小卫星时代即将到来
57年,前苏联发射了第一颗人造地球卫星——SputnikI(卫星1号),重约80多千克,比一个篮球大不了多少。但从那时起,卫星变得越来越重,体积越来越大,而且卫星的结构也日趋复杂。当前,大多数卫星的重量在3~4吨左右。然而,令人感到不解的是,尽管新技术不断推出,但卫星的体积、重量以及价格却并未像许多其他高技术产品那样迅速地得以缩减,到目前为止,为把卫星送入轨道,每千克的发射成本仍高达1万美元左右。
过去的10年间,人们一直希望能够使用价格更便宜的航天设备、更容易地进入太空以及完成更为复杂的太空任务。然而,随着轨道试验和太空应用日趋增多,每年航天飞机和其他航天飞行器的屈指可数的发射计划,使人们很少有机会能够把他们的试验设备及时地送往太空。
然而,多次重大尝试的失败挫伤了许多人对小型空间飞行器的极大热情。例如,Motorola公司利用一组低轨道小型卫星进行通信的铱星系统就以失败告终。
目前,人们把重量在500千克以下的卫星视为小卫星,尽管许多新型的、功能更强的小卫星的重量已不足100千克。把卫星送入轨道的发射器的开销至少占整个卫星发射计划总开销的30%~40%,而重量轻将是减少这一开销的重要因素,所以低开销成为小卫星的主要诱人之处。
以一组体积小、价格低的小卫星取代一颗体积大、结构复杂的大卫星,还可减少因发射失败蒙受巨额损失的风险。如果在一个分布式的小卫星网络中,某一两颗卫星出现故障,其他的卫星可分担故障卫星所肩负的工作,直至发射了新卫星。这一运作方式降低了用户的投资风险,因而也降低了卫星的保险费用。另外,小卫星阵列中多颗卫星之间的协同运作,增强了整个卫星系统可靠性。保险费用的降低,将明显减少整个卫星发射计划的开销,因为在把一颗卫星送入轨道的过程中,保险费用是仅次于发射开销的第二大开销,约占整个卫星发射计划总开销的15%~20%左右。