根据卫星的质量，重量低于500公斤的卫星称为小型卫星，100-500公斤的卫星称为微卫星，10-100公斤的称为微卫星，小于10公斤的称为纳卫星。
1957年10月4日，苏联发射的第一颗人造地球“小型”卫星，带有外置无线电天线，用于广播无线电脉冲。20世纪80年代末，出现了一种新的卫星模式，即现代小型卫星，开辟了新的空间应用领域。在过去几年中，卫星工业开发了一套综合的卫星子系统和小型卫星总线。2012年以前，全球小卫星处于技术积累阶段，每年部署数量在50颗以下；2013-2016年，进入业务化应用阶段，每年部署数量超过100颗。2013至2022年，全球共发射航天器总质量4900t，其中小卫星质量占比24%。这10年发射的航天器中，质量为201～600kg的微小卫星数量最多，数量占比48%，质量占比22%。2022年，全球共发射航天器总质量991t，其中小卫星质量占比54%。质量为201～600kg 的微小卫星数量最多、总质量最高，分别占比70%和51%。
小卫星由有效载荷、结构与机构、热控制、电源、姿态与轨道控制、测控、数据管理等分系统组成，具有先进、快速、低廉、可靠的特点，可用于灾害监测、热带气旋全球导航、追踪船只、监测天气、大气层监测研究、地球观测、船舶追踪、通信、气象、探测热带气旋等。
发展历程
1957年10月4日，苏联发射的第一颗人造地球“小型”卫星，带有外置无线电天线，用于广播无线电脉冲。它是一个直径58厘米、重83千克的抛光金属球体，配有1瓦发射机，频率为20.005和40.002 MHz。对无线电信号的分析被用来收集电离层电子密度的信息。中国于1970年4月24日成功发射的第一颗卫星“东方红一号”，重量为173千克，是中国第一颗简单小卫星。一年后，1971年3月又发射了第二颗简单小卫星“实践一号卫星”，重量为221千克，这颗小卫星在太空中成功运行了8年，取得了大量的科学研究数据。
20世纪80年代末，出现了一种新的卫星模式，即现代小型卫星，开辟了新的空间应用领域。利用子系统方法确定了影响小型、低成本卫星总线设计的主要设计问题和限制因素。关键的设计领域包括改进电池技术和开发可展开的太阳能电池阵列、姿态控制组件、星载数据处理/存储和地面站数据采集设备。
1990年中国发射风云一号气象卫星的同时，又搭载发射了两颗小卫星。1994年2月，中国运用成熟技术，以较快速度研制发射了“实践四号”小卫星，这颗重396千克的卫星，由“长征三号”火箭搭载发射，卫星在轨道上进行了空间幅照环境探测与研究，并进行了砷化镓太阳电池和镍氢电池等试验，取得了令人鼓舞的成果。1996年，中国空间技术研究院运用现代管理方法，仅用了不到两年时间，就完成了“实践五号”现代小卫星工程研制。卫星于1999年5月10日在太原卫星发射中心搭载发射升空。
2012年以前，全球小卫星处于技术积累阶段，每年部署数量在50颗以下；2013-2016年，进入业务化应用阶段，每年部署数量超过100颗。2013至2022年，全球共发射航天器总质量4900t，其中小卫星质量占比24%。这10年发射的航天器中，质量为201～600kg的微小卫星数量最多，数量占比48%，质量占比22%。
2022年，全球共发射航天器总质量991t，其中小卫星质量占比54%。质量为201～600kg 的微小卫星数量最多、总质量最高，分别占比70%和51%，其中包括“星链”（Starlink）卫星；超重型卫星数量占比1%，质量占比23%。
发展趋势
小卫星的主要发展趋势是：①采用单板卫星、片上系统、功能集成等新设计思想，提高小卫星系统设计水平；②应用超轻型材料、多功能结构、超轻型高效电源系统、纳米级的微机电系统、新型电子器件封装技术，提升小卫星技术水平；③发展编队飞行技术、高精度目标测量与定位技术，提升小卫星体系水平；④发展星载光学遥感器、微波遥感器、微波通信有效载荷的微小型化技术，拓展应用领域；⑤采用批量化和流水线式的生产制造模式，提高小卫星生产效率和质量。
分类
小卫星（质量100-500千克）
通常在100-500千克之间，这类卫星一般以经济效益高的操作任务为目标；这种形式/因素提供了有利的技术能力，而且成本低，也适合为以星座为基础的系统进行大规模生产。
微卫星（质量10-100千克）
湿质量通常小于100千克；卫星的能力(如指向、寿命)可能有所降低，但有效载荷可支持可行的商业案例。这类卫星适合多卫星应用，以实现高重访率或提高对用户的可用性。
纳卫星（质量1-10千克）
这类卫星最初是通过“立方体卫星”(CubeSat)系列开发和推广的，从1U外形(约1升，质量约1-1.2千克)开始。现在，纳卫星通过增加质量和体积，已演进到12-20U的外形尺寸，从而拥有更强大的卫星能力，允许执行更宏大的任务。
皮卫星（质量0.1-1千克）
非常小的卫星，质量在0.1-1千克之间，单个卫星的能力非常有限，但可以通过多颗协作皮卫星一起工作的编队飞行配置来提供有趣的任务功能，这些卫星可能与一颗更大的“母”卫星协作工作。
飞卫星（质量小于0.1千克）
利用非常先进的纳米技术，在过去的十五年中，设计出了小于100克的超小型卫星。这些小型卫星大多与提供操作信号的“母”卫星配套使用(最近的一些飞卫星能够独立操作)。
组成
小卫星由有效载荷、结构与机构、热控制、电源、姿态与轨道控制、测控、数据管理等分系统组成。但从微卫星开始，一般需要功能整合，以优化配置，降低规模，将功能集成到电路板，甚至芯片。
系统特性
与大型卫星系统类似，小型卫星系统也主要由空间段和地面段两部分组成。与大型卫星系统相比，小型卫星系统的典型特性包括：相当短的开发时间；相对较小的开发团队；适度的开发和测试基础设施要求；以及开发商负担得起的开发和运营成本，即“更快、更便宜、更小”。
业务类型
空间操作业务
空间操作业务是一种专门涉及航天器操作尤其是空间跟踪、空间遥测和空间遥控的无线电通信业务。
业余卫星业务
业余卫星业务利用地球卫星上的空间电台进行自我培训、相互通信和技术调查的一种无线电通信业务，由业余爱好者来完成，即由经正式授权的、对无线电技术感兴趣的人来完成，它仅有个人目标而无金钱利益。
卫星地球探测业务
卫星地球探测业务是指地球站与一个或多个空间电台之间的一种无线电通信业务，其中可能包括空间电台之间的链路。卫星地球探测系统被用来收集关于地球及其自然现象的数据。这些卫星使用航天器上的有源和或无源传感器来获取关于地球的陆地、海洋和大气层的数据，以研究和监测地球的气候和环境，以 及许多其他相关的科学应用。
卫星气象业务
卫星气象业务被定义为“用于气象目的的卫星地球探测业务”，气象卫星通常利用可见光和红外成像仪以及无源和有源传感仪器来收集气象数据。气象卫星通常利用可见光和红外成像仪以及无源和有源传感仪器来收集气象数据
空间研究业务
空间研究业务被定义为将航天器或空间中其他物体用于科学或技术研究目的的无线电通信业务。空间研究业务通常针对空间科学卫星和应用的关键技术、有效载荷的关键技术、地面校准以及短期飞行演示验证。
卫星固定业务和移动业务
卫星固定业务被定义为当使用一颗或多颗卫星时，在给定位置上地球站之间的无线电通信业务。卫星移动业务被定义为移动地球站与一个或多个空间电台之间的无线电通信业务，或者该业务所用空间电台之间的无线电通信业务，或者借助于一个或多个空间电台的移动地球站之间的无线电通信业务。
其他业务
新一代小型卫星正在开始创造对未来新业务和频谱的需求，主要围绕在轨服务的发展。这包括负责改变轨道、追踪、会合、检查、捕获、操纵和释放或回收/报废客户卫星的卫星，以便支持碎片清除业务、寿命延长业务、燃料加注、维修与升级、组装等。
任务类型
科学任务
与空间科学研究卫星相关的科学任务涉及天体物理学、日光层物理学、行星科学、空间地球科学、空间天文学、空间生命以及其他探索和研究领域的研究工作。科学任务不仅包括发射到轨道上进行探测的卫星，还包括一些空间科学任务和有效载荷的高级研究，目标是对未来空间科学卫星和应用的关键技术开展高级研究，包括未来空间科学任务的创新概念、有效载荷的关键技术、地面校准以及短时间飞行演示验证等。将小型卫星作为常规卫星替代解决方案的强大动力来自科学界本身，因为基于此类小型卫星的任务被视为更容易获得作为任务“首席研究员”的机会，因为在相同的总预算下，可以开发和操作更多的任务；可以显著减少开发、建造和发射任务的时间。与大型卫星相比，更多的小型卫星有可能在潜在的较低有效载荷性能与较高的时间分辨率之间取得平衡。小卫星编队集群能力对于一些需要大的观测基线或大的（但稀疏的）合成“瞳孔”的任务来说可能是一个好的促进因素。
教育任务
用于教育任务的小型卫星为学生或其他平民提供了学习和研究卫星技术、卫星应用以及地球物理学、空间物理学和天文学等主题的机会。此外，用于教育任务的小型卫星可以向公众展示科学和技术知识、展示航空航天和无线电通信技术的非凡魅力，并鼓励公众研究科学和探索未知。这种小型卫星系统的拥有者和运营商大多数时候是学校、大学和其他教育机构、火腿电台组织和爱好者。如地球图像任务、低数据速率通信任务、射频情报任务等
业余卫星任务
业余卫星任务使用卫星“自我训练和通信”，没有金钱利益，可被分为三大类：允许双向通信的业余任务，包括转发器和中继器等；可能为未来的业余任务提供有用技术的业务任务；业余爱好者感兴趣的业余教育任务，不一定涉及双向交流，让学生接触科学、技术、工程和数学（STEM）项目，目的是鼓励这些学生进入STEM主题的职业生涯。
商业任务
随着立方体卫星标准的出现，一些初创公司和小公司已经开始利用纳卫星概念富有吸引力的低成本优势，来为与其有限的容量相兼容的应用开发商业业务，同时尽可能利用星座维度的优势。如地球图像任务、低数据速率通信任务、射频情报任务等
基于月球、星际或深空任务
向比月球更远的天体发射探测器需要巨大的能量，因此使用小型卫星进行深空探测是一种经济的选择。小型卫星可以独立执行深空探测任务，也可以与载人飞船、着陆器、火星探测车、返回器等大型探测器合作开展技术验证、过程监控、遥感、通信支持等相关任务。此外，以星座形式与地球进行月球通信、导航、月球或深空中继通信的小型卫星正在研究和开发中。
短期任务
许多1U至3U立方体卫星任务可被视为短期任务，因为轨道高度低且缺乏推进系统，因此它们中的大多数寿命不到三年。这种小型卫星被用于各种各样的应用，包括遥感、空间气象研究、高空大气层研究、天文学、通信、技术演示验证和教育等。
应用实例
2018年12月29日，中国成功发射云海二号卫星。该卫星是由6颗小卫星组成的星座，承担大气掩星探测任务，可提供探测资料。
2019年6月5日，中国在黄海海域成功完成“一箭七星”海上发射技术试验，其中有两颗就是用于气象探测的捕风小卫星，与美国CYGNSS星座的功能相似。
2020年1月15日，由天津云遥宇航科技有限公司研制的国内首个商业GNSS掩星探测小卫星在太原卫星发射中心发射升空并成功入轨，这一计划的目标是构建由80颗小卫星组成的全球组网星座。
参考资料
国际电信联盟发布《小型卫星手册》.微信公众平台.2024-05-29
小卫星.中国大百科全书.2024-05-15
“小卫星”能为我们干点啥?(内含小卫星美颜图).微信公众平台.2024-05-16
中国小卫星的发展及应用(一).国家航天局.2024-06-15
气象小卫星:拓展天基气象观测的新领域.中国气象局.2024-05-15