纳米卫星，简称“纳卫星”，是指重量低于10千克的现代小卫星，又叫毫微卫星。纳米卫星的特点是单颗卫星体积小，功能单一，但多颗卫星组成星座后可实现并超越一颗大型卫星的功能。小型卫星、微型卫星和纳米卫星的区别是：小型卫星为一种可用常规运载器发射的航天器，质量为100～500kg；微型卫星定义为所有的系统和子系统都全面体现了微型制造技术，并可实现一种实用功能，质量为10～100kg；纳米卫星是一种尺寸减小到最低限度的微卫星，其功能有赖于一种分布式星座结构来实现，质量为1～10 kg。

“麻雀虽小五脏俱全”的纳米卫星

纳米卫星的产生历程

在航天发展史上，由于受运载能力及技术水平的限制，早期研制的卫星都采用小卫星方案，其重量只有几十千克。70年代末，由于大推力运载火箭的研制成功和设计与制造能力的提高，大型多功能卫星开始出现，卫星体积不断增大，功能也越来越复杂。随之而来的是成本不断攀升，风险逐渐增加。如一枚“大力神”／“半人马座”运载火箭连同所发射的侦察卫星价值可达10.5亿美元以上，一旦发射失败就会造成严重的损失。为此，航天界又将目光重新投向了小卫星。

1984年，美国国防高级研究项目局实施了“全球低轨道信息中继”(GLOMR)计划，在一年之内，以不到100万美元的投入制造了一颗数字式存储转发型中继卫星。这颗星重67.5kg，直径0.4m，自旋稳定，由美国防御系统公司制造，1985年10月由航天飞机上的专用分离罐成功地弹射出去，1986年脱离轨道前完成了所赋予的任务。卫星以1.2kbit／s的速率进行数据传输，发射机最大功率为10W，用于接收并传输设置在极地冲帽下的水下监视器采集的数据。它的研制和使用标志着小卫星重新获得了航天界的重视。

此后，国防高级研究项目局、美国航宇局、美海军以及一些大学和公司相继研制了一系列小卫星，如美国的“多址通信卫星”(MACSAT)，英国的萨瑞“大学卫星”(UoSAT)系列卫星，“韩国卫星”(Kitsat)系列卫星，美国的“通信、记录与观测多功能自主试验卫星”(Maestro)，美国的“信息包卫星”(Pacsat)，以及阿根廷的“卢萨特”(Lusat)卫星等等，由此掀起了一股研制应用小卫星的热潮。

由于技术的进步，特别是微电子技术的进步，新一代的小卫星采用了许多小型高性能电子部件，使得它们具有一些大型卫星才有的功能，并为小卫星进一步微型化，进而发展成微型卫星奠定了基础，如新型的数据传送微型卫星，可以采用最新研制的效率为30％的串联太阳能电池覆盖整个卫星表面在阳光直射时可获得8W的功率，从而解决了动力问题，进一步减轻了质量。如果能将所有的电子器件都集成在一个直径0.1 m的硅圆片上，则这个圆片可以取代卫星主板而大大减轻质量。采用镁或复合材料代替铝，在电子系统中应用高密度组装技术，可使一颗“业余无线电爱好者”微型卫星的质量从以前的10kg减至5kg，而且功能不受影响。

纳米卫星的概念最早是由美国宇航公司于1993年在一份研究报告中首次提出的，它带来了小卫星设计思想上的根本变革。纳米卫星足以微机电一体化系统(MEMS)技术和由数个MEMS组成的专用集成微型仪器(ASIM)为基础的一种全新概念的卫星，重量在10千克以下，甚至可降低到0.1千克以下。纳米卫星由分层的、充满电子器件的硅圆片和其他分系统构成。纳米卫星主要通过分散的星座式结构实现卫星组网工作，可以完成许多任务，包括空间大范围的制图和地面战场增兵等。

纳米卫星浪潮席卷多国

随着微电子、微机械等高新技术的发展，近年来许多国家兴起了发展微小型卫星的热潮。微小型卫星具有研制周期短、更新换代快、造价低、能快速发射、便于多星组网工作等诸多优点，特别适用于在局部战争中的战区通信和对战区进行短期侦察、监视和跟踪等。面对未来局部战争时间上的突发性、战争爆发地点的不确定性和战场瞬息万变等情况，这些都需要战场指挥员根据具体要求应急发射小卫星，并在24—72小时内完成部署。俄罗斯／原苏联的返回型卫星已采用这一策略并具备这种应急发射能力，美国也正积极朝这方面发展。

目前的纳米卫星大多还处于演示和试验阶段，一旦真正投入实际应用以后，由于其技术已经成熟，卫星生产成本将降低，并且由于其重量轻、体积小，可一箭多星发射，发射成本也将大大低于一般卫星。另外，卫星的研制将不再需要大型的试验设施和厂房，可以在大学或研究所的实验室里研制，研制费用也大大降低。研制、生产和发射成本的降低，将促进其商业化，为国民经济作出巨大贡献。在军事领域，纳米卫星由于采用分布式星座结构，可以快速发射和替换，生存能力较强。