小型卫星

歷史

近幾年在整個衛星發射工業領域中，有關納衛星與微衛星的部分得到了迅速發展，這基於西班牙於20世紀90年代開始的對商業與通信衛星的低成本製造的相關研究。並且開發領域從1-50kg（2.2-110.2lb）擴展到50-100kg（110-220lb）。
單獨來看1-50公斤這一級，於2000-2005的年季發射量低於15顆，2006年達到了34顆，之後的2007-2011期間的年季發射量低於30顆。這一數據在2012年增長至34顆，而一年後更是達到了92顆。
歐洲諮詢公司分析表示計劃有超過500顆小型衛星會在2015-2019年發射，市場價值預計在74億美元。
到2015年中期，越來越多的發射行動向小衛星開放。並且以次級載荷的方式發射成為了一種即能提高發射質量又能滿足較快發射的需求的發射方式。

小型衛星

通稱「小衛星」，或稱「迷你衛星」，通常指代一種濕重（包括燃料）在100至500公斤（220至1,100磅）之間的人造衛星，換句話說（but in other usage）是指任何低於500公斤（1,100磅）的衛星。
相關的例子：Demeter  Essaim  PARASOL  Picard  Microscope  Taranis  Elisa  Smese SSOT Smart-1 Spirale。

微型衛星

通稱「微衛星」，或稱「微型衛星」，通常是指濕重在10至100公斤（22至220磅）之間的人造衛星。然而，這並非是一種官方的規定，有時那些劃分是指一些比它大的衛星，亦或者是比它小的（諸如1-50公斤，即2.2-110.2磅）。在實際或方案上，有時以微衛星聯合運作或同組運作的方式來設計這類型當中的某些衛星。術語上的「小衛星」或稱「小型衛星」有時也被運用到設計之中，作為「微衛星」使用。
例子：Astrid-1 and Astrid-2，除此之外還有最近宣布為 LauncherOne 設計的衛星集合。

微型衛星運載火箭

目前許多商業軍事承包公司正在開發微衛星運載火箭來滿足越來越有針對性的微衛星發射需求。儘管微衛星多年來一直是作為二級有效載荷來搭乘較大太空飛行器來進行發射，但這種方法不能滿足具有獨特的軌道和發射定時要求的許多日益複雜的小型衛星所需的要求。
在2012年7月，維珍銀河公司發布LauncherOne，一個設計用來發射主要有效載荷為100千克（220磅）到低地球軌道「 小衛星 」的軌道運載火箭，並與預計將在2016年發射小衛星的幾個商業客戶簽約，如GeoOptics, Skybox Imaging, Spaceflight Services, and Planetary Resources。Surrey Satellite Technology和Sierra Nevada Space Systems正在開發的衛星平台宣布將 「優化對LauncherOne的支持」。維珍銀河公司於2008年年末就開始對發射者一號的概念進行了討論，並從2015年開始，當維珍載人航天飛行器項目已多次延遲且於2014年遭遇災難性事故的同時將其（指發射者一號）變成了維珍核心商業計劃的一個主要部分。
在2012年12月，DARPA宣布，Airborne Launch Assist Space Access計劃將為另一個預計釋放由24具有米級的高成像解析度的 微型衛星（約20公斤（44磅））組成的星座的DARPA微衛星計劃提供火箭助推器。 該方案於2015年12月取消。
在2013年4月，Garvey Spacecraft獲得了US $ 20萬的合同來發展他們的勘探者18 亞軌道運載火箭技術，使之從能夠將10公斤（22磅）有效載荷送入250公里（160英里）的軌道發展為具有更多功能的 NMSLV集群，能夠將20公斤（44磅）有效載荷送入450公里（280英里）的軌道。
波音小型發射載具是一種三階段式空載發射載具的概念，它是為了發射45公斤(100磅)及以下的小型負載至低地軌道。這個項目被推測會使美國軍事小型衛星發射成本低至每次發射(7000美元/公斤)300,000美元，並且一旦立項，以2012年為始，2020年將有望實現。
瑞士公司瑞士太空系統（S3）日前宣布，2013年計劃開發命名為SOAR的亞軌道太空飛機，其能夠把高達250公斤（550磅）有效載荷送入低地球軌道。
西班牙公司PLD space創立於2011年，具有研發低成本載具的設想。這種載具被稱作ARION-1和ARION-2，它能夠搭載150公斤(330磅)的負載至軌道。

納衛星

通稱「nanosatellite」或「nanosat」，通常是指濕重在1-10公斤之間(2.2-22磅)的人造衛星。 實際設計以及方案上，這些種類應該被單個發射，或者由幾個納衛星同組運作，在此情況下，有時通稱「衛星群」或者「分級太空飛行器」。 一些設計要求一個大型「母」衛星與控制者通信，或者用於發射與對合納衛星。
經過電子技術的小型化與性能提高的發展以及一系列有關衛星設想的運用，納衛星的有關商業用途的能力不斷提高，而這些商業需求在此前大多被微衛星滿足。 例如，6u 立方星標準被提出使得一個35.8公斤(18磅)的地球影像衛星群替代了由5個156公斤(344磅)快影地球成像衛星組成的衛星群，在同一成本下，這有著顯著的重訪次數的提高：每一片地球上的區域能夠在每隔3.5小時就被重複照下，而非快影的每次24小時。此外，納衛星能夠讓更多的國家擁有他們自己的衛星以收集低峰期(無災)影像數據。
例子： ExoCube(CP-10)
納衛星研發者與生產者包括 GomSpace, NanoSpace, Spire, Surrey Satellite Technology, NovaWurks, Dauria Aerospace and Planet Labs.

納衛星市場

在2014之前的十年，只有75顆納衛星發射。從2013年11月至2014年1月的3個月時間內，發射率持續攀升達到了94顆。
使用納衛星的一個挑戰是如何以划算的成本將這麼一個小型衛星運送到任何一個超出低地軌道的地方。2014年晚期，方案發展成專門地設計大型太空飛行器以成群運送納衛星至超出地球軌道軌道的範圍，例如用於遠距離小行星探索。
從2014年7月開始，已有超過1000個納衛星計劃在接下來的5年發射。

皮衛星

通稱「picosatellite」或「picosat」（切勿與微衛星的PicoSat系列搞混）通常是指濕重在0.1-1公斤（0.22-2.2磅）的人造衛星，儘管它有時被用作任何發射重量低於1公斤的衛星的名稱。這一類型的實際設計與概念通常都會有多個皮衛星同組運作（有時稱作「成簇」）。一些設計要求一個大型「母」衛星以用作與地面控制中心通信或者用作發射與對接皮衛星。CubeSat在設計上有著大約1公斤（2.2磅）重，這是一個大型皮衛星（或最小型納衛星）的例子。
皮衛星對於DIY製作者是一種新的選項。當前於商業上具備可行性的皮衛星的全重處於0.1-1公斤(0.22-2.2磅)，而現在可行的發射方案是負載低於1公斤的皮衛星花費12,000-18,000美元，這種皮衛星只有大約蘇打水易拉罐的大小。

飛衛星

通稱「femtosatellite」或「femtosat」，通常是指濕重在10至100克(0.35-3.5盎司)的人造衛星。 就像皮衛星，它的一些設計亦要求一個大型「母」衛星與地面控制中心進行通信。
3種原型「芯衛星」已隨奮進號於2011年5月的最後一次任務飛抵國際太空站。它們與國際太空站外平台MISSE-8連接進行測試。 2014年3月，納衛星KickSat搭載獵鷹9火箭發射，此次任務為投放104顆飛衛星大小的芯衛星，或者稱「Sprites」。 ThumbSat是另一個計劃於2016年發射飛衛星的項目。

技術挑戰

小衛星通常需要革新的推進，姿態控制，通信和星務系統。
大衛星通常用單元推進劑或雙組元推進劑來完成推進和姿態控制任務; 這些系統是複雜的，並且需要最小量表面積來散熱。這些系統可以在較大的小型衛星使用，而其它微/納衛星必須使用諸如電力推進，壓縮氣體推進，液體推進如丁烷或二氧化碳這類簡單的便宜的可擴展的創新推進系統。
小型衛星可以使用傳統的無線電系統的超高頻、甚高頻、S波段和X波段，儘管與較大的衛星相比，小型化衛星通常使用最新的技術。微小衛星如納衛星和微衛星可能缺乏傳統無線電所需電源供應或質量，雖然各種小型化的創新通信系統已被提出，如雷射接收器，天線陣列和衛星到衛星通信網絡。這些技術很少在實踐中得到證明。
電子產品需要經過嚴格測試和修改，來監測其抵抗外部空間環境（真空，微重力，極端溫度和輻射暴露）的能力。微型衛星提供了一個廉價的測試新硬體的機會。此外，由於任務中的總體成本風險低得多，因此可以將更多的最新但較少空間驗證的技術投入到微米和奈米級衛星任務中，來降低未來在更大，更昂貴的任務中的風險。