航天|小卫星的大时代_卫星|航天技术|航空航天|军事

一般来说，卫星按照发射质量可大致分为小卫星（1200千克以下）、中卫星（1200-4200千克）和大卫星（4200千克以上）。 1
与大卫星相比，小卫星不仅个头更小，功能更简单，研制、生产的难度和成本也更低。 2

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（上图为Planet Labs卫星）
近年来，全球小卫星产业技术发展强劲，发射数量逐年大幅增长，从近十年各航天大国卫星发射活动情况统计来看，小卫星逐步成为世界航天活动的主要构成部分之一，小卫星的时代已经来临。 3

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迅速增长的数量
据统计，全球小卫星发射数量呈现出爆发式的增长态势,是从 2013 年开始的。
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2013年至2017年间，全球平均每年发射160颗小卫星；2018年，各国发射的小卫星数量达到322颗，约占当年所有卫星数量的69% 。

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然而， 2018年仍是“爆炸性”增长的前夜，随着“星链”（Starlink）等大型小卫星星座开始建设（每颗星链卫星227[kg]），欧洲咨询公司（Euroconsult）估计， 2019年—2028年间，将新增小卫星8500颗。 5

实际上，仅在2020年间，星链项目便进行了14次发射，将约840颗星链小卫星送入太空。 6

小卫星数量爆发增长的背后，是政府政策的支持。

2016年10月21日，美国白宫科学与技术政策办公室（OSTP）公布了“利用小卫星革命”倡议。 OSTP通过与NASA、国防部、商务部及其他联邦机构开展合作，促进并支持政府和私营部门利用小卫星执行遥感、通信、科学与空间探索任务。

2019年10月25日，新美国安全中心（CNAS）发布了《新兴太空环境下的小卫星：对美国国家安全航天计划与项目的影响》报告。在报告中美方认为，就发射成本与总生命周期成本的占比而言，廉价的小型卫星比昂贵的大型卫星高得多，因此使用小卫星的总体成本效益会因发射成本降低而提高更多。同时由小卫星构成的大型星座使得太空资产变得分散，加大了潜在对手攻击天基资产的难度。此外，小卫星还能构成足量的战时储备。 7

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不可替代的优势
正如CNAS所指出的那样，与大卫星相比，小卫星不只是简单意义上的重量轻，而是高度集成化技术和自动化技术的应用。

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（上图为Ka/V频段上变频器）
星载计算机、电子装置、机械系统、电池和传感器的小型化，不仅降低了卫星成本，而且推动了小卫星能力的发展。 8

有学者认为，近十年太空产业最革命性的进步，便是小卫星产业的兴起。小卫星技术的成熟，是商业航天产业发展必不可少的前提条件。

与大卫星相比，小卫星对商业应用更为友好。一方面，由于小卫星个体小，所以更容易生产，也更能接受损耗。通过使用稳定性稍差但可批产且低成本的商业性质材料，小卫星的成本获得了进一步降低。最便宜的小卫星可能仅需几万美元，甚至更低。

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（上图为starlink第15批卫星发射）
另一方面，由于低成本，所以同样预算情况下，小卫星与大卫星相比，有数量优势。一颗大卫星，在一个时间只能出现在一个位置，而与之相比，多颗小卫星可以从不同角度不同方位获取与传递数据。
整体来看，现代小卫星具有显著的优势：1）研制周期短；2）发射方式灵活；3）成本低；4）生存能力强；5）应用范围广；6）功能强。
有数据显示：卫星发射平均重量正持续下降。从当年发射卫星的平均重量来看，已经从2009年的2448千克下降到2018年的784千克，仅为09年的1/3 。

卫星小型化已成为一种行业趋势。 9

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新时代
有个行业共识是：民营卫星未来一定越来越小，越来越便宜，而且商业化发展一定是大趋势。

这背后既有技术原因——低轨小卫星是航天领域的新兴赛道，在这条赛道上，国家队和民营企业都刚刚起步，大家起点相对公平。

也有成本原因——相比动辄几吨的大卫星，百公斤级小卫星乃至立方星的成本更低，通过小卫星切入，便于控制制作成本和快速试错。 10

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报告显示，小卫星产业，技术积累正日渐成熟。在2009到2013年间发射的小卫星中，成功完成任务的卫星占比为76% 。在2013年后每年发射并已结束任务的小卫星中，成功完成任务的卫星占比已达到在85%以上。 11

在批产能力方面，民营卫星早已实现“工业化造星” ，如今，小卫星完全可以像成熟的汽车产业一样，用自动化设备，通过模块化流水化地造星。以星链为例，其卫星工厂的产能已达到每月120颗。 12
2020 年 7 月， Euroconsult 发布了第 6 版《小卫星市场前景》研究报告，报告提出 2020 年代将是小卫星的时代，未来 10 年平均每年将发射 1000 颗小卫星。随着批产能力与技术实力的不断突破，小卫星的大时代已经到来。

【航天|小卫星的大时代】参考文献：
1、国防时报美智库：在军事领域，小卫星还无法撼动大卫星体系地位
2、科技日报：小卫星产业迅猛崛起，未来路在何方？
3、乔毅李晓宇赵田（北京航天飞行控制中心）《国外电子测量技术》
深度 | 小卫星技术典型军事应用分析
4、中国航天报中国航天科技集团有限公司一院李宇飞美国宇航局缘何投入巨大精力发展小卫星新技术
5、科技日报：小卫星产业迅猛崛起，未来路在何方？
6、数据来源，航天爱好者网
7、澎湃新闻：防务前沿｜美军接连发射微小卫星，大量部署谋求太空优势
8、中国产业信息：2018年中国小卫星行业发射数量及星座规划分析
9、智研咨询《2020-2026年中国卫星产业发展态势及未来前景分析报告》
10、果壳放大灯中国民营卫星的小时代
11、国际商业航天：小卫星可靠性在提高
12、果壳放大灯中国民营卫星的小时代
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航天|小卫星的大时代

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