人造卫星在地球资源、环境和灾情的监测或预报等方面发挥着不可替代的重要作用。随着卫星应用的快速发展，大型卫星由于高成本、高风险，越来越不能满足发展的需要。小型低轨道卫星具有成本低、风险小、开发周期短和便于自动化成批生产等优势，正日益受到开发商和用户的青睐，卫星微型化正成为一种发展趋势。随着技术的进步，成本的不断下降，使社区、公司、大学甚至是个人拥有自己的卫星成为可能。微型卫星或“个人卫星”时代已初露端倪。
卫星微型化是未来发展趋势
在1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星。该卫星重80多公斤，体积相当一个篮球。自从那时起，所发射的卫星越来越重，越来越大，越来越复杂，现在大多数卫星重达3-4吨。这些巨大的飞行器比第一颗人造卫星处理的信息大得多，但是将这种卫星送入轨道的平均费用大约为1万美元每公斤。
在过去10年间，利用廉价和令人振奋的空间飞行器获得进入空间的兴趣迅速增长。随着太空轨道实验和应用的迅速增加，借助于航天飞机或其他空间飞行器的每年少数发射完成载荷的飞行已不能满足需求。在这期间，军界正用小的、自动控制卫星代替其他卫星来弥补这种需求，如果有必要，这些卫星还可以销毁。根据各种流传的说法，微型卫星或甚至"个人卫星"时代已经破晓。
然而，人们对于微型空间飞行器的热情随着几次尝试的失败而消失，其中最引人注目的是以摩托罗拉公司为主研发的铱星系统，它在低地球轨道拥有64个小型卫星的星座。铱星系统已彻底失败，其原因是：该系统除了少数关键应用外，制造商未能在卫星市场的四个主要部分（通信、遥感、天气预报和空间科学）中任何一部分把握住商机。
除了卫星的内在特性外，也许比较重要的是使卫星小型化和降低成本。美国航空与航天公司的戴维?比尔登已研究了NASA的小卫星成功和失败原因。他发现对于有限的投资，小卫星的失败不是卫星太小，而是太复杂。
目前如果卫星重量小于500公斤，就被认为是小型卫星，然而很多新颖的功能少的卫星重量已小于100公斤。当然，成本低是小卫星的主要吸引力，因为发射商将卫星送入轨道的费用占总开支的30-40%以上。有效载重每节省1公斤意味着来自助推器的推力减少1公斤。这意味着双倍的节省——在改变卫星方向时火箭燃料的节省和运载工具本身构架的节省。一架不载人宇宙飞船的结构成本大约是每公斤5000美元。
因此，即使大的商业通信和天气预报卫星的制造商也正试图减少卫星组件和辅助系统的尺寸。但因为在地球赤道上空35000公里的地球同步轨道卫星（即卫星的轨道速度要与地球的自转速度一致，这样就使卫星“悬停”在地球上空的其个点上）有大量工作要做，这种卫星未来10年可能变得更重。
小型卫星可以使用非定做的部件和标准化的平台并在一个廉价和简单的组装线上组装。而商业卫星用手工精心组装，每次制造一个。因此小卫星的总费用（包括发射或在轨道上运行失败风险的保险费）比较低。
小卫星的专门生产商还摆脱了束缚大型商业卫星制造商的长达10年的开发计划。随着小型卫星制造商大大缩短生产周期，小型卫星制造商可以发挥组件改进和生产价格的优势，使小型卫星容易得到。例如Fordism型卫星价格在100-1500万美元，生产周期缩短到不到一年，并开创了引人入胜的卫星前景，在不久的将来，其成本可能低于100万美元。
用更小的廉价的卫星系列代替一个大型、复杂的卫星也减少了代价昂贵的失败风险。如果在分布网络中的一个或两个卫星失效，其他卫星可以重新编程担起失效卫星的任务，直到替代卫星发射入轨为止。这种运行的“软失效”模式意味着较低的风险，因此它意味着较便宜的保险费用。利用在一个系列中较多的卫星可获得更多的运行经验，因此意味着更大的可靠性，这进一步减少了保险费用。低于发射费用的保险费是卫星进入轨道中的第二大开支，占飞行任务费用的15-20%。
微型卫星系统的开发现状
拥护者们认为目前一批小卫星的出路在于应用，这些应用需要高度集中的低带宽通信。他们指出，日益增加的机械都需要跟踪和连续监督，这些机械可能是移动的，像船舶、卡车和有轨机动车等；或者是静止的，像贮藏柜、发电站、石油管道和自动售货机等。南非相信它们的小卫星计划在监视国家资产方面将有商业回报。
弗吉尼亚州的空间技术公司ORBCOMM通过它的35个卫星组成的网络提供全球跟踪服务，每个卫星重量仅有40公斤，并运行在地球的低轨道上，这样可使发射费用以及与地面通信所需要的功率减少到最低限度。去年，沃尔沃汽车公司用这个系统去扩展它的ONCa11营救系统，当汽车在路上发生故障时，该系统能使开车人发出呼叫信号，请求帮助。斯坦福大学的罗伯特?特威格斯预言，如果地面设备的价格降得足够低，这类服务将出现一个大市场。
AeroAstro拥有一个由10个小卫星组成的系统和对准这些卫星的单路发射机，发射机体积不大于携带式电子播听器，成本仅为75美元。整个系统的费用估计为6500万美元，所使用卫星重量在30?100公斤之间。在2001年7月，AeroAstro开始了以地面为基础的实验，跟踪汽车停车场、机场跑道基础设施、机场运输工具和噪音监控传感器。
小卫星降低了能够拥有和利用空间系统的费用。当价格下降到几百万美元时，发展中国家的农业部就可能用得起。配备了遥感装置，小卫星就可以用于报告任何情况，像森林的滥伐，空气污染和城市化等情况。利用低轨道上的几个小卫星，专业行政部门可以做更积极的监控工作，像作物生长、森林火灾和地区灾害等。萨里郡卫星技术公司已向十几个国家出售制造小卫星的技术，其中包括中国、巴基斯坦、南非、葡萄牙、土耳其和智利。
萨里郡卫星技术公司现在把五个重100公斤的卫星组成一个系统，形成一个灾害监督星座，它将由五个国家共享。阿尔及利亚和英国已经同意参加该组织，预计尼日利亚、泰国和中国在短期内将加入。这个总价值5600万美元的系统在功能上相当或甚至优于现有的3亿美元的卫星。
欧盟集团正考虑以相似的方式使用9个低轨道卫星的系统。其设想是在小卫星上利用先进的数据压缩技术，使返回地面的信号束可被非专用接收设备处理。这样，地方用户能直接接收信号，不必等待信号加以处理和为信号处理支付费用，还将使用户即时获取信息。
然而，不仅仅是发展中国家正在利用低成本卫星系统，而且很多个体、团体也将利用低成本卫星系统。随着价格的进一步下降，大牧场主、房地产开发商和大学很可能发现，拥有自己的小卫星正变成一个重要议题。制药公司和其他公司已经注意到在微重力下能生长出完美的晶体，但是利用国际空间站价格太昂贵，它们有一个意向：一旦小卫星价格下降到50万美元，将利用小卫星。
与此同时，TeamEncounter计划在2003年发射深层空间探测卫星，计划向公众销售空间商务载荷，每包件50美元，允许个人将头发、骨灰或任何喜爱的东西送入外层空间。
微型卫星发展困难和前景
小型卫星在未来某些年内将保持一定的市场。AeroAstro的戈尔茨坦先生指出，卫星市场正在分化，随着载荷更多地使用较小卫星或大卫星，中型飞船用得越来越少。然而值得注意的是，对低地球轨道卫星应用仍然没有畅销的市场，而经营小卫星仍然有极高的替换费用。
只有找到较廉价的发射手段之后，小型卫星的全部潜力才能发挥。对于不久的将来，唯一的解决办法是改进小卫星在助推器火箭上的悬挂方法。在这个阶段特意地为小卫星开发火箭是不明智的。目前能够将商务载荷送入轨道的最廉价的费用是2500万美元。发射费用必须下降到1/10，这种专用助推器才被认为是可以接受的。
这是否意味着小卫星发射仍然受到常规助推火箭发射计划的制约？也许不是。支持者认为，大炮式发射小卫星是一种可能性，但用这种方式将小卫星送入轨道变成现实之前有相当多的工作要做。
用重量仅几公斤的太空飞船——号称纳米卫星的实验正在进行中。如果一切按计划进行，3年后将看到今天新奇的实验变成了一系列的开发方案。
小卫星的设计者们也对微电子机械系统（MEMS）寄予厚望。这些类似硅芯片的器件借助半导体工业的蚀刻和汽相沉积技术加工，将各种传感功能与成为器件内脏的能起到微型杠杆、开关、阀门和泵作用的元件相结合，这样它们真正具有完成机械工作的能力。利用MEMS将实现微型射频发射机、微型推进器和微型发电机的制造。
美国空军研究实验室的戴维·威廉森说，MEMS器件可能使卫星的设计和制造发生革命性飞跃。使用MEMS器件除减少卫星的体积、重量和燃料消耗外，在诸如推进、通信、数据处理、电力产生和导航领域将给出更好的组件集成，因此也获得更高效率。
不像计算机，卫星更多地依靠机构系统而不是数字系统，因此卫星系统不像计算机更多地受穆尔定律的影响。一旦基于MEMS的推进系统和其他组件取得成功，它可以使卫星大大改观。
小卫星阵列研制工作没有停止。像计算机一样，随着小卫星市场的拓宽（从政府专业局拓宽到包括公司、大学，进一步拓宽到包括小的社区、合作组织，最终甚至是富有的个体），预计小卫星的价格将急剧下降，而性能却不断提高。20年前没有人能想像到自己会拥有超级计算机。今天，在工业化世界的1/3家庭，在他们的起居室就有功能相当的超级计算机。个人卫星时代的到来可能完全像个人计算机时代的到来那样突然。
（国际技术经济研究所提供）