августа 2026 года над морем в районе мыса Мурото в японской префектуре Коти. Днём ранее специалисты провели предварительные наблюдения и скорректировали программное обеспечение. Платформу предоставила американская компания Sceye, установив на ней пассивный уголковый отражатель CCR. Он возвращает падающий свет почти к источнику независимо от угла, под которым луч достигает устройства.

С земли по направлению к HAPS работала компактная переносная лазерная установка. Она отправляла короткие импульсы и фиксировала крайне слабый сигнал, отражённый CCR. Система непрерывно обнаруживала и сопровождала движущуюся платформу. Параллельно специалисты измеряли затухание лазерного излучения при прохождении через атмосферу между землёй и стратосферой.

Лазерная связь HAPS и технология сопровождения

SoftBank называет испытание первой демонстрацией такого метода наземной лазерной дальнометрии для платформы в стратосфере, ссылаясь на открытые данные. Отражатель был полностью пассивным и не мог принимать или передавать информацию. Поэтому эксперимент проверял наведение и сопровождение HAPS до установки полноценного лазерного терминала связи.

Для оптической связи это сложная задача. Лазерный луч значительно уже радиосигнала, поэтому наземной станции нужно с высокой точностью определить положение аппарата, направить оптику и удерживать луч на цели при движении и изменении ориентации платформы. Комплекс этих операций обозначают как PAT, то есть pointing, acquisition and tracking, или наведение, захват и сопровождение.

Собранные данные о затухании сигнала помогут оценить требуемую мощность передатчиков, чувствительность приёмников и особенности размещения оборудования на высотных платформах. По данным SoftBank, для спутников точность лазерного сопровождения примерно на порядок выше, чем при традиционной оптической передаче данных. В испытании использовали лазер небольшой мощности, а при обнаружении пилотируемого самолёта в направлении HAPS система автоматически отключала излучение.

Следующий этап и планы SoftBank

Следующим шагом должна стать двусторонняя оптическая связь. На платформе заменят отражатель на трансивер, который сможет самостоятельно принимать и отправлять данные лазером. Это позволит перейти от проверки сопровождения к испытанию полноценного канала между землёй и HAPS.

SoftBank хочет построить трёхмерную телекоммуникационную инфраструктуру. В ней наземные сети будут соединяться через стратосферные платформы друг с другом и со спутниками на низкой околоземной орбите, а лазерные каналы обеспечат высокую пропускную способность между уровнями этой системы.

SoftBank и Sceye также испытывают HAPS как высотные базовые станции для прямой связи со смартфонами. Возможную коммерциализацию таких услуг компании рассматривают начиная с 2027 года.

В апреле сообщалось, что платформа Sceye SE2 поднялась выше 15 000 м, удерживалась в воздухе 12 суток и трое суток работала базовой станцией связи; тогда полёт называли финальной проверкой перед опытной эксплуатацией в Японии по контракту с SoftBank. Теперь Sceye предоставила платформу для следующего этапа этих работ — испытаний лазерного сопровождения HAPS в стратосфере: платформа работала базой связи.