当今，立方体卫星为空间应用领域带来了许多变化，并成为硅谷与航天领域融合的标志。这种航天2.0 新思维是由创业创新的热情所驱动的，而这些创新正在全球航天产业中以新的、颠覆性的方式进行着。

事实证明，更小、更高效的遥感卫星所需的许多关键组件（如数字处理器、数字成像设备、电荷耦合设备、辐射计和数字传感器）都可以小型化。那些来自硅谷（如创立了Skybox 公司和行星实验室公司）的年轻创业者们，质疑我们为什么不创造一种全新的行为方式。他们大胆地认为可以设计和制造出比传统遥感卫星更具成本效益的小卫星。自半个世纪前开始设计和制造的第一代系统，如“日冕”卫星（Corona）和“陆地”卫星（Landsat）以来，传统遥感卫星在尺寸和性能上一直在不断提升。事实证明他们是对的。

这些新加入者认为可以利用他们已拥有的“足够好”的技术、微小型化组件设计以及商业现货技术来制造功能完备的小卫星。实际上，这些小卫星完全可以同昂贵的大型遥感卫星开展商业竞争。年轻创业者们的计划是制造出小型卫星，其成本可能是经过40年发展起来的大型遥感系统的1/10 甚至1/100。

通信卫星因为需要高增益而需要较大的天线和更大的功率，而遥感卫星及其“缩小的”电子传感器和成像设备却非常适合创建小型卫星星座以进行远程成像。遥感卫星的成像数据不必实时下传到地球站，并且，运行在低地球轨道上的遥感星座传感器具有更高的空间分辨率。这也是小型遥感卫星，尤其是无源系统，比小型通信卫星具有某些优势的技术原因。

实际上，Skybox 公司和行星实验室公司并不是唯一引领潮流的创新者。第一批小卫星的拥护者是英国伦敦郊外萨瑞大学萨瑞航天中心的科学家、教育家和工程师们。萨瑞大学的小卫星被称为萨瑞大学卫星（UoS），其名下的萨瑞卫星技术有限公司（Surrey Satellite Technology LTD.，SSTL）成立于1979年。该公司从设计非常小的用于存储和转发信息的卫星开始，如奥斯卡系列卫星（OSCAR），这些卫星首先被业余无线电爱好者使用。随后，SSTL 公司（现在由空中客车公司控股）将业务转向了遥感卫星。他们的灾害监测星座（Disaster Monitoring Constellation，DMC）卫星（2002年）和UoS-12 遥感卫星（2006—2008年）使其获得了一系列合同或技术合作协议，用以设计、建造或支持遥感卫星的制造[3]。萨瑞航天中心和SSTL 公司在小型卫星设计和制造方面提供的技术支持使尼日利亚（ “尼日利亚卫星2 号”）[4]、韩国（1999年“阿里郎1 号”）[5]、中国和其他国家能够在1999—2010年期间部署相对较小且具成本效益的小型遥感卫星。

近年来小卫星遥感领域的发展非常迅猛，例如最新开发的一种用于精确成像的新型商业系统——中国吉林卫星系统。该系统由一个三星星座组成，其中，SSTL 公司提供航天器平台设计，中国负责成像有效载荷方面的设计。这3 颗卫星由印度空间研究组织（Indian Space Research Organization，ISRO）于2015年从印度发射。尽管这些卫星都是质量只有450 kg 的小型卫星，但它们的空间分辨率却可高达1 m[6]。

中国“吉林一号”卫星是中国首个商业遥感卫星系统，它基于SSTL 航天器设计，搭载了中国设计的成像有效载荷[7]。现在由中国长光卫星技术公司运营的“吉林一号”卫星星座的前3 颗卫星，即将与第4 颗完全在中国境内设计和制造的高性能遥感卫星联手。该卫星星座以1m 分辨率拍摄的图像显示出了惊人的细节。如图3.1所示，该图显示了“吉林一号”卫星在阿联酋迪拜法拉利车展上拍摄的精确图像。

图3.1　来自中国“吉林一号”卫星在阿联酋迪拜法拉利车展上拍摄的图像（图片由NASA 提供，全球共享）

除“吉林一号”商业卫星以外，还有一个更具雄心的中国商业项目正在进行中——目前正通过“长征十一号”运载火箭进行部署的视频和高光谱遥感卫星。2018年4月，中国发射了1 颗高分辨率视频卫星和4 颗高光谱地球观测卫星。这些卫星属于珠海欧比特宇航科技股份有限公司（Zhuhai Orbita，以下简称珠海欧比特公司）的商业卫星星座，分别被命名为OHS-01、OHS-02、OHS-03、OHS-04（高光谱卫星）和OVS-2（视频卫星）。

该卫星星座由珠海欧比特公司部署。这家位于中国深圳市的遥感公司于2017年6月发射了OVS-1A 和OVS-1B 卫星，之后于2018年4月26日又发射了5 颗卫星。其中之一就是改进的OVS-2 视频卫星，其空间分辨率为90 cm。此外，该公司还发射了4 颗分辨率为10 m 的商用高光谱卫星。珠海欧比特公司最终计划发射一个由34 颗卫星组成、轨道高度在500 km 的完整星座。这个由高分辨率视频卫星和低分辨率高光谱扫描卫星组成的组合星座，将用于监测地理、环境和地质情况，并提供与海洋和城市规划应用相关的服务。在过去的几年中，小型卫星的经济成本和效益加快了全球商业遥感卫星的发射进度（http：//spacenews.com/china-launches-five-commercial-remote-sensing-satel-lites-via-long-march-11/）。(www.daowen.com)

小卫星的出现和来自新航天（NewSpace）领域的创新思想不断催生出新的思路和想法。美国“鹰眼360”（HawkEye 360）项目就是最新的航天创业项目之一。这个新的遥感卫星星座计划部署30 颗小卫星，分为10 组，每组3 颗卫星，将在全球范围内监视无线电频率的使用情况。“鹰眼360”卫星星座将收集移动电话和卫星使用情况数据，每30～45 min 提供一次全球范围的更新。这种监测可用于跟踪船舶的使用和移动情况、非法捕捞、干扰系统的位置以及数百种其他新的应用。这家总部位于美国的初创公司是联合创新（Allied Minds）公司的子公司，Allied Minds 是一家“创投”公司，与Lockheed Martin 公司也有合作关系[8]。

几十年来，遥感卫星的领先地位一直由美国和其他经济合作与发展组织（Organization for Economic Cooperation and Development，OECD）[尤其以NASA、美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）和ESA 为主]保持着，但小卫星革命的到来开始改变遥感领域的这一局面。其他许多国家正在设计、制造、部署或安排发射自己的遥感卫星。一些新的遥感卫星系统（例如Theia）将提供遥感、通信和数据分析服务，以创建一种全新的卫星服务[9]。然而，如此多的新卫星星座的部署，特别是在太阳同步极地轨道和LEO 轨道上的部署，也引起了人们对轨道空间碎片数量持续增长的担忧。

遥感卫星的数量还在继续增加。在美国卫星产业协会（Satellite Industry Association，SIA）最新发布的《卫星产业状况报告》中，遥感卫星数量约占所有在轨运行卫星数量的15%。十年前，这个数字还远低于10%。随着由小卫星组成的商业卫星星座的增多，商业通信卫星和遥感卫星的数量将持续增加。印度极轨卫星运载火箭为美国行星公司部署了88 颗3U 立方体卫星，这些卫星通过一次发射就全部进入LEO，如图3.2所示，印度还利用这种方式为其他客户部署了立方体卫星和一些较大的卫星，这也预示着地球轨道上小卫星的数量将急剧增加[10]。

图3.2　印度极轨卫星运载火箭于2017年2月发射了创纪录的104 颗立方体卫星（图片由ISRO 提供）

最令人关注的国际发展动态之一是“金砖五国”（巴西、俄罗斯、印度、中国和南非）于2017年7月在中国海口举行的会议上达成了最新协议。这些国家将在第一个与空间研究有关的实质性金砖国家合作协定下，共同开发遥感卫星星座。（http：//www.engineeringnews.co.za/article/Brics-bloc-agree-remotensing space Constellation-project-2017-07-04/rep-id：4136）

如图3.3所示，中巴地球资源卫星CBERS-4 正在建设中，这是巴西和中国国家航天局（China National Space Administration，CNSA）的一个合作项目，将被用于虚拟星座。南非国家航天局首席执行官Dr.Val Munsami 在中国举行的“金砖国家空间合作新倡议”会议结束时发表了以下声明：“我们致力于开展非洲天基知识和技术一体化的工作来改善非洲同胞的生活，并欢迎尊贵的合作伙伴来和我们一同实现这一重要目标。”[11]

图3.3　由中国和巴西联合制造的中巴地球资源卫星CBERS-4 将成为金砖国家计划中地球观测卫星虚拟星座第一阶段的一部分（图片由巴西国家空间研究所提供）

在该项目的第一阶段，卫星星座将是一个虚拟网络，5 个国家将共同创建一个遥感数据共享系统。这其中包括一个用于共享来自各国现有对地观测（Earth Observation，EO）卫星数据的网络。按照目前的计划，第二阶段将建立一个新的对地观测卫星星座。南非是这5 个国家中唯一还未拥有1 颗全尺寸遥感卫星的国家。它计划在2019 或2020年部署一颗名为“对地观测卫星-1”（EOSat-1）的全尺寸对地观测卫星，目前正在研制中。

当前，全球有几十个由政府和私营公司运行的遥感卫星网络。联盟和国际伙伴关系的构想不仅有助于国际合作，还可以减少地球轨道上不必要的遥感卫星数量、减轻轨道空间碎片日益增多的问题以及减小航天器在轨碰撞的高风险性。