越小越美的精灵——小卫星
2005年后，俄罗斯的空间监测系统发现在240千米到600多千米的近地空间，有越来越多的忽隐忽现的不明飞行物。这些不明飞行物都是近几年发射的重量很小的小卫星，大部分是小卫星的试验品，一部分是担负侦察任务的小间谍。美国情报专家说：我们想看看他们吃些啥，有没有熊掌和鱼子酱。
有的卫星走了一条从小到大，又从大到小的发展道路。20世纪80年代中期出现了新一代的小卫星。小卫星采用当代高新技术，应用新的设计概念和科学管理方法，极快速地提高了卫星的功能。
由于微电子技术的进步，小卫星采用了许多小型高性能的电子部件。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、纳米卫星打下了基础。如将所有的电子器件都集成在一个直径1分米的芯片上。这个芯片可以取代卫星主板而大大减轻重量。小卫星有那么多优点，那么能否将小卫星做得更小一点呢？
1993年，美国宇航公司在一份研究报告中首次提出了纳米卫星的概念。英国萨里大学首先提出将小卫星按重量细分：小于500千克的统称为小卫星。小卫星分为4个等级：100～500千克的称为小卫星；10～100千克的称为微卫星；小于10千克的称为纤卫星；小于1千克的称为皮卫星。小于10千克的统称为纳米卫星。
现代小卫星具有成本低、重量轻、体积小、性能高、研制周期短和大批量制造六大特点。小卫星在军事应用上极为广泛，成为军事卫星发展的方向之一。明着是科学家，实际是间谍，必要时直接成为杀手。微小卫星和纳米卫星可大量部署，机动性强、无法攻击。追求小卫星成为各国研究的潮流。俄罗斯专家笑曰，我们好像生活在小人国，在微观世界进行一场科技大战。
小卫星虽不能完全取代大型卫星，但作为临时替身毫无问题。单颗卫星的报价仅相当于一架喷气式战斗机，但是如果大量部署起来，也需要一笔不菲的开支。
最省钱的天文台——微卫星
英国萨里大学是最早研制并成功发射微型卫星的。2000年6月28日，中国的“清华-1”号微型卫星在俄罗斯普列谢茨克发射场发射升空。“神舟七号”在太空施放的小卫星直径40厘米，锂离子电池。它有两个镜头，可以拍摄清晰度4米到2千米范围内的图像，可以存储3000多张照片，并以几兆每秒的速度传回地面。2009年1月23日，日本一次发射了8颗卫星，其中7颗为大学和民间公司研发的微型卫星。到2011年底，各国已经发射了300多颗各种微型卫星。
2001年10月22日，欧洲空间局发射了一颗名叫“普罗巴”的微型地球观察卫星。“普罗巴”只有一个普通保险箱那么大，重量50千克，飞行高度615千米，分辨率18米，扫描宽度14千米。
“普罗巴”观察地球并不比大卫星逊色，但也有看走眼的时候。它能每天悄悄侦察中国十几次。欧洲空间局宣布“普罗巴”看见了北京长城，但最后证实是北京郊区的河流。分辨率较高的微型照相侦察卫星，确实能拍到清晰的长城，而且城堡、垛口都历历在目。“普罗巴”还是嫩了点。
欧洲大学生设计的“快车”号卫星，体积为60厘米×60厘米×90厘米，重量62千克，总计花费10万欧元。卫星在太空中开展地球图片拍摄、信号传输等试验项目。“快车”号卫星是由来自全球12个国家的20多所大学的200多名大学生，通过互联网共同设计的。卫星从设计建造到组装调试，直至2005年10月最后发射升空，前后仅用时18个月，当时创下了一项卫星研制时间最短的世界纪录。
地球上每天释放巨大的能源。闪电是能源释放，大雷雨前会产生强烈的电场加速，闪电与伽马射线的关系只能从太空被发现。美国国家航空航天局戈达德航天中心设计研发了3年，只花了100多万美元，一颗低成本高科技的微型卫星——“萤火虫”闪电与伽马射线探测卫星就诞生了。它可广泛地进行地球探测、生态学监听、地震预测和电离层监测。
“萤火虫”卫星由美国空间研究协会、哥伦比亚大学、马里兰东方大学协助，国家科学基金赞助。“萤火虫”卫星预计2012年发射。它将成为太空上最省钱的一座小天文台。
虚无缥缈的境界——纤卫星
美国空军上校弗理德·肯尼迪，在小卫星的基础上又进一步提出了小型太空器的概念，重量只有4.5～10千克，可以装载在小型导弹弹头上，由普通战斗机发射升空。一旦美军卫星受到敌对国家的摧毁，美军战机将紧急起飞并发射。如果这种小型太空器的有效载荷是高爆炸弹，完全可以成为截击卫星，靠近敌星自杀成仁。以几十万美元的代价换取几亿、几十亿美元的战果，是非常划算的。
美国国家航空航天局研究了一种直径19厘米，重量4.5千克的照相卫星。由于纤卫星发射很简便，目标又如此之小，敌方很难侦测到。哪怕侦测到了，也攻击不了。美国国家航空航天局的专家说：这年头，玩的就是未来的科技。
2008年11月29日，美国“奋进”号航天飞机发射升空。宇航员在旅途中向大椭圆轨道发射了一颗试验纤卫星，运行高度为456千米，试验新型太阳能电池。卫星由美国空军实验室的亨利·育博士与美国宇航公司的工程师们研制。卫星重约6.4千克，有4台640×480像素的微型彩色照相机，能拍摄地球、太阳、月球及获取航天器姿态数据等。
美国米尔迷公司发明的纤卫星是一颗民用卫星，直径38厘米，高10厘米，但它更像一颗反坦克地雷。那么多微型火箭发动机能机动灵活地变轨，悄无声息地飞行，似乎更偏重于长途奔袭。
在课桌上能造卫星吗？美国几个学习微电子与微机械的学生，在美国空军研究实验室的资助下，研制了一颗军事卫星。这颗微型卫星是仅10厘米见方的立方体，净重仅为1千克，但里面满满当当塞满了磁性继电器、微控制器、A/D 转换器，输入输出扩展器、敏感器、数字传输系统和镍电池等。
飞行的数码照相机。印度的纤间谍卫星，重量不到3千克，体积是各15厘米的立方形结构。别看这颗纤间谍卫星那么小，但它能贴着地球的大气层飞行，贴得近看得清，效果并不比那些大卫星逊色。卫星好像进入了一个越小越美、虚无缥缈的境界。
聪明的芯片在飞行——纳米卫星
纳米卫星是近年来发展起来的一种全新概念的卫星。纳米卫星采用微电子、微机电一体化技术。它由数个集成微型仪器组成，重量可降到0.1千克以下。纳米卫星很另类，好像是一块聪明的芯片在飞行。
纳米卫星的研制成本低，完全可以在流水线上大批量制造。纳米卫星平均每千克的研制费用为8万～10万美元；每千克的发射费用为2万～4万美元。1999年，美国、英国和瑞典各自发射了一颗纳米卫星。未来的第五代通信和网络系统——5G系统，就应用了纳米卫星技术。纳米卫星将引发一场新的空间技术革命。
纳米卫星虽小，但五脏俱全。卫星上的很多部件，如分析仪、激光光纤陀螺、图像传感器、微波发射机，以及电动机等有可能做得很小。它们集成在半导体基片上，构成纳米卫星的基本组成部分。美国半导体发现公司研究将卫星功能元件和小型仪器，集成到一个很小的半导体芯片上。一个由电池供电的微型芯片就可以起到一台仪器的作用，而不必再使用如太阳能电池阵，大大减轻部件的质量。
各国卫星专家都在各自闭门造车，抢夺先机，但都一致看中硅纳米技术。美国斯坦福大学利用硅纳米线制造锂离子电池。每条硅纳米线直径仅有一张纸的千分之一，一张扑克牌大小的锂离子电池可提供卫星的电能储备。有的纳米卫星采用砷化镓太阳能电池，推进剂是离子推进剂。如果要设计成一颗侦察卫星，并具有光电成像功能，只要用微电子工艺将整个卫星结构做在一块硅片上。这种硅纳米卫星大小如同一副扑克牌，直径不会超过15厘米，高度在1.5厘米左右，重量在0.1千克以下。
1999年，美国空军科学研究局、美国空军研究实验室、美国国家航空航天研究所制订并实施了一项大学纳米卫星计划。大学生们通过两年严格的专业概念训练，接受美国高等教育机构空间专业人员的一体化学习、飞行试验和飞行准备，使小卫星研究与发展获得成功。自1999年，大约有4500名大学生和27所高校参与了大学纳米卫星计划。扔手球发卫星卫星的集成化、纳米化，将带来一场卫星革命，许多新鲜的概念将成为现实。小卫星的发射方式非常灵活，一般会通过运载火箭搭载发射，而美国早已在3万米高度用飞机携带运载火箭，空中发射小卫星。小卫星可以由宇航员在宇宙飞船、航天飞机和空间站成组成批发射，然后分离到不同轨道。法国曾经尝试过一大带七小的组合方式。2007年，俄罗斯一次发射了14颗微型卫星。2008年，印度一次就将10颗小卫星、纳米卫星送上天。而俄罗斯更绝，宇航员在空间站好像扔手球一样发射小卫星。
美国一家宇航公司认为，在太阳同步轨道的18个等距离的轨道上，平均布置功能不同的36颗纳米卫星，共计648颗。它们组成一个庞大的星座，可保证在任何时刻覆盖地球上的任一点，相当于3颗地球同步卫星的功能。俄罗斯计划在稍高一点的轨道，布置180颗纳米侦察卫星，监视北美、欧洲、亚洲及敏感地区。
