МИНИСПУТНИКИ
К классу миниспутников относят космические аппараты массой от 100 до 500 кг. КА данного класса широко используются для решения задач связи, дистанционного зондирования Земли, проведения научных исследований и экспериментов, отработки новых технологий и др. В 2000 году введена в эксплуатацию глобальная спутниковая система связи 'Глобалстар', основу орбитальной группировки которой составляют 48 мини КА массой 450 кг. Для решения задач съемки земной поверхности c 1990 года на орбиту было выведено более 25 космических аппаратов мини класса.
Несмотря на массогабаритные ограничения, ряд КА обеспечивают высокодетальную съемку. Так КА Orbview 3 (360 кг) обеспечивает получение изображений земной поверхности с максимальным разрешением 1 м, EROS В (300 кг) - 0,7 м, Topsat (120 кг) - 2,8 м. Данные, получаемые с помощью этих КА, используются как в коммерческих целях, так и для решения военных задач.
Технологии создания КА данного весового класса хорошо отработаны как в США, так и в европейских странах. Разработка мини-КА целевого назначения ведется в Израиле, Индии, Китае, Японии, некоторых странах Южной Америки и Африки. Особенностью разработки мини-КА в азиатских странах и странах третьего мира является привлечение ведущих американских и европейских предприятий авиационно-космической промышленности.
В целом, мини КА могут использоваться как самостоятельное средство решения широкого спектра задач в космосе - связи, исследования Земли, метеорологического обеспечения, а также решения научно-исследовательских задач как на околоземных орбитах, так и при изучении дальних планет.
МИКРОСПУТНИКИ
Микроспутники - класс КА массой 10100 кг. На базе КА данного класса в 1998 году была развернута группировка системы спутниковой связи ORBCOMM из 28 микро КА. Масса аппаратов составляет около 40 кг. Помимо обеспечения связи, микро КА могут использоваться для съемки Земли со средним разрешением. Такие аппараты используются для решения задач обнаружения очагов пожаров, съемки в интересах контроля чрезвычайных ситуаций и оценки последствий стихийных бедствий, экологического мониторинга и метеонаблюдения.
Фирма Surrey Satellite TechnologyLtd. в сотрудничестве с Алжиром, Нигерией, Турцией и Китаем разработала серию микро-КА (массой 80-90 кг) для глобальной космической системы мониторинга районов стихийных бедствий DMC (Disaster Monitoring Constellation). Аппаратура микро КА системы DMC позволяет вести многоспектральную съемку с разрешением 30-40 м.
Техническим университетом Берлина разработана серия микро-КА TUBSAT, предназначенных для проведения экспериментов в области спутниковой связи, съемки Земли, отработки технологий бортовых систем энергообеспечения и др. Особо стоит отметить микро-КА DLRTUBSAT, на борту которого установлены три камеры, одна из которых позволяет проводить съемку с разрешением 6-8 м. В начале 2007 года на орбиту выведен микро-КА LAPANTubsat (57 кг), который
обеспечивает съемку с разрешением 5 м.
В связи с тем, что микро-КА съемки земной поверхности имеют невысокую точность системы ориентации, а получаемые изображения имеют низкую точность привязки, их применение в картографии и военных целях достаточно ограничено.
НАНОСПУТНИКИ
Достижения в области микроэлектроники, МЭМС, новых материалов открыли возможность создания нового поколения космических аппаратов - наноспутников. К классу наноспутников относятся космические аппараты массой 1-10 кг. Основное назначение КА данного класса - отработка новых технологий и проведение экспериментов в космосе. Технологии, используемые при разработке наноспутников, относятся к разряду передовых. Работы по созданию КА нано класса активно ведутся военными ведомствами зарубежных стран как самостоятельно, так и с привлечением научно-исследовательских организаций и учебных заведений гражданского профиля.
Так, при финансовой поддержке Управления перспективных исследовательских проектов МО США DARPA в Государственном Университете шт. Аризона был разработан нано КА ASUSat (массой 6 кг), на борту которого установлены две миниатюрные оптико-электронные камеры, обеспечивающие съемку с разрешением 15 м.
Значительных успехов в разработке нано-КА достигла фирма Surrey Satellite Technology Ltd., ее аппарат SNAP1 массой 6,5 кг является единственным наноспутником с ДУ на жидком топливе. КА предназначался для отработки технологий сближения с другим КА и наблюдения за его работой с помощью четырех камер.
В канадском университете г. Торонто разработана серия нано КА CanX. Первый аппарат CanX1 выведен на орбиту в 2003 году. Завершается разработка второго КА - CanX2, запуск которого запланирован на лето 2007 г. С помощью КА планируется исследовать искажения навигационных сигналов системы GPS, провести эксперименты в области новых материалов, отработать ряд новый технологий, испытать многослойные СБ, миниатюрные LiIon АБ, CMOS-камеру, гироскопическую систему на основе нанотехнологий, датчик Солнца и др.
ПИКОСПУТНИКИ
К классу пикоспутников относятся аппараты массой менее 1 кг. Первые пикоспутники массой 170500 г были разработаны в США и в 2000 году выведены на орбиту с помощью вспомогательного устройства OPAL (Orbiting Picosatellite Automated Launcher).
В число задач запущенных пико-КА вошли: отработка технологий радиочастотного переключателя на базе МЭМС (DAPRA Picosat), эксперименты в области передачи сигналов с помощью маломощных передающих устройств, отработка технологий датчиков системы ориентации (ARTEMIS) и др. В настоящее время основной целью разработки пикоспутников является отработка перспективных технологий, которые могут быть использованы при создании космических аппаратов нового поколения.
Вывод пикоспутников на орбиту в качестве попутного полезного груза позволяет сократить общую стоимость исследований и экспериментов. Срок разработки КА данного класса составляет от нескольких месяцев до года. Большая часть программ по разработке пикоКА принадлежит учебным заведениям США. КА данного класса также разрабатываются в Норвегии, Японии, Юж. Корее, Великобритании, Германии, Италии, Канаде, Дании и др. В апреле 2007 года должен состоятся запуск серии пико КА CalPoly (CP3, CP4), разработанных Калифорнийским университетом. На КА планируется отработать технологии миниатюрного датчика Солнца, системы приема/передачи данных, системы ориентации и стабилизации, бортового ЗУ и др.
Масса установленного на КА экспериментального оборудования составляет около 33% общей массы аппарата. Срок активного существования пико КА определяется возможностями системы энергообеспечения и в среднем составляет 5-8 месяцев. Для пико КА, оборудованных маломощными аккумуляторами, он составляет несколько недель, а при установке дополнительных солнечных батарей может составить год и более.