miniaturadeimagen| ESTCube-1 1U CubeSat El término satélite pequeño, o el anglicismo smallsat (acortamiento de small satellite), se refiere a un satélite de baja masa y tamaño, generalmente menor de 500kg. Si bien todos estos satélites pueden denominarse "pequeños", se pueden clasificar en función de su masa. Los satélites se pueden construir de pequeño tamaño para reducir el gran coste económico de los vehículos de lanzamiento y los costes asociados con la construcción.
Los satélites en miniatura, especialmente en grandes cantidades, pueden ser más útiles para algunos propósitos que los de mayor tamaño. Por ejemplo, para la recopilación de datos científicos y para radioenlaces. Los desafíos técnicos en la construcción de estos satélites pequeños pueden incluir la incapacidad de almacenar suficiente energía o tener poco espacio como para disponer de un sistema de propulsión.
Tamaño miniaturadeimagen| Tres microsatélites de tecnología espacial 5 Una razón para disminuir el tamaño de los satélites es reducir el costo; Los satélites más pesados requieren cohetes más grandes con mayor empuje que también tienen un mayor costo de financiación. Por el contrario, los satélites más pequeños y ligeros requieren vehículos de lanzamiento más pequeños y más baratos y, a veces, se pueden lanzar en múltiplos. También se pueden lanzar piggyback, utilizando el exceso de capacidad en vehículos de lanzamiento más grandes. Los satélites miniaturizados permiten diseños más baratos y facilidad de producción en masa.
Otra razón importante para desarrollar satélites pequeños es la oportunidad de habilitar misiones que un satélite más grande no podría lograr, tales como:
Constelaciones para comunicaciones de baja velocidad de datos Usar formaciones para recopilar datos de múltiples puntos Inspección en órbita de satélites más grandes Investigación relacionada con la universidad Probar o calificar nuevo hardware antes de usarlo en una nave espacial más cara
Historia Los segmentos de microsatélites de la industria de lanzamiento de satélites han crecido rápidamente en los últimos años. El desarrollo de versiones de 1–50kg ha sido significativamente mayor que 50–100kg.
Solo en el rango de , se lanzaron menos de 15 satélites anualmente en 2000 a 2005, 34 en 2006, luego menos de 30 lanzamientos anualmente durante 2007 a 2011. Esto aumentó a 34 lanzados en 2012 y 92 lanzados en 2013.
El analista europeo Euroconsult proyecta que se lanzarán más de 500 SmallSats en 2015–2019 con un valor de mercado estimado en USD $7.4 mil millones.
A mediados de 2015, había muchas más opciones de lanzamiento disponibles para los pequeños asientos, y los viajes a medida que las cargas secundarias se habían vuelto más grandes en cantidad y más fáciles de programar a corto plazo.
Grupos de clasificación
Pequeños satélites Nombre del grupo Masa (kg) Satélite grande > 1000 Satélite mediano 500 a 1000 Minisatélite 100 a 500 Microsatélite 10 a 100 Nanosatélite 1 a 10 Picosatélite 0,1 a 1 Femtosatélite <0,1 El término "satélite pequeño", o, a veces, "minisatélite", a menudo se refiere a un satélite artificial con una masa (incluido el combustible) entre 100 y 500kg, pero en otro uso ha llegado a significar cualquier satélite por debajo de 500kg.
Pequeños ejemplos de satélites incluyen Demeter, Essaim, Parasol, Picard, MICROSCOPE, TARANIS, ELISA, SSOT, SMART-1, Spirale-A y -B, y los satélites Starlink de SpaceX.
Pequeño vehículo de lanzamiento satelital Si bien los SmallSat se han lanzado tradicionalmente como cargas útiles secundarias en vehículos de lanzamiento más grandes, varias compañías actualmente están desarrollando o han desarrollado vehículos de lanzamiento específicamente dirigidos al mercado de SmallSat. En particular, el paradigma de la carga útil secundaria no proporciona la especificidad requerida para muchos satélites pequeños que tienen requisitos orbitales únicos y tiempos de lanzamiento.
Las compañías que ofrecen vehículos de lanzamiento SmallSat incluyen:
Electron de Rocket Lab (225kg)
Las compañías que planean vehículos de lanzamiento SmallSat incluyen:
LauncherOne de Virgin Orbit (500kg) Vector Launch's Vector-R (60kg)
Microsatélites El término "microsatélite" o "microsat" generalmente se aplica al nombre de un satélite artificial con una masa entre 10 a 100kg. Sin embargo, esta no es una convención oficial y, a veces, esos términos pueden referirse a satélites más grandes o más pequeños (por ejemplo, 1–50kg). A veces, los diseños o diseños propuestos de algunos satélites de este tipo tienen microsatélites trabajando juntos o en una formación. El término genérico "satélite pequeño" o "smallsat" también se usa a veces, como "satlet".
Ejemplos: Astrid-1 y Astrid-2, así como el conjunto de satélites actualmente anunciados para LauncherOne (a continuación).
En 2018, los dos microsatélites Mars Cube One, con una masa de solo 13,5kg cada uno: se convirtió en el primer CubeSats en abandonar la órbita terrestre para su uso en el espacio interplanetario. Volaron de camino a Marte junto con la exitosa misión de aterrizaje Mars InSight. Los dos microsatélites lograron un sobrevuelo de Marte en noviembre de 2018, y ambos continuaron comunicándose con estaciones terrestres en la Tierra hasta finales de diciembre. Ambos se dejaron de emitir a principios de enero de 2019.
Vehículo de lanzamiento de microsatélites Varias empresas comerciales y de contratistas militares están desarrollando vehículos de lanzamiento de microsatélites para cumplir con los requisitos de lanzamiento cada vez más específicos de los microsatélites. Si bien los microsatélites se han llevado al espacio durante muchos años como cargas útiles secundarias a bordo de lanzadores más grandes, el paradigma de la carga útil secundaria no proporciona la especificidad requerida para muchos satélites pequeños cada vez más sofisticados que tienen requisitos únicos de tiempo orbital y tiempo de lanzamiento.
En julio de 2012, Virgin Galactic anunció LauncherOne, un vehículo de lanzamiento orbital diseñado para lanzar cargas útiles primarias "smallsat" de 100kg en órbita terrestre baja, con lanzamientos proyectados para comenzar en 2016. Varios clientes comerciales ya han contratado lanzamientos, incluidos GeoOptics, Skybox Imaging, Spaceflight Industries y Planetary Resources. Tanto Surrey Satellite Technology como Sierra Nevada Space Systems están desarrollando plataformas satelitales "optimizadas para el diseño de LauncherOne". Virgin Galactic ha estado trabajando en el concepto LauncherOne desde finales de 2008, y , lo está convirtiendo en una parte más importante del plan comercial central de Virgin, ya que el programa de vuelos espaciales humanos de Virgin ha experimentado múltiples demoras y un accidente fatal en 2014.
En diciembre de 2012, DARPA anunció que el programa Airborne Launch Assist Space Access proporcionaría el refuerzo de cohetes de microsatélites para el programa DARPA SeeMe que tenía la intención de lanzar una "constelación de 24 microsatélites (~20kg rango) cada uno con resolución de imagen de 1m". El programa fue cancelado en diciembre de 2015.
En abril de 2013, Garvey Spacecraft (ahora Vector Launch) recibió un contrato de US$200000 para desarrollar su tecnología de vehículo de lanzamiento suborbital Prospector18 en un vehículo de lanzamiento orbital nanosat capaz de entregar una carga útil de 10kg en una órbita de 250km a una agrupación aún más capaz "20/450 Nano/Micro Satellite Launch Vehicle" (NMSLV) con la capacidad de entregar cargas de 20kg en órbitas circulares de 450km.
El Boeing Small Launch Vehicle es un concepto de vehículo de lanzamiento de tres etapas a órbita lanzado al aire destinado a lanzar pequeñas cargas útiles de 45,5kg en órbita terrestre baja. Se propone que el programa reduzca los costos de lanzamiento de los pequeños satélites militares de EE.UU. de a "tan solo" US$300000 por lanzamiento (US$7000/kg) y, si el programa de desarrollo fue financiado, podría estar operativo para 2020.
La compañía suiza Swiss Space Systems (S3) anunció planes en 2013 para desarrollar un avión espacial suborbital llamado SOAR que lanzaría un vehículo de lanzamiento microsat capaz de colocar una carga útil de hasta 250kg en órbita terrestre baja.
La empresa española PLD Space nació en 2011 con el objetivo de desarrollar vehículos de lanzamiento de bajo costo llamados Miura 1 y Miura 5 con capacidad para colocar hasta 150kg en órbita.
Nanosatélites miniaturadeimagen| Lanzamiento, planificación y predicción de nanosatellites desde enero de 2020 El término "nanosatélite" o "nanosat" se aplica a un satélite artificial con una masa húmeda entre 1 a 10kg. Los diseños propuestos de estos tipos pueden lanzarse individualmente, o pueden tener múltiples nano-satélites trabajando juntos o en formación, en cuyo caso, a veces se puede aplicar el término "enjambre de satélites" o " nave espacial fraccionada". Algunos diseños requieren un satélite "madre" más grande para la comunicación con los controladores de tierra o para el lanzamiento y el acoplamiento con nanosatélites. Más de 1.300 nanosatélites se han puesto en marcha a partir de enero de 2020.
Con los continuos avances en la miniaturización y el aumento de la capacidad de la tecnología electrónica y el uso de las constelaciones de satélites, los nanosatellites son cada vez más capaces de realizar misiones comerciales que anteriormente requerían microsatélites. Por ejemplo, se ha propuesto un estándar CubeSat de 6U para permitir una constelación de 35 satélitesgde observación terrestre de 8kg, para reemplazar una constelación de cinco satélites de 155kg RapidEye, al mismo costo de la misión, con tiempos de visita significativamente mayores: cada área del globo se puede tomar imágenes cada 3,5 horas en lugar de una vez cada 24 horas con la constelación RapidEye. Los tiempos de revisión más rápidos son una mejora significativa para las naciones que realizan una respuesta a desastres, que era el propósito de la constelación RapidEye. Además, la opción nanosat permitiría a más países poseer su propio satélite para la recopilación de datos de imágenes fuera del pico (sin desastres). A medida que los costos disminuyen y los tiempos de producción se acortan, los nanosatélites se están convirtiendo en productos cada vez más factibles para las empresas.
Ejemplo de nanosatélites: ExoCube (CP-10), ArduSat, SPROUT, Enxaneta.
Los desarrolladores y fabricantes de nanosatélites incluyen GomSpace, NanoAvionics, NanoSpace, Spire, Surrey Satellite Technology, NovaWurks, Dauria Aerospace, Planet Labs y Reaktor.
Mercado de Nanosatélites En los diez años de lanzamiento de nanosat antes de 2014, solo se lanzaron 75 nanosatélites. Las tasas de lanzamiento aumentaron sustancialmente cuando en el período de tres meses comprendido entre noviembre de 2013 y enero de 2014 se lanzaron 94 nanosatélites.
Uno de los desafíos de usar nanosatélites ha sido la entrega económica de satélites tan pequeños a cualquier lugar más allá de la órbita terrestre baja. A fines de 2014, se estaban desarrollando propuestas para naves espaciales más grandes diseñadas específicamente para entregar enjambres de Nanosatélites en trayectorias que están más allá de la órbita terrestre para aplicaciones como explorar asteroides distantes.
Vehículo de lanzamiento de nanosatélites Con el surgimiento de los avances tecnológicos de la miniaturización y el aumento de capital para apoyar las iniciativas de vuelos espaciales privados en la década de 2010, se han formado varias nuevas empresas para buscar oportunidades con el desarrollo de una variedad de tecnologías de vehículos de lanzamiento de nanosatélites (NLV) de carga pequeña.
Los NLV propuestos o en desarrollo incluyen:
Virgin Orbit Launcher: una etapa superior, destinada a ser lanzada desde WhiteKnightTwo, similar a la forma en que se lanza el avión espacial SpaceShipTwo. Ventions Nanosat etapa superior.