Satelit kecil: Samudra biru baru untuk pengembangan industri antariksa komersial.

Satelit merupakan komponen inti dari penerbangan luar angkasa komersial, mencakup hampir seluruh hulu dan hilir industri, mulai dari manufaktur dan peluncuran hingga pengoperasian dan aplikasi. Sebelumnya, satelit biasanya memiliki berat berton-ton, berharga puluhan atau bahkan ratusan juta yuan, memiliki siklus pengembangan yang berlangsung selama beberapa tahun, dan biaya peluncuran sering mencapai ratusan juta yuan. Satelit komersial membutuhkan waktu satu dekade atau lebih untuk mengembalikan biaya investasinya, dan biaya aplikasi yang tinggi menghalangi calon investor.

Dengan terus berkembangnya teknologi dan aplikasi satelit, serta tuntutan akan biaya satelit yang lebih rendah dan risiko yang lebih kecil, terdapat kebutuhan mendesak untuk mempercepat siklus pengembangan dan manufaktur satelit. Hal ini terutama berlaku untuk satelit khusus untuk misi tunggal dan konstelasi satelit, yang membutuhkan teknologi satelit yang hemat biaya dan memberikan hasil yang cepat. Oleh karena itu, teknologi satelit kecil muncul untuk memenuhi kebutuhan ini. Dibandingkan dengan satelit besar, fitur-fiturnya yang canggih, cepat, murah, dan andal menawarkan kemungkinan lain bagi masyarakat.

 Kualitas rendah, biaya rendah, risiko rendah 

Satelit kecil bukan hanya berukuran kecil, tetapi juga memiliki teknologi yang sangat terintegrasi dan otomatis, terutama perkembangan pesat komputer yang memungkinkan miniaturisasi komputer pengendali dan pemroses di dalamnya. Platform satelit kecil biasanya mencakup sistem untuk energi, komunikasi, pemrosesan data di dalam satelit, dan pengendalian sikap satelit, dan muatannya meliputi komunikasi, pengamatan Bumi, dan ilmu ruang angkasa—benar-benar sistem yang kecil namun lengkap.

Dari perspektif siklus pengembangan, satelit kecil dapat dengan cepat menyelesaikan seluruh proses mulai dari desain, manufaktur, peluncuran, dan operasi di orbit, dan umumnya dapat dikembangkan dalam waktu satu setengah tahun, sementara masa pakai rata-ratanya umumnya lebih dari sepuluh tahun.

Kedua, satelit kecil menawarkan efektivitas biaya yang tinggi. Metode peluncurannya yang fleksibel tidak terbatas pada menara peluncuran tetap; satelit ini juga dapat diluncurkan dari pesawat terbang atau dibawa oleh satelit lain, sehingga secara signifikan mengurangi biaya pengembangan dan peluncuran. Harga satu satelit kecil, termasuk peluncuran, sekitar 30 juta RMB, menjadikannya tidak hanya murah tetapi juga relatif berisiko rendah.

Beragam aplikasi, memenuhi kebutuhan cakupan global.

Satelit kecil modern memiliki berbagai macam aplikasi. Di bidang sipil, satelit dapat digunakan dalam komunikasi, pengamatan Bumi, penginderaan jauh ruang angkasa, pengamatan meteorologi, eksplorasi laut, pengintaian darat, dan penelitian ilmiah. Di antara aplikasi tersebut, komunikasi seluler menggunakan satelit kecil telah menjadi topik hangat, dengan Iridium dan Globalstar sebagai contoh tipikal. Satelit kecil juga memainkan peran penting di bidang militer karena dapat dikembangkan, diluncurkan, dan dikerahkan dengan cepat, sehingga memenuhi persyaratan khusus di masa perang.

Berangkat dari hal tersebut, kemampuan jaringan satelit kecil merupakan faktor kunci dalam pengembangan perusahaan satelit kecil komersial. Konstelasi satelit kecil, yang dibentuk oleh beberapa satelit yang disusun dalam posisi orbit yang berbeda, dapat meningkatkan waktu dan resolusi misi, memenuhi kebutuhan akan cakupan global secara real-time.

Pada saat yang sama, beberapa satelit kecil dapat mempertahankan posisi relatif dan terbang dalam formasi untuk bersama-sama menjalankan misi. Sinyal yang mereka amati dapat diproses secara koheren untuk membentuk satelit deteksi virtual, memungkinkan aplikasi baru yang tidak dapat dicapai oleh satelit besar.

Dengan perkembangan mikroelektronika, mikromekanika, nanoteknologi, dan teknologi lainnya, serta inovasi dalam konsep desain satelit, tren miniaturisasi satelit semakin cepat, dan kinerja mikro dan nanosatelit meningkat pesat, menjadikannya komponen paling aktif dalam pengembangan bidang satelit kecil. Satelit Starlink milik Elon Musk adalah contoh utamanya.

 Perkembangan pesat mengantarkan era komersialisasi.

Pada tahun 2015, era penerbangan luar angkasa komersial dimulai, dengan perusahaan satelit kecil komersial mulai bermunculan secara global. Beberapa faktor mendasar mendukung perkembangan industri satelit kecil komersial:

I. Penurunan Biaya Peluncuran: Dengan perkembangan pesat perusahaan roket komersial, yang dipimpin oleh SpaceX, dalam beberapa tahun terakhir, biaya peluncuran satelit mulai menurun secara signifikan. Diperkirakan biaya peluncuran satelit akan terus menurun seiring dengan semakin matangnya teknologi yang dapat digunakan kembali.

II. Industri kedirgantaraan semakin matang: Komponen kedirgantaraan tradisional sangat mahal. Untuk memastikan stabilitas komponen, biaya pengembangan satelit besar biasanya mencapai ratusan juta yuan, dan mereka menggunakan komponen yang sangat matang dengan banyak cadangan. Di era kedirgantaraan komersial, komponen tingkat COTS (Commercial Off-the-Shelf) secara bertahap semakin matang, memungkinkan perusahaan satelit kecil komersial untuk mengendalikan biaya dan mencapai peningkatan iteratif yang cepat melalui komponen kelas industri.

Ketiga, liberalisasi kebijakan: Dengan SpaceX yang menempati sumber daya orbit dengan meluncurkan sejumlah besar satelit kecil, pemerintah dan badan antariksa di seluruh dunia umumnya merasa tertekan dan oleh karena itu memilih untuk melonggarkan pembatasan pada industri satelit kecil sampai batas tertentu atau memberikan dukungan kebijakan yang sesuai.

 Jumlah peluncuran meningkat dari tahun ke tahun, dan semakin banyak negara yang ikut serta dalam persaingan ini.

Berkat latar belakang industri yang telah disebutkan di atas, satelit komersial kecil mulai berkembang pesat. Diperkirakan jumlah peluncuran satelit komersial kecil akan terus meningkat dari tahun ke tahun selama 10 tahun ke depan. Menurut statistik terbaru yang dirilis oleh lembaga think tank AS, Space Engineering, lebih dari 300 satelit mikro-nano dengan berat kurang dari 50 kg diluncurkan ke luar angkasa hanya pada tahun 2017.

Pada 19 November 2013, Orbital Sciences Corporation dari Amerika Serikat meluncurkan roket yang membawa 29 mikrosatelit dan nanosatelit. Tiga puluh jam kemudian, perusahaan Rusia Kosmotras meluncurkan 32 mikrosatelit dan nanosatelit ke orbit. Pada 15 Februari 2017, India meluncurkan 104 satelit, 103 di antaranya adalah mikrosatelit dan nanosatelit. Pada 22 Februari 2018, SpaceX meluncurkan proyek Starlink-nya, dengan roket Falcon 9 yang mengirimkan dua satelit komunikasi eksperimental kecil ke orbit. Hingga 14 September 2021, proyek Starlink telah meluncurkan total 1.791 satelit, dengan 76 satelit dikeluarkan dari orbit, sehingga tersisa 1.715 satelit yang saat ini berada di orbit.

Sementara itu, Inggris dan Swedia meluncurkan nanosatelit pada tahun 2000; Prancis, India, Argentina, Chili, Brasil, Korea Selatan, Thailand, Pakistan, dan negara-negara lain sudah memiliki satelit kecil mereka sendiri. Lebih lanjut, Indonesia, Malaysia, Filipina, dan Taiwan berkolaborasi dengan negara-negara penjelajah ruang angkasa utama untuk mengembangkan satelit kecil atau mikrosatelit.

△"Satelit Eksperimental-1" dan "Satelit Nano-1" diluncurkan dari Pusat Peluncuran Satelit Xichang.

 situasi peluncuran satelit kecil negara saya

Sejak tahun 1995, berdasarkan kebutuhan nasional akan pengembangan teknologi komunikasi ruang angkasa-ke-bumi di masa depan, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok (CAS) mengusulkan untuk mengembangkan secara mandiri mikrosatelit komunikasi data orbit rendah pertama Tiongkok dengan berat kurang dari 100 kilogram dan sistem komunikasinya. Pada tanggal 21 Oktober 2003, proyek inovasi pengetahuan utama CAS, mikrosatelit komunikasi simpan-dan-teruskan "Inovasi-1", berhasil diluncurkan ke orbit. Ini adalah mikrosatelit pertama yang dikembangkan secara mandiri oleh Tiongkok dengan berat kurang dari 100 kilogram, dan juga mikrosatelit komunikasi data orbit rendah generasi pertama Tiongkok, yang memainkan peran penting dalam penelitian dan pengembangan mikrosatelit di Tiongkok, dan membuka babak baru dalam pengembangan mikrosatelit di Tiongkok.

Pada pukul 11:59 pagi tanggal 18 April 2004, di Pusat Peluncuran Satelit Xichang, roket pembawa Long March 2C berhasil meluncurkan "Satelit Eksperimental-1", yang dikembangkan secara independen oleh Institut Teknologi Harbin, ke luar angkasa. Pada saat yang sama, roket tersebut juga membawa dan meluncurkan satelit eksperimental "Nano Satelit-1", yang beratnya kurang dari 25 kilogram dan digunakan untuk eksplorasi dan eksperimen teknologi tinggi. Ini menandai terobosan penting dalam teknologi pengembangan satelit kecil di negara kita.

Pada bulan September 2008, satelit pendamping dari wahana antariksa berawak Shenzhou-7 diluncurkan ke luar angkasa. Ini adalah mikrosatelit berbasis ruang angkasa pertama Tiongkok, yang dikembangkan berdasarkan teknologi matang mikrosatelit Inovasi-1 dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok. Selanjutnya, satelit Inovasi-1 (02) juga berhasil diluncurkan ke luar angkasa pada bulan November tahun yang sama.

Pada pukul 15:06 tanggal 10 Mei 2012, negara saya berhasil meluncurkan Satelit Penginderaan Jauh-14 ke luar angkasa menggunakan roket pembawa Long March-4B dari Pusat Peluncuran Satelit Taiyuan. Secara bersamaan, satelit TianTuo-1 juga berhasil diluncurkan. Keberhasilan peluncuran TianTuo-1 menandai terobosan signifikan bagi Tiongkok di bidang mikrosatelit.

Dari peluncuran sukses satelit buatan pertama Tiongkok pada tahun 1970 hingga peluncuran puluhan mikrosatelit dalam satu roket saat ini, perjalanan ruang angkasa umat manusia telah meningkat secara signifikan. Pengembangan lebih lanjut eksplorasi ruang angkasa tak pelak bergantung pada pengurangan biaya. Standardisasi, modularitas, biaya rendah, siklus pengembangan yang singkat, dan penyebaran yang fleksibel dari satelit kecil memberi mereka potensi pengembangan yang sangat besar. Pesatnya perkembangan industri satelit kecil merupakan kebutuhan untuk pengembangan teknologi kedirgantaraan. Diyakini bahwa melalui kemajuan teknologi yang berkelanjutan, potensi keunggulan satelit kecil akan semakin terwujud, memberikan dukungan yang lebih kuat untuk inovasi dan kemajuan dalam eksplorasi ruang angkasa.