立方體衛星正在促進太空工業模式的轉變

王景泉 （北京空間科技信息研究所）

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立方體衛星正在促進太空工業模式的轉變

王景泉 （北京空間科技信息研究所）

自從1999年美國加州工藝技術大學（CalPoly）和斯坦福大學提出了立方體衛星概念以后，逐漸出現了立方體衛星的發展熱潮。特別是2013年至今，已進入開發面向市場的決定性階段。2014年全世界共成功發射了131顆立方體衛星，其中有大約100顆已投入商業運行，到2016年，立方體衛星的發射數量可能會超過240顆。由于立方體衛星體現了低成本、快速研制和應用效果好等優勢，該類型的衛星很快就突破教學、技術試驗的范圍，沖向遙感、科學、通信、深空探測等太空系統主流應用領域。

1 微納皮衛星的范圍及立方體衛星的概念

籠統地說，從質量角度，微納皮衛星包括立方體衛星，而立方體衛星卻不能完全包括微納皮衛星。

微納皮衛星與立方體衛星的質量劃分

目前國外大部分文獻關于微納皮衛星的分類，主要以質量區分，即皮衛星0.1～1kg，納衛星1～10kg，微衛星10～100kg。微納皮衛星沒有明確的形狀和體積等要求，屬于上述哪種質量范圍，就歸于哪種衛星。

關于立方體衛星（CubeSat）的概念，顧名思義是立方體形狀的衛星，即有嚴格的形狀限制。一般定義為體積在10cm×10cm×10cm、質量在1kg左右的標準衛星為一個立方體衛星的基本單元（U）。立方體衛星可根據需要搭成由多個立方體單元組成的積木式衛星，已經出現1.5U、2U、3U、6U、12U（20kg）甚至27U的立方體衛星設計。基本單元（U）的尺寸也由立方體1個維度的尺寸增加，拓展到3個維度的尺寸都同時增加，但前題是必須保持立方體的基本形狀。

微納皮衛星與立方體衛星的聯系與區別

由于開始定義了立方體衛星1U約為1kg的界限，因此初期立方體衛星也往往被稱為皮衛星或納衛星，原因是立方體衛星的基本單元（U）的質量（1kg）既是皮衛星的上限，又是納衛星的下限。但由于出現了12U（20kg）甚至27U的立方體衛星，20kg以上的質量顯然已經超出納衛星的質量范圍，進入微衛星10～100kg的范圍。因此從質量上看，立方體衛星貫穿于微納皮3種衛星類型，最小的立方體衛星可進入皮衛星范圍，大些的多單元立方體衛星可進入納衛星甚至微衛星范圍。所不同的是，立方體衛星是微納皮衛星的特殊形式，即立方體衛星是微納皮衛星中特定的模塊化、標準化設計衛星，立方體衛星不但產品的通用性強，而且立方體的形狀也利于多星壘集同時發射。一般說來，初期的立方體衛星大多在長度這一維度上增加，因此更多的是長方體衛星。外形的立方體標準化設計，較方便于作為二次有效載荷連接釋放器進行軌道部署。從這個意義上說，如果不是按立方體衛星標準化設計，即使在立方體衛星的質量范圍內，也只能稱作微納皮衛星而不能稱作立方體衛星。如美國陸軍太空和導彈防御司令部（SMDC）2011年發射的“鷹眼”（KESTREL EYE）電子光學偵察衛星，雖然質量也是10kg，但不是立方體衛星的標準設計，只能屬于微納皮衛星。

可以說立方體衛星是貫穿于微納皮衛星質量范圍的標準化平臺，特別是近年來微納皮衛星之所以得到快速發展，在很大程度上得益于立方體衛星的新設計思路。近來立方體衛星出現了3個維度都增加的設計，有可能使立方體衛星更快走上較大型平臺的發展階段。如2014年8月，中國用長征-4B發射高分-2時，搭載的波蘭“亮星目標探測器-波蘭-2”，質量7kg，尺寸20cm×20cm×20cm，長、寬、高3個維度均增加一倍，而不是初期立方體衛星只在一個維度增加的設計。從質量上看，它屬于納星，但由于屬于嚴格的立方體衛星標準尺寸設計，仍稱為立方體衛星。美國新的“赫拉”立方體衛星系統，基于12U的設計，3個維度均有改變，是24cm×24cm×36cm尺寸的立方體形狀，也是3個維度都增加的立方體衛星設計。這是新出現的大型立方體衛星的標準尺寸樣式，這樣既加大了衛星發展的空間，又便于搭載使用標準化釋放裝置，適合作為二級有效載荷發射。

目前國際宇航科學院（IAA）和國際標準化組織（ISO）也開展了關于這種微納皮衛星的定義和設計要求的研究。為了更準確地定義這些衛星，IAA研究組提出了新詞“精瘦衛星”（Lean Satellite）的定義。定義微納皮衛星，即采用非傳統的、有一定風險的研制途徑，實現只利用少量的隊伍實現低成本研制和快速交付。其定義還明確，“小”的概念不只是涉及到衛星質量輕、尺寸小，還要體現衛星研制途徑簡單方便等特點。近年來，針對這種概念構建微納皮衛星大型星座和研制低成本運載火箭的趨勢，歐美國家有的文獻也稱之為是一次“軌道革命”。由于立方體衛星可以利用商用現貨產品（COTS）等開放資源進行標準化硬件設計，特別能促進研制隊伍范圍的擴大，又能低成本、快速交付，還可組成星座支持網絡式應用，因此促成微納皮衛星的快速發展，作為微納皮衛星的生力軍，立方體衛星具有研制日趨社會化、應用個人化的態勢，甚至有可能重塑太空工業模式。

鑒于立方體衛星是微納皮衛星的標準化形式，更能體現微納皮衛星的發展特點和優勢，本文重點討論立方體衛星。

“巨人”立方體衛星 CAD 模型

2 立方體衛星發展的主要動力

大學對立方體衛星的開拓

有些大學較早提出了立方體衛星的技術標準，如美國加州工藝技術大學（CalPoly）和斯坦福大學早在1999年就提出了立方體衛星標準。加州工藝技術州立大學當時還研制了標準化工藝皮衛星軌道部署器（PPOD），能夠釋放3U立方體衛星包（含數顆3U立方體衛星）。日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）此次也以皮衛星軌道部署器（JPOD）參與和加州工藝技術州立大學、斯坦福大學太空系統開發實驗室（SSDL）的合作。大多數立方體衛星計劃初期由大學提出并實施，目的是作為低成本的途徑用于宇航專業的學生獲得系統工程經驗和熟悉衛星研制的全過程。最早的立方體衛星于2003年6月30日發射，包括日本東京工業大學立方體技術工程試驗衛星-1（CUTE-1）、加拿大先進納米衛星試驗-1（CanX-1）、丹麥奧爾堡大學立方體衛星-1 （AUU-1）等。此后，微納皮衛星迅速發展，許多國家，特別是太空技術薄弱的國家，積極發展這種衛星用于技術試驗，為2013年后形成發展熱潮、擴大應用范圍奠定了基礎。

技術進步是立方體衛星快速發展的基本動力

立方體衛星代表了潛在的突破性技術，由此甚至可以尋找到太空技術體系中永久性的發展空間。立方體衛星近幾年設想的和已經實現的快速發展，主要源于科學技術，特別是電子技術的迅速發展，源于衛星有效載荷能力的巨大進步。立方體衛星不會完全代替大衛星，在很多應用領域仍是大衛星的補充，但在某些應用領域，快速的技術進步卻使得立方體衛星功能日漸強大，特別類似于當年采用強大功能的個人計算機的低成本用戶代替單體大型計算平臺的趨勢。對于立方體衛星系統，具有在整個項目全壽命周期實現投資和回報連續性的特點，這不但具有初期投資不高的好處，而且投資也與研制、試驗、飛行各個階段相匹配、協調，可以在項目期間和各個階段不斷修正，新技術也可以快速融入。

立方體衛星快速發展所涉及的技術主要包括微電子、低功率通信、高效率太陽電池、低成本精密度組裝、高能量密度電池、微機電系統（MEMS）、高密度存儲、場編程門陣列、高效率電機和執行機構、先進材料、集成化光學系統、微型敏感器和微型流體技術等眾多門類，這些領域的快速技術進步大大降低了立方體衛星發展的技術和成本障礙。

微小型化和集成化技術大大加快了衛星性能的快速提升。衛星下行數據率和存儲能力每10年可提高一個數量級，地面采樣距離（GSD）的進步也有類似的趨勢。采用新型結構復合材料，大大提高性能質量比，有些衛星性能質量比也能達到每10年提高一個數量級的水平。尚未達到物理極限和具有突破性的新技術潛力的衛星領域得到快速開發，電子壓縮技術不斷創造奇跡。采用多層太陽電池技術，效率可達44%以上，使得電源的產生與利用也處于快速增長態勢。由于在立方體衛星上采用可展開式太陽電池帆板，電源的產生作為衛星質量的函數更是大幅增加。記憶存儲合金技術，可使展開機構極大地降低質量、體積和成本；由于硬件質量大幅度降低，可膨脹式天線傳輸數據率提高的速度也十分驚人。近幾年幾乎所有的立方體衛星的分系統都進行著改進。比如，由于采用小型化星跟蹤器和反作用輪，優于1°的指向精度已經成為可能。在最近的立方體衛星設計中，包括X和Ka頻段的傳輸系統，其下行數據率已經達到100Mbit/s。這種改進推動了更先進的立方體衛星任務，并正在引起立方體衛星和傳統衛星的競爭。

諸如上述的技術發展，使得10年前為實現1m的空間分辨率，衛星質量至少要達到1000kg，如今質量100kg的衛星實現這一空間分辨率并不困難。傳統上，衛星個別部分的性能改進后，只要質量不變，就視為整顆衛星性能得到了改進。這樣一來，由于衛星的局部和分系統都在爭相進行改進，越來越多的分系統都能不斷超過設計要求，大大促進了整星性能的提升。現在6U的立方體衛星，已經能實現20m的空間分辨率，使得立方體衛星越來越大，功能越來越強。當然也有的公司在進行市場需求分析后得出結論，如果突破了1m的地面采樣距離，再進一步提高空間分辨率的商業空間就會越來越小，因此新趨勢是向質量更輕的立方體衛星發展，如行星實驗室等越來越多的公司目前把觀測分辨率限定為幾米，而將技術開發的重點放在如何降低衛星的質量上。

與所發射的衛星數量綜合考慮，這種衛星所采用的技術以及所達到的性能在過去的10～15年間持續改進，可預見未來這種改進將會繼續。發展質量較大的立方體衛星的趨勢十分明顯，2009-2013年，70%的立方體衛星低于3kg，而此后的2年，這種質量的衛星數量剛剛超過50%。2014-2016年，1～3kg的衛星明顯減少，而2～4kg或以上的衛星數量明顯增多。

3 立方體衛星的主要優勢和前景

最近幾年，立方體衛星的發展發生著巨大轉變。僅僅幾年以前，立方體衛星還主要用于教育計劃和技術試驗，今天這種衛星已經可以構成分布式星座太空系統，進入通信、遙感、科學和深空探測等主流應用領域。現在立方體衛星的發展呈指數增長態勢，主要特點是低成本和快速交付。

立方體衛星已經進入發展的快車道，沖出低谷后會出現更大的發展高潮

1999年開始引用立方體衛星概念設計標準立方體衛星，結合快速出現的電子技術小型化、集成化，引領了立方體衛星的快速發展。在此后的15年中，這種衛星數量快速增加，2013、2014年達到最高峰。對于可預見的未來，市場需求將繼續增長。

近年立方體衛星快速發展，逐年呈指數規律增加。2003-2012年近10年期間，全球大約發射300顆立方體衛星，而在2013年-2014年6月不到2年時間，這種衛星遠超過之前10年的發射數量。

立方體衛星發射數量變化

全球立方體衛星2010-2014年發射態勢

但2015年衛星發射遇到了兩次重大事故，即2014年10月軌道-阿連特技術系統公司（簡稱軌道-ATK公司）的“安塔瑞斯”火箭發射“天鵝座”飛船和2015年6月太空探索技術公司的獵鷹-9火箭發射“龍”飛船兩次失敗，導致分別損失26顆、8顆立方體衛星，使這一年的立方體衛星發展嚴重受挫。

這兩家公司的火箭承擔了大部分微小衛星的發射任務，軌道-ATK公司的“安塔瑞斯”火箭尤其關鍵，自2013年開始發射以來，該火箭發射的微納皮衛星占總數的1/3，主要是通過飛船運送立方體衛星進入“國際空間站”然后再釋放的形式完成。2015年11月，軌道-ATK公司“安塔瑞斯”火箭發射“天鵝座”飛船恢復飛行，同年12月，太空探索技術公司的獵鷹-9火箭發射“龍”飛船恢復飛行，有力促進了立方體衛星的發射。“國際空間站”貨運飛船恢復飛行后，立方體衛星的發射數量會出現大幅度提升。加之其他運載火箭的搭載和微小衛星專用運載火箭的發射， 2016年以后定會使立方體衛星的研制和發射走出低谷，出現更大的發展高潮。

低成本和快速交付是立方體衛星的基本優勢

立方體衛星使用商用現貨產品部件，較之使用抗輻射加固部件，衛星研制時間縮短許多，商用現貨所支持的批量化生產不但可大大降低成本，而且批量使用可通過統計建模設計提高性能和可靠性，有的性能甚至超過使用抗輻射加固部件。特別是立方體衛星使用的商用現貨產品電子部件，更支持標準化設計和批量制造，成為研制較低成本衛星的重要途徑。對立方體衛星的需求快速增加，獲得這些優勢需要采用與傳統衛星研制不同的設計、制造、項目管理思路，實現快速交付，發揮其快速投入運行等優勢，又可避免初期高投資等劣勢。

利用標準化設計，實現插拔式利用。立方體衛星的發展速度甚至類似于計算機能力每18個月增長一倍的摩爾定律（Moore），今天立方體衛星已經能完成幾年前要求較大衛星才能完成的功能。其低成本和快速研制周期使其可以快于已有的大衛星系統獲得效益。

立方體衛星組成星座形成強大功能，推動著更加迅猛的發展勢頭

通過大量建立衛星星座，新的太空初創公司正在瞄準突破傳統的太空工業模式，實現向全球用戶提供新業務和開辟新市場。這包括諸如圖像分析、資產跟蹤和高速數據連通等新應用。特別是地球觀測，通過向農業、礦業、災害管理、森林和野生動植物、財經業務等各行各業提供數據，而成為行業快速發展的關鍵驅動因素。

較之傳統大衛星，立方體衛星組成星座有非常明顯的經濟和技術優勢。一般傳統的大衛星，要求幾乎所有的錢要在所有投資回報到來以前花出。而對于立方體衛星系統，錢只要花出，就會在其計劃的整個周期內各階段連續地或多或少地產生效益。不但便宜，而且在整個計劃期間的研制、試驗、飛行過程可以進行更加靈活的計劃調整，新技術也能快速融入。這樣，立方體衛星的發展有可能重新塑造太空工業模式。這種微小型太空技術的發展有幾個關鍵優勢：一是可用于對數據通信難以滿足的需求和關于全球信息的需求；二是降低質量，大大降低發射成本和將日用電子產品裝進太空系統；三是拓展新投資資源，特別是及時利用來自爆炸性發展的信息工業的投資。

低成本和快速交付帶來的尚需進一步解決的問題是成功概率問題，從目前來看，立方體衛星的任務成功率低于傳統衛星，但組成星座就可以緩解單顆衛星成功概率不高的問題。統計表明，質量低于10kg的衛星，成功發射以后，只有48%的衛星能實現任務的成功。統計還發現，如果由大學或非航天制造機構研制的這種衛星質量超過10kg，其成功率還可能有更大下降。但立方體衛星除采用各種有效的方法解決可靠性問題外，主要發揮其以較低代價組成較大星座的獨特優勢，顯著扭轉單星成功概率低的劣勢，低成本和快速交付甚至使得偶爾的發射失敗都不受大的影響。盡管單顆衛星的成功率較低，但所設計的衛星星座有這樣的特點，即一顆衛星的故障并不一定導致整個衛星星座的失效，因為可以采取備份的方式加以彌補。甚至對于單顆衛星的計劃，也可通過允許任務中斷等設計，實現對成功概率低的緩解。雖然存在個別衛星不能完成任務的時段，但設計上可以實現整個計劃仍然可以維持運行。當然即使采取此種策略，改進單顆衛星的可靠性仍然是重要的，這樣可以降低整個計劃成本，或節省采用備份的計劃流程投入，或者盡量避免暫時的衛星任務中斷，挽救任務損失的風險。低成本的特點很容易引起人們設想，立方體衛星最終會像無線電、電視、計算機和移動電話那樣，具有個人擁有的方式，即個人可以擁有自己的立方體衛星。

立方體衛星發展向科學等廣度和深度拓展，越來越多國家加大支持力度

大學的立方體衛星獲得了明顯效果，初創公司從中看到了前景和希望，發展勁頭加大。對于像美國這種發達國家，美國國家科學基金會（NSF）和美國航空航天局（NASA）都迅速調整發展策略，促進開拓相關技術，并作為諸如地球遙感和大氣科學這些關鍵領域之間存在缺口的彌合途徑，加大支持力度。事實上美國國家研究委員會曾經明確地建議，“要大力開發與多衛星星座任務相關的甚小型衛星和先進的分系統”。

立方體衛星的重要特點之一是在可容忍風險的環境中發展，以此實現低成本地構建國家科學技術特別是空間科學技術的有效途徑。立方體衛星技術代表了目前空間科學研究模式的轉變，長期以來空間科學研究依靠昂貴的任務，導致預算超支、受政治影響的易變性以及復雜的機構結構等問題。立方體衛星給了空間科學機構相當程度的自主性，這種衛星平臺也是可靠的、有用的和高效費比的空間科學研究手段。對于已經具備航天能力的國家，只有創新才能引領更快的發展，立方體衛星也是可支持創新的有活力的平臺。

直到立方體衛星時代到來之前，只有傳統的空間發展國家，才有能力進行太空的生命和生物科學研究。而對于發展中國家，可以說立方體衛星為他們科學研究另辟蹊徑，使他們能夠獲得至今未知的太空獨特環境可以提供的發現，給這些發展中國家在地面突破空間科學的機會。另外，立方體衛星的低門檻也有利于發展中國家利用已有的研究發展投資，走上一個快速有效的全新發展途徑。

初創公司沖擊潛在的市場，太空產業模式的巨大改變即將來臨

近幾年，開發立方體衛星的初創公司大量涌現。比如，多年來氣象衛星主要采取公益性氣象數據分發方式，但隨著經濟的發展逐漸細微化、定量化，下游經濟體對氣象的需求也日益局部化和精細化，初創公司看到這一潛在市場，構建新公司發展商業性立方體氣象衛星星座，預示著這些初創公司將氣象預報從公益化推向商業化。將新出現的商業立方體星座數據融入氣象預報領域，不但能更好地保護生命和財產，支持新的和有創造力的氣象資源開發，能培育新的產業，減少政府投資，提升整個社會氣象預報的能力。新出現的地理光學公司（GeoOptics）、斯派爾公司（Spire）、行星智商公司（PlanetiQ）等使用導航定位衛星無線電掩星技術進行氣象預報，有可能成為氣象衛星數據商業化的首批初創公司。

美國國家和軍事成像偵察，多年來，要么是由專用軍事衛星提供，要么是政府買斷大公司的圖像數據。美國政府看到了立方體衛星公司如雨后春筍般涌現，必將成為有巨大潛力的信息資源，國家和軍隊要不失時機地利用這一資源，圖像信息獲取模式必須盡快改變，因此國家地理空間情報局（NGA）較早就向有關初創公司提供“種子基金”予以支持，有的公司已經進行過飛行試驗，并將繼續擴大應用模式的全方位試驗，證明不但重訪周期會大大縮短，而且還會使成像偵察從長久以來的靜態圖像向動態視頻偵察拓展。

新升級的立方體衛星

4 面臨的問題與挑戰

目前，立方體衛星的發展趨勢正處于轉折點。主要表現在每年發射越來越多的立方體衛星，越來越多和更有經驗的制造商進入這一領域，能使用更加先進的技術，開拓更多應用領域，特別是進入商業市場。隨著立方體衛星的迅猛發展，面臨的問題與挑戰也日益突出。

面對市場用戶，必須提升應對更高要求的能力

立方體衛星逐漸用于更高檔次的任務和需求，更多面對市場用戶，需要投入較多成本、更強的研制技能，以及提升管理能力，以應對更高的市場要求。這就意味著衛星研制者要提供較高等級的任務擔保，還要及時使用最新可以利用的技術，保持低成本、短周期和高性能的優勢，使得立方體衛星更具吸引力。對于任務擔保面臨新的挑戰，關鍵的計劃和技術驅動力是基于在各種不同的項目中研制立方體衛星的經驗來確定。現在這一領域的參與者更容易社會化，不一定局限于專業機構和隊伍，某些項目的驅動力對于相對缺乏經驗的隊伍承擔任務可能有更大的意義，但需要國家政策支持和營造社會環境。而對于更有經驗的隊伍來說，不斷進步的管理驅動力可以更快地引領較高概率的任務成功，提升應用成效。通過對某些立方體衛星系統關鍵特點的評估，可以發現，考慮利用高水平的創新能力和社會化參與后，可能更加適合面對市場的用戶。

仍需更大幅度地拓展技術進步的空間

未來立方體衛星所需的技術進步仍有巨大發展空間。比如，編隊飛行等新模式，對姿軌控有更高的要求，甚至相關的分系統都需要進行較大改進。對于低地球軌道以遠的任務，使用立方體衛星有更多的關鍵技術需要開發，如熱控、電推進、激光通信等很多關鍵技術尚需突破。由于某些立方體衛星在低軌道運行時的地面可視時間很短，就需要發展更多衛星的星座，但軌道的擁擠和軌道碎片的增加，使得碰撞問題和軌道安全問題受到更高關注度，同時高分辨率大型光學系統的物理限制也需要突破微型展開技術等難題。要提高衛星性能，必須把著眼點放在衛星系統的每瓦、升和千克所能實現的性能上。立方體衛星提高性能可有兩種途徑。一是研制更大規模和更高能力的系統，這樣，隨著技術的進步，每顆衛星上獲得的性能提高，基本符合摩爾定律。這種途徑已經采用過多年，以最新的技術水平來提高系統性能是行之有效的。二是在衛星的體積內，封裝的電子系統更密實，以實現每顆衛星安裝更多的單元。按照這種思路發展，立方體衛星的可用性將有較大發展空間。

立方體衛星部件設計的新挑戰

美國行星實驗室立方體衛星鴿群-1A（Flock-1A）部署前在空間站艙中的布局圖，照片顯示4個釋放裝置，每個釋放裝置裝有2顆“鴿子”（Doves）衛星

當前已經看到，對立方體衛星部件的要求正在發生明顯的變化，對于諸如多衛星星座等新市場的參與者，大型立方體衛星的科學和商業等主流應用是主要的驅動因素。為了面對這一挑戰，需要開拓設計和制造衛星部件的新途徑，支持其快速發展。

新的多衛星星座作為新興市場的參與者和推動力，對于立方體衛星部件的設計要求，目前正在發生著巨大改變。其特點是星座衛星的交付時間明顯縮短，單顆衛星的價格較低。新參與者的代價必須能夠接受較高的風險，這主要是基于系統或星座冗余的支持。這也就需要改變分系統和部件的要求。另一個改變是即將到來的10～50kg衛星市場的擴大。最早產生于教育立方體衛星機構的這種衛星所采用的立方體衛星技術，對于真正的科學或商業應用已經不完全適合。為此不少公司和科學機構正在研制或計劃研制多種新型立方體衛星，對部件市場產生了更大數量和更多的新要求。由于對有效載荷、電源等有越來越高的需求，所以立方體衛星體積和質量有不斷增長的趨勢。以前的教育衛星大多為1～3U立方體衛星，而對于商業和科學任務，目前逐漸趨于向6U、12U、16U 和27U發展，對衛星部件的商用現貨產品需求也呈猛烈增長態勢，衛星部件從大學的實驗室研制模式逐漸走向生產線研制模式。

作為二級有效載荷發射存在的問題和對專用火箭的需求

對于立方體衛星，軌道機動能力代表著應用的機會與挑戰。目前由于立方體衛星大多作為二級有效載荷發射，立方體衛星的軌道位置受限于主有效載荷軌道位置的約束，即由于必須適應主有效載荷的軌道要求，因此，必須接受對于立方體衛星來說，主有效載荷發射所達到的軌道并不是最佳軌道的現實。立方體衛星的開發者總是希望具有軌道機動的某種能力，但提供搭載的發射提供者一般又不能接受立方體衛星攜帶推進系統，因為可能影響主有效載荷發射時的速度變化或產生污染風險。立方體衛星專用發射手段問題提上議事日程。美國已經開始針對專門用于發射立方體衛星的風險計劃，該計劃要求提供批量立方體的專用發射。這種衛星目前一般是作為二級有效載荷發射，存在的主要問題是對飛行軌道和發射日程缺少控制力。

2015年10月，美國航空航天局宣布向3家公司授予研制立方體衛星專門發射火箭的合同，這3家公司是螢火蟲太空系統公司、火箭試驗室和處女銀河公司。而目前這3家公司均未向軌道發射一顆衛星，NASA的合同支持每一個承包商進行一次試發射。3個合同總額是1710萬美元。

除了美國和日本在“國際空間站”上的立方體釋放器以外，歐洲航天局、俄羅斯、中國等都有立方體衛星運載火箭搭載釋放器。NASA最早有一個發射小衛星釋放器，稱為“納米衛星的教育發射”（ELaNa），但局限是只能在NASA的運載火箭有剩余發射能力時，安排NASA和大學的立方體衛星發射。直到現在，立方體衛星的發射基本上還是依靠其他的運載火箭搭載進入太空。NASA立方體衛星專用火箭的開發，將是立方體衛星脫離搭載局限，向作為主有效載荷發射邁出的重要一步。

大數量立方體衛星發射，軌道碎片問題不容忽視

立方體衛星以星座投入運行，一個重要特點是衛星數目特別巨大，現在美國太空探索技術公司已經提出4000顆衛星的星座，衛星壽命結束后的軌道處理是關系到整個地球軌道安全的大問題。但到目前為止，所有立方體衛星任務，或者依靠在軌自然衰減，或者利用某種技術途徑加速軌道衰減，總之要遵循機構間空間碎片協調委員會（IADC）指南25年內實現軌道衰減的共識。由于立方體衛星大多不攜帶軌道推進系統，衛星軌道壽命結束后的處理措施，即如何使立方體衛星不會成為軌道碎片源也成為重點關注問題。

CubeSat is Accelerating the Transformation of Space Industry Model