با توجه به اين که هزينه پرتاب ماهواره‌ها به فضا بسيار بالا (در حد چند صد ميليون دلار براي هر پرتاب) است، تاکنون ماهواره‌ها به ندرت به فضا پرتاب مي‌شدند و شرکت‌ها سعي مي‌کردند تا حد امکان قابليت‌هاي بيشتري را در يک ماهواره تعبيه کنند که خود اين موضوع باعث بزرگ‌تر و گران‌تر شدن ماهواره‌ها مي‌شد. در حال حاضر هر يک از اين ماهواره‌ها چندين تن وزن دارند و قيمت تمام شده ساخت آنها حدود يک ميليارد دلار است.

ابعاد و قيمت فضاپيماها به کاربرد آنها بستگي دارد. بعضي فضاپيماها در کف دست جا مي‌شوند و برخي مانند تلسکوپ فضايي هابل به بزرگي يک اتوبوس هستند. ماهواره‌هاي کوچک، دسته‌اي از فضاپيماها هستند که در ابعاد تقريبي يک يخچال آشپزخانه و کمتر از 500 کيلوگرم جرم دارند. اين ماهواره‌ها طي سال‌هاي اخير اهميت روز افزوني يافته‌اند که البته دلايل موجهي نيز براي اين امر وجود دارد: به دليل کوچک بودن، هزينه طراحي آنها پايين‌تر است و با استاندارد شدن قطعات ماهواره‌ها توليد انبوه آنها آسان‌تر و ارزان‌تر است.

علاوه بر اين، به دليل داشتن وزن کم، هزينه پرتاب آنها نيز کم‌تر است. در عين حال، اين ماهواره‌ها توانايي پوشش‌دهي به مناطق وسيع‌تري را دارند و در بعضي کاربردها، مانند جمع‌آوري اطلاعات علمي يا رله سيگنال، موثرتر از ماهواره‌هاي عادي عمل مي‌کنند.

از جمله ماموريت‌هاي اختصاصي که براي ماهواره‌هاي کوچک تعريف مي‌شود، مي‌توان به جمع‌آوري داده به طور همزمان از چند نقطه توسط مجموعه‌اي از ماهواره‌هاي کوچک، بررسي ماهواره‌هاي بزرگ‌تر در مدار و تحقيقات دانشگاهي اشاره کرد.

چندين ماهواره‌ کوچک را مي‌توان به طور همزمان به فضا پرتاب کرد و يا به عنوان محموله دوم در کنار محموله اصلي يک موشک قرار داد تا به همراه آن سفر فضايي خود را آغاز کند. البته امروزه با پيچيده‌تر شدن ماهواره‌هاي کوچک و نياز آنها به مدار و زمان پرتاب ويژه، شرکت‌هاي مختلفي مانند: «Virgin Orbit»، «Rocket La» و «PLD Spaceکيو» براي پرتاب اختصاصي ماهواره‌هاي کوچک برنامه‌ريزي مي‌کنند. هم‌اکنون امکان خريد ماهواره‌هاي کوچکِ آماده، و پرتاب آنها به فضا با قيمتي بين 12 تا 18 هزار دلار وجود دارد.

تاخير زماني در انتقال اطلاعات با ماهواره‌هاي بزرگ

در گذشته ماهواره‌هاي مخابراتي بزرگ در مدار GEO ،در فاصله 36 هزار کيلومتري از زمين، قرار مي‌گرفتند و با استفاده از سه ماهواره تمام نقاط کره زمين پوشش داده مي‌شد. ولي به دليل فاصله زياد از زمين، انتقال اطلاعات با تاخير زماني ،Latency، روبرو بود.

امروزه ماهواره‌هاي مخابراتي در حال گذار به منظومه‌هاي ارتفاع پايين LEO ،در فاصله کمتر از دو هزار کيلومتري از زمين، هستند. البته در اين ارتفاع تعداد ماهواره‌هاي بيشتري براي پوشش کامل زمين لازم خواهد بود و به همين دليل اين کار توسط مجموعه‌اي از ماهواره‌هاي کوچک انجام مي‌گيرد. ولي با اين روش، سرعت انتقال اطلاعات در فواصل زياد روي زمين، حتي از فيبرنوري هم بيشترمي‌شود.

هم اکنون به دليل هزينه بالا، تعداد ماهواره‌هاي تصويربرداري موجود در فضا محدود است و در نتيجه تصاوير گرفته شده از زمين قديمي هستند. تصاوير ماهواره‌اي از اکثر نقاط زمين تنها يک بار در سال تهيه مي‌شود و در نقاط ديگر تصاوير هر چند ماه يکبار گرفته مي‌شوند.

با به‌کارگيري ماهواره‌هاي کوچک‌تر و ارزان‌تر، امکان تهيه عکس‌هاي بيشتر در فواصل زماني کمتر مهيا مي‌شود و تصويربرداري ماهواره‌اي بهنگام از زمين به شرکت‌هاي بين‌المللي امکان رصد دارايي‌هايشان را داده و تصاوير با کيفيتي را براي استفاده شرکت‌ها و دولت‌ها فراهم مي‌کند.

کيوب‌ست

کيوب‌ست نوعي نانو ماهواره است که ابعاد استاندارد دارد. واحد استاندارد اندازه کيوب‌ست‌ها، 1U است که 10x10x10 سانتي‌متر طراحي شده است. البته کيوب‌ست‌هاي بزرگتري در اندازه‌هاي 1.5، 2، 3، 6 و 12U هم وجود دارند.

کيوب‌ست اولين بار در سال 1999 توسط دانشگاه ايالتي پلي‌تکنيک کاليفرنيا و دانشگاه استنفورد به عنوان پلتفرمي براي آموزش و کاوش فضايي توسعه داده شد. امروزه توسعه کيوب‌ست به يک صنعت تبديل شده است و دولت‌ها، صنايع و دانشگاه‌ها براي افزايش قابليت‌هاي کيوب‌ست‌ها با يکديگر همکاري مي‌کنند. منظومه‌اي از کيوب‌ست‌ها يک پلتفرم ارزان‌قيمت براي تحقيقات علمي، اثبات فناوري‌هاي جديد و ماموريت‌هاي پيشرفته فراهم مي‌آورد.

بين سال‌هاي 2000 و 2005 کم‌تر از 15 ماهواره کوچک به فضا پرتاب شدند، در سال 2013 اين تعداد به 92 ماهواره رسيد و پيش‌بيني مي‌شود بين سال‌هاي 2015 تا 2019 بيش از 500 ماهواره کوچک به مدار فرستاده شوند.

با اينکه سرمايه اوليه مورد نياز براي فعاليت در حوزه فضايي بالاست ولي امکان رشد اقتصادي در اين حوزه، بسيار بيشتر از تجارت‌هاي ديگر است. در کنار اين موارد، پتانسيل عظيم موجود در اينترنت فضايي و تصويربرداري به هنگام (Real-Time) از زمين، توجه سرمايه‌گذاران را به تجارت فضايي جلب کرده است.

ماهواره‌هاي کوچک براي پيشرانش، کنترل وضعيت، ارتباطات و پردازش نيازمند سيستم‌هاي بروز هستند. به عنوان مثال بر خلاف پيشران‌هاي پيچيده و حجيم مورد استفاده در ماهواره‌هاي بزرگ، ماهواره‌هاي کوچک نيازمند پيشران‌هاي ساده، کوچک و ارزان هستند. همچنين ماهواره‌هاي کوچک به دليل در اختيار داشتن توان کم و ابعاد کوچک، براي برقراري ارتباط نيازمند استفاده از فناوري‌هاي به روز مينياتوري هستند.

چالش اصلي که اين صنعت را تهديد مي‌کند، ظرفيت و قابليت اطمينان پرتابگرهاست. پرتاب‌هاي ناموفق گذشته يادآور اين مسئله هستند که فضا همچنان يک صنعت خطرپذير است.