
作为卫星任务的核心,有效载荷的进步代表着卫星技术发展的主要趋势。
模块化有效载荷的使用可为初创公司带来利润。除了考虑成本之外,初创公司和规模化增长的公司都在使用市场上现成的标准化载荷来提高卫星的品质和容量。因此,一些复杂的COTS设备在卫星有效载荷占有一席之地,例如高分辨率成像和光谱传感器(如合成孔径雷达(SAR)),小型收发器(如可折叠天线)。依靠技术进步,初创公司可制造自主的卫星有效载荷和重要的子系统,执行诸如将频率和功率分配到需求大的波束等任务。有效载荷还可以使用已安装的软件进行重新配置,以执行卫星初始设计用途外的自定义功能。通过这种方式,在轨的旧卫星被重新用于新的任务,而不是退役成为空间碎片。
使卫星能够深入太空并执行复杂任务的大容量动力和推进系统正在成为该行业的主要产品。
智能创新,如高功率太阳能电池阵列,传统燃料的小型化,如电池改进,易于被新卫星采用。为优化性能对低重量推进器进行了重组,并且对化学燃料推进器也做了类似改进。同时,星上可持续推进系统也成为发展方向。在绿色推进技术中,初创公司和规模化增长公司都在使用电推进系统代替传统系统。此外,其他新型绿色推进技术也在进步,包括核能、太阳能、水、激光、甚至碘离子推进技术。例如,电磁系留是一种绿色推进技术,可在不需要燃料的情况下推动小卫星移动。
随着卫星移动业务和宽带通信需求的激增,GEO卫星通信服务提供商正在不断地提高自身实力和卫星吞吐量。这意味着GEO卫星采用先进的转发器和软件定义无线电以实现每秒数百GB甚至每秒TB级的传输速率。
软件定义无线电使卫星能够通过跳波束、改变波束覆盖范围以及专门针对高容量区域的设计来满足动态变化的通信需求。还可通过增加不同频段的频率和使用多点波束等技术来满足更高的需求。卫星供应商选择Ku和Ka频段进行通信,因为这些频段能够提供更大的容量和频率复用效率。借助VHTS,可在地面覆盖不足的地区为陆地、空中和海上用户提供宽带连接。LEO或非GEO星座还可发挥低时延的优势,以更大的灵活性为消费市场提供服务。

在特定轨道中飞行的卫星大小和数量决定了对运载火箭的需求。因此,随着越来越多的小卫星及其他各类卫星进入轨道,灵活、按需的发射受到卫星运营商的欢迎。
初创公司和规模化增长公司正在推出一些灵活的卫星发射技术,例如使用航天器、气球、自动运载火箭或无人机在空中发射。小型卫星的集装箱化便于LEO星座的发射,这是地面发射服务的另一项创新。然而,地面发射最大的创新是将可回收火箭用于任何轨道卫星的发射,这大幅降低了商业卫星的发射成本。初创公司还在开发适合所有类型卫星的大型、小型和微型运载火箭。
增材制造技术的应用降低了适用于恶劣太空环境的卫星及其子系统的高昂制造成本。
卫星平台、定制化有效载荷,甚至火箭发动机现在都在使用3D打印。初创公司在大规模的使用3D打印技术来批量生产LEO星座卫星。创建定制的和复杂的卫星部件的数字孪生,并使用3D打印,这加快了卫星及其部件的原型设计和测试,从而减少了制造交付周期和成本。同样,在地面运用3D打印大型空间结构的小部件,并在太空组装它们也将显著降低空间工作的复杂性。这也可以节省将大型空间结构送入太空所需的火箭空间和燃料。太空增材制造通过用3D打印部件替换故障部件,进一步帮助在轨卫星执行升级任务。
卫星行业的创新正在飞速发展。除了智能化子系统外,下一代空间卫星还利用了其它更先进的技术。卫星航空电子设备也正在向小型化和耐辐射系统迈进。智能化航空电子系统可实现对星载设备运行状况和使用情况的监控,以及精确的制导、导航和控制(GNC)功能。由于更多卫星新技术的出现,太空旅游业也开始出现。这些新技术和服务的兴起最终使人类能够对更深远的太空进行探索,同时改善人类在地球上的生活质量。
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