以上是两个遥感卫星网络发展的小故事。通信卫星领域的发展十分迅猛，并且以多种多样的方式在不断创新。在高端商用卫星市场上，一些大型公司正在研发新的大型卫星，其能力是几年前发射的卫星的10～50 倍。这些卫星被称为高通量卫星（High Throughput Satellites，HTS），能够以高达140～150 Gb/s 的速率进行传输。发射这些卫星的公司有国际通信卫星公司（Intelsat，其卫星为“史诗”卫星）、回声星/休斯网络系统公司（Echostar/Hughes Network Systems，其卫星为“木星”卫星）[5]。

这一高端市场主要部署质量在5 000 kg 以上的地球同步卫星，用于支持电视分发和宽带数据通信，通常使用数字视频广播（Digital Video Broadcast，DVB）标准或数字有线系统接口标准（Digital over Cable System Interface Standard，DOCSIS）。这些巨型卫星有巨大的太阳电池阵，可以产生超过10 kW 的电力，还有大型天线，可以被高效的馈源系统利用，产生数百个波束进行频率复用——就像地面上的蜂窝移动通信天线系统一样。

这些地球同步轨道卫星的效率越来越高，通过使用越来越高的频率，安装更多的星载电源，设法进行频率复用，再加上使用多种数字编码技术，实现了这些越来越高的数字吞吐率。

因此，一方面现在有大量的高通量卫星，需要2.5 亿美元来建造和发射。这些卫星的轨道高度约是月球离地球高度的1/10，可以将成千上万的电视频道和高速数据传输到地面上成本很低的小孔径终端，而且不需要昂贵的跟踪能力。这些卫星体积庞大、功能强大、价格昂贵，这使数以百万计的地面天线（甚至包括手持设备）的成本非常低。

然后，另一方面，我们有新的小卫星星座。这些卫星被设计在近地轨道运行，比大型地球同步卫星离地球近40 倍。其概念是在很大的范围里部署成百上千个航天器。这样的卫星星座能够像毯子一样覆盖地球并提供低延时宽带连接。这些小卫星非常适用于互联网类型的服务。但我们这里提到的“小卫星”比简单的 “立方体卫星”大很多（立方体卫星的尺寸为10 cm×10 cm×10 cm，或者像软球大小）。

而用于通信的小卫星质量为150～250 kg，比行星公司的3U 立方体卫星（图1.2）的体积大30～50 倍。然而，它们仍比像国际通信卫星公司的“史诗”卫星或“卫讯-2”（Viasat 2）卫星这样的巨型高通量卫星小30～50 倍。这些用于通信服务的小卫星需要更大的体积才能有更高的功率，需要更大的天线才能产生频率复用所需的点波束，还需要具备精确指向能力。

图1.2　一个鸽子大小的3U 立方体卫星（图片由行星公司提供）(www.daowen.com)

归根结底，我们现在看到了多样化的卫星设计和新的发射系统来支持这些不同类型的卫星，从立方体卫星，到比它大30～50 倍的大规模星座中的“小卫星”，再到比这些低轨星座卫星大30～50 倍的高通量通信卫星。

图1.2、图1.3（a）、图1.3（b）和图1.4展示了这些微小卫星、小卫星和大卫星的外形，它们展示了当今航天工业的多样化和根本变化。

图1.3　小卫星和大卫星（图片由一网公司提供）

（a）空中客车公司为一网卫星星座制造的小型卫星模型；（b）由800 颗卫星组成的一网卫星巨大低轨星座部分示意图

图1.4　巨大的“卫讯-2”卫星，翼展相当于一个足球场大小（图片由卫讯提供）

卫星通信领域正在发生的变化比卫星的大小、质量、形状和能力更加复杂。还有许多其他创新正在导致航天工业的重大变革。