คิวบ์แซท (CubeSat) เป็น ดาวเทียมขนาดเล็กประเภทหนึ่งที่มีรูปร่างเป็นลูกบาศก์ขนาด 10 ซม. (3.9 นิ้ว) ^{[ 1 ]}คิวบ์แซทมีมวลไม่เกิน 2 กก. (4.4 ปอนด์) ต่อหน่วย^{[ 2 ]}และมักใช้ ส่วนประกอบ เชิงพาณิชย์สำเร็จรูป (COTS) สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และโครงสร้าง คิวบ์แซทถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรจากสถานีอวกาศนานาชาติหรือถูกปล่อยเป็นสัมภาระรองบนยานปล่อย [ ^{3 ] ณ}เดือนธันวาคม 2023 มีการปล่อยคิวบ์แซทไปแล้วมากกว่า 2,300 ดวง^{[ 4 ]}

ในปี 1999 Jordi Puig-Suariศาสตราจารย์จากCalifornia Polytechnic State University, San Luis Obispo (Cal Poly) และBob Twiggsศาสตราจารย์จากStanford University Space Systems Development Laboratory ได้พัฒนาข้อกำหนด CubeSat เพื่อส่งเสริมและพัฒนาทักษะที่จำเป็นสำหรับการออกแบบ การผลิต และการทดสอบดาวเทียมขนาดเล็กที่มุ่งสู่วงโคจรต่ำของโลก (LEO) เพื่อทำการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และสำรวจเทคโนโลยีอวกาศใหม่ๆ สถาบันการศึกษาเป็นผู้ดำเนินการปล่อย CubeSat ส่วนใหญ่จนถึงปี 2013 เมื่อการปล่อยมากกว่าครึ่งหนึ่งเป็นไปเพื่อวัตถุประสงค์ที่ไม่ใช่ทางวิชาการ และในปี 2014 CubeSat ที่ถูกปล่อยใหม่ส่วนใหญ่เป็นไปเพื่อโครงการเชิงพาณิชย์หรือโครงการสมัครเล่น^{[ 3 ]}

โดยทั่วไปแล้ว หน้าที่ของ CubeSats มักเกี่ยวข้องกับการทดลองที่สามารถย่อขนาดได้ หรือใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่นการสังเกตการณ์โลกหรือวิทยุสมัครเล่น CubeSats ถูกนำมาใช้เพื่อสาธิตเทคโนโลยีของยานอวกาศที่ออกแบบมาสำหรับดาวเทียมขนาดเล็ก หรือเทคโนโลยีที่มีความเป็นไปได้ที่น่าสงสัย และไม่น่าจะคุ้มค่ากับต้นทุนของดาวเทียมขนาดใหญ่ การทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่มีทฤษฎีพื้นฐานที่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ก็อาจถูกนำไปใช้บน CubeSats ด้วยเช่นกัน เนื่องจากต้นทุนที่ต่ำสามารถรองรับความเสี่ยงที่สูงขึ้นได้ มีการส่งอุปกรณ์วิจัยทางชีววิทยาขึ้นไปในภารกิจต่างๆ หลายครั้ง และมีแผนที่จะดำเนินการต่ออีก^{[ 6 ]}ภารกิจไปยังดวงจันทร์และที่อื่นๆ อีกหลายแห่งกำลังวางแผนที่จะใช้ CubeSats ^{[ 7 ]} CubeSats รุ่นแรกในห้วงอวกาศลึกถูกส่งขึ้นไปใน ภารกิจ MarCOซึ่งมีการปล่อย CubeSats สองลำไปยังดาวอังคารในเดือนพฤษภาคม 2018 พร้อมกับภารกิจInSight ที่ประสบความสำเร็จ ^{[ 8 ]}

CubeSats บางดวงได้กลายเป็นดาวเทียมดวงแรกของประเทศซึ่งถูกปล่อยโดยมหาวิทยาลัย บริษัทของรัฐ หรือบริษัทเอกชนฐานข้อมูล Nanosatellite และ CubeSat ที่สามารถค้นหาได้ แสดงรายการ CubeSats มากกว่า 4,000 ดวงที่ได้รับการปล่อยหรือวางแผนที่จะปล่อยตั้งแต่ปี 1998 ^{[ 4 ]}

ศาสตราจารย์Jordi Puig-SuariจากCalifornia Polytechnic State UniversityและBob TwiggsจากStanford University ได้เสนอ การออกแบบอ้างอิง CubeSat ในปี 1999 ^{[ 9 ] [ 10 ] : 159} โดยมีเป้าหมายเพื่อให้นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาสามารถออกแบบ สร้าง ทดสอบ และใช้งานยานอวกาศ ในอวกาศ ที่มีความสามารถคล้ายกับยานอวกาศลำแรกอย่างสปุตนิก CubeSat ตามที่เสนอในตอนแรกนั้นไม่ได้ตั้งใจให้เป็นมาตรฐาน แต่กลับกลายเป็นมาตรฐานเมื่อเวลาผ่านไปโดยกระบวนการเกิดขึ้นเอง CubeSat ลำแรกถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในเดือนมิถุนายน 2003 บนจรวดEurockot ของรัสเซีย และมี CubeSat ประมาณ 75 ลำเข้าสู่วงโคจรภายในปี 2012 ^{[ 11 ]}ในกลุ่มแรกนั้นมี CUTE-I ซึ่งเป็นดาวเทียมขนาด 1 กก. เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ซม. ที่พัฒนาโดยห้องปฏิบัติการระบบอวกาศ ของ สถาบันเทคโนโลยีโตเกียว^{[ 12 ] [ 13 ]}

ความจำเป็นของดาวเทียมขนาดเล็กดังกล่าวปรากฏชัดในปี 1998 อันเป็นผลมาจากการทำงานที่ห้องปฏิบัติการพัฒนาระบบอวกาศของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ที่ SSDL นักศึกษาได้ทำงานเกี่ยวกับ ไมโครดาวเทียม OPAL (Orbiting Picosatellite Automatic Launcher) ตั้งแต่ปี 1995 ภารกิจของ OPAL ในการปล่อย "พิโคซาเทลไลต์ " ขนาดเล็ก ส่งผลให้มีการพัฒนาระบบปล่อยดาวเทียมที่ "ซับซ้อนอย่างสิ้นหวัง" และสามารถใช้งานได้ "เกือบตลอดเวลา" เท่านั้น ด้วยความล่าช้าของโครงการที่เพิ่มมากขึ้น Twiggs จึงขอ ทุน จาก DARPAซึ่งส่งผลให้มีการออกแบบกลไกการปล่อยใหม่ให้เป็นแนวคิดแผ่นผลักแบบง่ายๆ โดยมีดาวเทียมยึดไว้ด้วยประตูแบบสปริง^{[ 10 ] : 151–157}

ด้วยความปรารถนาที่จะย่นระยะเวลาการพัฒนาที่เกิดขึ้นกับ OPAL และได้รับแรงบันดาลใจจากดาวเทียมขนาดเล็กที่ OPAL บรรทุก Twiggs จึงเริ่มค้นหาว่า "จะลดขนาดลงได้มากแค่ไหนโดยที่ดาวเทียมยังคงใช้งานได้จริง" ดาวเทียมขนาดเล็กบน OPAL มีขนาด 10.1 ซม. × 7.6 ซม. × 2.5 ซม. (4 นิ้ว × 3 นิ้ว × 1 นิ้ว) ซึ่งเป็นขนาดที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์บนทุกด้านของยานอวกาศ Twiggs ได้รับแรงบันดาลใจจากกล่องพลาสติกทรงลูกบาศก์ขนาด 4 นิ้ว (10 ซม.) ที่ใช้จัดแสดง ตุ๊กตา Beanie Babiesในร้านค้า^{[ 6 ]}จึงเลือกใช้ลูกบาศก์ขนาด 10 เซนติเมตรเป็นแนวทางสำหรับแนวคิด CubeSat ใหม่ มีการพัฒนารูปแบบจรวดสำหรับดาวเทียมใหม่โดยใช้แนวคิดแผ่นผลักแบบเดียวกันกับที่ใช้ในจรวด OPAL ที่ได้รับการดัดแปลง Twiggs นำเสนอแนวคิดนี้ให้กับ Puig-Suari ในช่วงฤดูร้อนปี 1999 และในการประชุมโครงการวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และการประยุกต์ใช้ด้านอวกาศระหว่างญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกา (JUSTSAP) ในเดือนพฤศจิกายนปี 1999 ^{[ 10 ] : 157–159}

คำว่า "CubeSat" ถูกบัญญัติขึ้นเพื่อหมายถึงนาโนดาวเทียมที่ปฏิบัติตามมาตรฐานที่อธิบายไว้ในข้อกำหนดการออกแบบ CubeSat Cal Poly ได้เผยแพร่มาตรฐานนี้โดยความพยายามที่นำโดยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมการบินและอวกาศ Jordi Puig-Suari ^{[ 14 ]} Bob Twiggsจากภาควิชาการบินและอวกาศศาสตร์ มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด และปัจจุบันเป็นสมาชิกคณะวิทยาศาสตร์อวกาศที่มหาวิทยาลัย Morehead State ในรัฐเคนตักกี้ ได้มีส่วนร่วมในชุมชน CubeSat ^{[ 15 ]}ความพยายามของเขามุ่งเน้นไปที่ CubeSat จากสถาบันการศึกษา^{[ 16 ]}ข้อกำหนดนี้ไม่ใช้กับนาโนดาวเทียมรูปทรงลูกบาศก์อื่นๆ เช่น นาโนดาวเทียม "MEPSI" ของ NASA ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่า CubeSat เล็กน้อย GeneSat-1 เป็นการทดลองการบินอวกาศทางชีวภาพแบบอัตโนมัติและครบวงจรครั้งแรกของ NASA บนดาวเทียมขนาดนี้ นอกจากนี้ยังเป็น CubeSat ลำแรกที่ปล่อยโดยสหรัฐอเมริกา งานนี้ซึ่งนำโดย John Hines ที่ NASA Ames Research กลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับโครงการ NASA CubeSat ทั้งหมด^{[ 17 ]}

ในปี 2017 ความพยายามในการกำหนดมาตรฐานนี้ส่งผลให้ องค์การมาตรฐานสากลได้เผยแพร่มาตรฐาน ISO 17770:2017 [ ^{18 ] มาตรฐาน}นี้กำหนดข้อกำหนดสำหรับ CubeSat รวมถึงข้อกำหนดทางกายภาพ กลไก ไฟฟ้า และการปฏิบัติงาน^{[ 19 ]}นอกจากนี้ยังให้ข้อกำหนดสำหรับอินเทอร์เฟซระหว่าง CubeSat และยานปล่อย ซึ่งระบุความสามารถที่จำเป็นต่อการอยู่รอดในสภาพแวดล้อมระหว่างและหลังการปล่อย และอธิบายอินเทอร์เฟซการใช้งานมาตรฐานที่ใช้ในการปล่อยดาวเทียม การพัฒนามาตรฐานที่ใช้ร่วมกันโดยยานอวกาศจำนวนมากมีส่วนช่วยลดเวลาและต้นทุนในการพัฒนาภารกิจ CubeSat อย่างมีนัยสำคัญ

ข้อกำหนดของ CubeSat บรรลุเป้าหมายระดับสูงหลายประการ เหตุผลหลักในการย่อขนาดดาวเทียมคือเพื่อลดต้นทุนในการปล่อย: ดาวเทียมมักเหมาะสมสำหรับการปล่อยเป็นกลุ่ม โดยใช้พื้นที่ส่วนเกินของยานปล่อยขนาดใหญ่ การออกแบบ CubeSat ช่วยลดความเสี่ยงต่อยานปล่อยและส่วนบรรทุกสัมภาระโดยเฉพาะ การห่อหุ้มส่วนเชื่อมต่อระหว่างยานปล่อยและ ส่วนบรรทุก สัมภาระช่วยลดปริมาณงานที่เคยจำเป็นสำหรับการเชื่อมต่อดาวเทียมแบบ piggyback กับยานปล่อย การรวมส่วนบรรทุกสัมภาระและยานปล่อยเข้าด้วยกันทำให้สามารถเปลี่ยนส่วนบรรทุกสัมภาระได้อย่างรวดเร็วและใช้ประโยชน์จากโอกาสในการปล่อยในระยะเวลาอันสั้นได้

ดาวเทียม CubeSats มาตรฐานประกอบด้วยหน่วยขนาด 10 ซม. × 10 ซม. × 11.35 ซม. (3.94 นิ้ว × 3.94 นิ้ว × 4.47 นิ้ว) ที่ออกแบบมาเพื่อให้มีปริมาตรใช้งาน 10 ซม. × 10 ซม. × 10 ซม. (3.9 นิ้ว × 3.9 นิ้ว × 3.9 นิ้ว) หรือ 1 ลิตร (0.22 แกลลอนอังกฤษ; 0.26 แกลลอนสหรัฐ) โดยแต่ละหน่วยมีน้ำหนักไม่เกิน 2 กก. (4.4 ปอนด์) ^{[ 2 ]}ขนาดมาตรฐานที่เล็กที่สุดคือ 1U ซึ่งประกอบด้วยหน่วยเดียว ในขณะที่รูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุดคือ 3U ซึ่งประกอบด้วยดาวเทียมขนาดเล็กกว่า 40% ที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศจนถึงปัจจุบัน^{[ 20 ] [ 21 ]}รูปแบบที่ใหญ่กว่า เช่น 6U และ 12U ประกอบด้วย 3U ที่วางซ้อนกัน^{[ 2 ]}ในปี 2557 มีการปล่อยดาวเทียม CubeSat Perseus-M ขนาด 6U สองดวง เพื่อการเฝ้าระวังทางทะเล ซึ่งถือเป็นดาวเทียมขนาดใหญ่ที่สุดในขณะนั้น ภารกิจ Mars Cube One (MarCO) ในปี 2561 ได้ปล่อยดาวเทียม CubeSat ขนาด 6U สองดวงไปยังดาวอังคาร^{[ 22 ] [ 23 ]}

นอกจากนี้ยังมีฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็กที่ไม่เป็นมาตรฐานอีกด้วยบริษัท Aerospace Corporationได้สร้างและปล่อย CubeSats ขนาดเล็ก 2 ดวง ขนาด 0.5U สำหรับการวัดรังสีและการสาธิตเทคโนโลยี^{[ 24 ]}ในขณะที่Swarm Technologiesได้สร้างและใช้งานกลุ่มดาวเทียม CubeSats ขนาด 0.25U มากกว่าหนึ่งร้อยดวงสำหรับบริการสื่อสารIoT ^{[ 25 ] [ 26 ]}

เนื่องจาก CubeSats เกือบทั้งหมดมีขนาด 10 ซม. × 10 ซม. (3.9 นิ้ว × 3.9 นิ้ว) (โดยไม่คำนึงถึงความยาว) จึงสามารถปล่อยและใช้งานได้โดยใช้ระบบปล่อยทั่วไปที่เรียกว่า Poly-PicoSatellite Orbital Deployer (P-POD) ซึ่งพัฒนาและสร้างโดย Cal Poly ^{[ 27 ]}

ข้อกำหนดการออกแบบ CubeSat ไม่ได้ระบุหรือกำหนดรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ หรือโปรโตคอลการสื่อสารใดๆ แต่ฮาร์ดแวร์ COTS ได้ใช้คุณสมบัติบางอย่างอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งหลายคนถือว่าเป็นมาตรฐานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ CubeSat อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ COTS และที่ออกแบบเองส่วนใหญ่มีรูปแบบ PC/104ซึ่งไม่ได้ออกแบบมาสำหรับ CubeSat แต่มีขนาด 90 มม. × 96 มม. (3.5 นิ้ว × 3.8 นิ้ว) ซึ่งช่วยให้สามารถใช้พื้นที่ส่วนใหญ่ของยานอวกาศได้ ในทางเทคนิคแล้ว รูปแบบ PCI-104 เป็นรูปแบบหนึ่งของ PC/104 ที่ใช้^{[ 28 ]}และการจัดเรียงขาที่ใช้จริงไม่ได้สะท้อนถึงการจัดเรียงขาที่ระบุไว้ในมาตรฐาน PCI-104 ตัวเชื่อมต่อแบบ Stackthrough บนบอร์ดช่วยให้ประกอบและเชื่อมต่อทางไฟฟ้าได้ง่าย และผู้ผลิตฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ CubeSat ส่วนใหญ่ยึดตามการจัดเรียงสัญญาณเดียวกัน แต่บางผลิตภัณฑ์ก็ไม่เป็นเช่นนั้น ดังนั้นจึงต้องระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าการจัดเรียงสัญญาณและพลังงานมีความสม่ำเสมอเพื่อป้องกันความเสียหาย^{[ 29 ]}

ต้องระมัดระวังในการเลือกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์เหล่านั้นสามารถทนต่อรังสีที่มีอยู่ได้ สำหรับวงโคจรต่ำของโลก (LEO) ซึ่งการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศจะเกิดขึ้นภายในไม่กี่วันหรือสัปดาห์รังสีสามารถละเลยได้โดยส่วนใหญ่ และสามารถใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคทั่วไปได้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคสามารถทนต่อรังสี LEO ได้ในช่วงเวลานั้น เนื่องจากโอกาสที่จะเกิดเหตุการณ์ผิดพลาดเพียงครั้งเดียว (SEU) นั้นต่ำมาก ยานอวกาศที่อยู่ในวงโคจรต่ำของโลกเป็นเวลานานหลายเดือนหรือหลายปีมีความเสี่ยง และต้องใช้ฮาร์ดแวร์ที่ออกแบบและทดสอบแล้วในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีเท่านั้น ภารกิจที่อยู่นอกเหนือวงโคจรต่ำของโลกหรือที่จะอยู่ในวงโคจรต่ำของโลกเป็นเวลาหลายปีต้องใช้อุปกรณ์ที่ทนต่อรังสี^{[ 30 ]}นอกจากนี้ยังมีการพิจารณาเพิ่มเติมสำหรับการทำงานในสุญญากาศสูงเนื่องจากผลกระทบของการระเหิดการปล่อยก๊าซและหนวดโลหะซึ่งอาจส่งผลให้ภารกิจล้มเหลว^{[ 31 ]}

จำนวนหน่วยที่เชื่อมต่อกันจะจำแนกขนาดของ CubeSat และตามข้อกำหนดการออกแบบ CubeSat จะสามารถปรับขนาดได้ตามแกนเดียวเท่านั้นเพื่อให้พอดีกับรูปทรง 0.5U, 1U, 1.5U, 2U หรือ 3U CubeSat ขนาดมาตรฐานทั้งหมดได้รับการสร้างและปล่อยขึ้นสู่อวกาศแล้ว และแสดงถึงรูปแบบสำหรับ CubeSat ที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศเกือบทั้งหมด ณ ปี 2015 ^{[ 32 ]}วัสดุที่ใช้ในโครงสร้างต้องมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเท่ากับตัวปล่อยเพื่อป้องกันการติดขัด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วัสดุที่อนุญาตคือโลหะผสมอะลูมิเนียมสี่ชนิด ได้แก่7075 , 6061 , 5005และ5052อะลูมิเนียมที่ใช้ในโครงสร้างที่สัมผัสกับ P-POD ต้องผ่านกระบวนการอะโนไดซ์เพื่อป้องกันการเชื่อมเย็นและอาจใช้วัสดุอื่นสำหรับโครงสร้างได้หากได้รับการยกเว้น^{[ 21 ]}นอกเหนือจากการเชื่อมเย็นแล้ว ยังมีการพิจารณาเพิ่มเติมในการเลือกวัสดุ เนื่องจากวัสดุบางชนิดไม่สามารถใช้ในสุญญากาศได้ โครงสร้างเหล่านี้มักมีตัวลดแรงกระแทกแบบอ่อนที่ปลายแต่ละด้าน ซึ่งโดยทั่วไปทำจากยาง เพื่อลดผลกระทบจากการชนกับดาวเทียม CubeSats อื่นๆ ใน P-POD

ตามข้อกำหนดมาตรฐาน อนุญาตให้มีส่วนที่ยื่นออกมาเกินขนาดสูงสุดได้ โดยไม่เกิน 6.5 มม. (0.26 นิ้ว) จากแต่ละด้าน ส่วนที่ยื่นออกมาจะต้องไม่รบกวนรางสำหรับติดตั้ง และโดยทั่วไปแล้วส่วนที่ยื่นออกมาจะเป็นเสาอากาศและแผงโซลาร์เซลล์ ในข้อกำหนดการออกแบบ CubeSat ฉบับแก้ไขครั้งที่ 13 ได้มีการกำหนดปริมาตรเพิ่มเติมสำหรับใช้ในโครงการ 3U ปริมาตรเพิ่มเติมนี้เกิดขึ้นได้จากพื้นที่ที่ปกติแล้วจะสูญเปล่าในกลไกสปริงของ P-POD Mk III CubeSat ขนาด 3U ที่ใช้พื้นที่นี้จะถูกกำหนดให้เป็น 3U+ และสามารถวางส่วนประกอบต่างๆ ในปริมาตรทรงกระบอกที่อยู่ตรงกลางปลายด้านหนึ่งของ CubeSat ได้ พื้นที่ทรงกระบอกนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 6.4 ซม. (2.5 นิ้ว) และความสูงไม่เกิน 3.6 ซม. (1.4 นิ้ว) โดยไม่อนุญาตให้เพิ่มมวลเกินกว่าน้ำหนักสูงสุดของ 3U ที่ 4 กก. (8.8 ปอนด์) ระบบขับเคลื่อนและเสาอากาศเป็นส่วนประกอบที่พบบ่อยที่สุดที่อาจต้องการปริมาตรเพิ่มเติมนี้ แม้ว่าบางครั้งน้ำหนักบรรทุกอาจขยายเข้าไปในปริมาตรนี้ด้วย การเบี่ยงเบนจากข้อกำหนดด้านมิติและมวลสามารถได้รับการยกเว้นได้หลังจากการยื่นคำขอและการเจรจากับผู้ให้บริการปล่อยจรวด^{[ 21 ]}

โครงสร้างของ CubeSat ไม่จำเป็นต้องมีข้อกังวลเรื่องความแข็งแรงเหมือนกับดาวเทียมขนาดใหญ่ เนื่องจากมีข้อดีเพิ่มเติมคือตัวปล่อยดาวเทียมช่วยรองรับโครงสร้างระหว่างการปล่อย^{[ 33 ]}อย่างไรก็ตาม CubeSat บางรุ่นจะได้รับการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนหรือการวิเคราะห์โครงสร้างเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบที่ไม่ได้รับการรองรับจาก P-POD ยังคงมีความแข็งแรงทางโครงสร้างตลอดการปล่อย^{[ 34 ]}แม้ว่าจะไม่ค่อยได้รับการวิเคราะห์เหมือนกับดาวเทียมขนาดใหญ่ แต่ CubeSat ก็ไม่ค่อยล้มเหลวเนื่องจากปัญหาทางกล^{[ 35 ]}

เช่นเดียวกับดาวเทียมขนาดใหญ่ ดาวเทียม CubeSats มักมีคอมพิวเตอร์หลายเครื่องที่จัดการงานต่างๆพร้อมกันรวมถึงการควบคุมทิศทาง (การวางแนว) การจัดการพลังงาน การทำงานของอุปกรณ์บรรทุก และงานควบคุมหลัก ระบบควบคุมทิศทาง COTS โดยทั่วไปจะมีคอมพิวเตอร์ของตัวเอง เช่นเดียวกับระบบจัดการพลังงาน อุปกรณ์บรรทุกต้องสามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์หลักได้จึงจะใช้งานได้ ซึ่งบางครั้งอาจต้องใช้คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กอีกเครื่องหนึ่ง นี่อาจเป็นเพราะข้อจำกัดในความสามารถของคอมพิวเตอร์หลักในการควบคุมอุปกรณ์บรรทุกด้วยโปรโตคอลการสื่อสารที่จำกัด เพื่อป้องกันไม่ให้คอมพิวเตอร์หลักทำงานหนักเกินไปกับการจัดการข้อมูลดิบ หรือเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของอุปกรณ์บรรทุกยังคงดำเนินต่อไปโดยไม่ถูกขัดจังหวะจากความต้องการด้านการคำนวณอื่นๆ ของยานอวกาศ เช่น การสื่อสาร อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์หลักอาจถูกใช้สำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์บรรทุก ซึ่งอาจรวมถึงการประมวลผลภาพการวิเคราะห์ข้อมูลและการบีบอัดข้อมูลงานที่คอมพิวเตอร์หลักมักจัดการ ได้แก่ การมอบหมายงานให้กับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น การควบคุมทิศทาง การคำนวณสำหรับการปรับวงโคจร การจัดตารางเวลาและการเปิดใช้งานส่วนประกอบควบคุมความร้อนแบบแอค ทีฟ คอมพิวเตอร์ในดาวเทียม CubeSat มีความไวต่อรังสีสูงมาก และผู้สร้างจะใช้มาตรการพิเศษเพื่อให้มั่นใจได้ว่าดาวเทียมจะทำงานได้อย่างถูกต้องในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูงในอวกาศ เช่น การใช้ECC RAMดาวเทียมบางดวงอาจมีระบบสำรอง โดยการติดตั้งคอมพิวเตอร์หลักหลายเครื่อง ซึ่งอาจทำในภารกิจสำคัญเพื่อลดความเสี่ยงต่อความล้มเหลวของภารกิจ สมา ร์ทโฟนของผู้บริโภคถูกนำมาใช้ในการประมวลผลในดาวเทียม CubeSat บางดวง เช่นPhoneSats ของ NASA

การควบคุมทิศทาง (การวางแนว) ของ CubeSat อาศัยเทคโนโลยีการย่อขนาดโดยไม่ลดประสิทธิภาพลงอย่างมีนัยสำคัญ การหมุนมักเกิดขึ้นทันทีที่ CubeSat ถูกปล่อยออกมา เนื่องจากแรงในการปล่อยที่ไม่สมมาตรและการชนกับ CubeSat อื่นๆ CubeSat บางลำสามารถทำงานได้ตามปกติในขณะที่หมุน แต่ลำที่ต้องชี้ไปในทิศทางที่กำหนดหรือไม่สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยในขณะที่หมุน จะต้องหยุดการหมุน ระบบที่ใช้ในการกำหนดและควบคุมทิศทาง ได้แก่ล้อปฏิกิริยา (reaction wheels) , แรงบิดแม่เหล็ก (magnettorquers) , เครื่องยนต์ขับดัน (thrusters), ตัวติดตามดาว (star trackers ) , เซ็นเซอร์ดวง อาทิตย์ (Sun sensors) , เซ็นเซอร์โลก (Earth sensors) , เซ็นเซอร์อัตราการหมุนเชิงมุม (angular rate sensors)และเครื่องรับและเสาอากาศ GPSโดยทั่วไปจะพบการผสมผสานของระบบเหล่านี้เพื่อใช้ประโยชน์จากข้อดีของแต่ละวิธีและลดข้อเสียล้อปฏิกิริยาถูกใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความสามารถในการสร้างแรงบิด ที่ค่อนข้างมาก สำหรับพลังงานที่ป้อนเข้าไป แต่ประโยชน์ของล้อปฏิกิริยามีข้อจำกัดเนื่องจากจุดอิ่มตัว ซึ่งเป็นจุดที่ล้อไม่สามารถหมุนได้เร็วกว่านี้อีกแล้ว ตัวอย่างของล้อปฏิกิริยา CubeSat ได้แก่ Maryland Aerospace MAI-101 ^{[ 36 ]}และ Sinclair Interplanetary RW-0.03-4 ^{[ 37 ]}ล้อปฏิกิริยาสามารถลดความอิ่มตัวได้โดยใช้เครื่องขับดันหรือแมกนีโตรเคอร์ เครื่องขับดันสามารถสร้างโมเมนต์ขนาดใหญ่ได้โดยการส่งแรงคู่ไปยังยานอวกาศ แต่ประสิทธิภาพที่ไม่ดีในระบบขับเคลื่อนขนาดเล็กทำให้เครื่องขับดันหมดเชื้อเพลิงอย่างรวดเร็ว แมกนีโตรเคอร์พบได้ทั่วไปใน CubeSat เกือบทั้งหมด ซึ่งใช้ไฟฟ้าผ่านขดลวดเพื่อใช้ประโยชน์จากสนามแม่เหล็กโลกในการสร้างโมเมนต์ การหมุน โมดูลควบคุมทิศทางและแผงโซลาร์เซลล์มักจะมีแมกนีโตรเคอร์ในตัว สำหรับ CubeSat ที่ต้องการเพียงแค่ลดการพลิกคว่ำ ไม่ จำเป็นต้องมี วิธีการกำหนดทิศทางใดๆ นอกเหนือจากเซ็นเซอร์อัตราเชิงมุมหรือไจโรสโคป อิเล็กทรอนิกส์

การชี้ไปในทิศทางที่เฉพาะเจาะจงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเกตการณ์โลก การปรับวงโคจร การเพิ่มพลังงานแสงอาทิตย์ให้สูงสุด และเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์บางอย่าง ความแม่นยำในการชี้ทิศทางสามารถทำได้โดยการตรวจจับโลกและขอบฟ้า ดวงอาทิตย์ หรือดาวฤกษ์เฉพาะดวง เซ็นเซอร์ดวงอาทิตย์ SS-411 ของ Sinclair Interplanetary ^{[ 38 ]}และตัวติดตามดาว ST-16 ^{[ 39 ]}ต่างก็มีแอปพลิเคชันสำหรับ CubeSats และมีประวัติการบิน Colony I Bus ของ Pumpkin ใช้ปีกแอโรไดนามิกสำหรับการรักษาเสถียรภาพทิศทางแบบพาสซีฟ^{[ 40 ]}การกำหนดตำแหน่งของ CubeSat สามารถทำได้โดยใช้ GPS บนเครื่อง ซึ่งมีราคาค่อนข้างสูงสำหรับ CubeSat หรือโดยการส่งต่อข้อมูลการติดตามเรดาร์ไปยังยานจากระบบติดตามบนโลก

ระบบขับเคลื่อน CubeSat มีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในด้านต่างๆ เช่นก๊าซเย็นการขับเคลื่อนด้วยสารเคมี การขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าและใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์ความท้าทายที่สำคัญที่สุดของระบบขับเคลื่อน CubeSat คือการป้องกันความเสี่ยงต่อยานปล่อยและน้ำหนัก บรรทุกหลัก ในขณะที่ยังคงให้ความสามารถที่สำคัญ^{[ 41 ]}ส่วนประกอบและวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในดาวเทียมขนาดใหญ่ถูกห้ามหรือจำกัด และข้อกำหนดการออกแบบ CubeSat (CDS) กำหนดให้ต้องได้รับการยกเว้นสำหรับการอัดแรงดันที่สูงกว่า 1.2 atm (120 kPa) พลังงานเคมีที่เก็บไว้มากกว่า 100 Wh และวัสดุอันตราย^{[ 21 ]}ข้อจำกัดเหล่านั้นก่อให้เกิดความท้าทายอย่างมากสำหรับระบบขับเคลื่อน CubeSat เนื่องจากระบบขับเคลื่อนอวกาศทั่วไปใช้การผสมผสานของแรงดันสูง ความหนาแน่นของพลังงานสูง และวัสดุอันตราย นอกเหนือจากข้อจำกัดที่กำหนดโดยผู้ให้บริการปล่อยจรวดแล้ว ความท้าทายทางเทคนิคต่างๆ ยังลดประโยชน์ของระบบขับเคลื่อน CubeSat ลงอีกด้วยแรงขับแบบกิมบอลไม่สามารถใช้ได้ในเครื่องยนต์ขนาดเล็กเนื่องจากความซับซ้อนของกลไกกิมบอล การกำหนดทิศทางแรงขับจะต้องทำได้โดยการขับแบบไม่สมมาตรในระบบขับเคลื่อนแบบหลายหัวฉีด หรือโดยการเปลี่ยนจุดศูนย์กลางมวลที่สัมพันธ์กับรูปทรงเรขาคณิตของ CubeSat ด้วยส่วนประกอบที่ขับเคลื่อน^{[ 42 ]}มอเตอร์ขนาดเล็กอาจไม่มีพื้นที่สำหรับ วิธี การควบคุมที่ช่วยให้แรงขับน้อยกว่าแรงขับเต็มที่ ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการเคลื่อนที่ที่แม่นยำ เช่นการนัดพบ [ ^{43 ] CubeSat}ที่ต้องการอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นก็ได้รับประโยชน์จากระบบขับเคลื่อนเช่นกัน เมื่อใช้สำหรับการรักษาวงโคจรระบบขับเคลื่อนสามารถชะลอการลดลงของวงโคจรได้

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องขับดันก๊าซเย็นจะเก็บก๊าซเฉื่อยเช่นไนโตรเจนไว้ในถังแรงดันและปล่อยก๊าซผ่านหัวฉีดเพื่อสร้างแรงขับ การทำงานส่วนใหญ่ควบคุมด้วยวาล์ว เพียงตัวเดียว ทำให้ก๊าซเย็นเป็นเทคโนโลยีการขับเคลื่อนที่ง่ายที่สุดและมีประโยชน์^{[ 44 ]}ระบบขับเคลื่อนก๊าซเย็นมีความปลอดภัยสูง เนื่องจากก๊าซที่ใช้ไม่จำเป็นต้องระเหยง่ายหรือกัดกร่อนแม้ว่าบางระบบจะเลือกใช้ก๊าซอันตราย เช่นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ [ ^{45 ] ความ}สามารถในการใช้ก๊าซเฉื่อยนี้เป็นประโยชน์อย่างมากต่อ CubeSats เนื่องจากโดยทั่วไปแล้ว CubeSats จะถูกจำกัดไม่ให้ใช้วัสดุอันตราย ประสิทธิภาพที่ได้นั้นต่ำ^{[ 44 ]}ทำให้ไม่สามารถทำการเคลื่อนที่ด้วยแรงกระตุ้นสูงได้แม้ใน CubeSats ที่มีมวลน้อย เนื่องจากประสิทธิภาพที่ต่ำนี้ การใช้งานใน CubeSats สำหรับการขับเคลื่อนหลักจึงมีจำกัด และนักออกแบบจึงเลือกใช้ระบบที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าโดยมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย ระบบก๊าซเย็นมักถูกนำมาใช้ในการควบคุมทิศทางของ CubeSat มากกว่า

ระบบ ขับเคลื่อนทางเคมีใช้ปฏิกิริยาเคมีเพื่อผลิตก๊าซที่มีแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงซึ่งเร่งความเร็วออกมาจากหัวฉีดเชื้อเพลิงเคมีอาจเป็นของเหลว ของแข็ง หรือส่วนผสมของทั้งสองอย่าง เชื้อเพลิงเหลวอาจเป็นเชื้อเพลิงโมโนโพรเพลแลนต์ที่ผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาหรือเชื้อเพลิงไบโพรเพลแลนต์ซึ่งเผาไหม้สาร ออก ซิไดเซอร์และเชื้อเพลิงข้อดีของเชื้อเพลิงโมโนโพรเพลแลนต์คือมีความซับซ้อนต่ำ/แรงขับสูง ความต้องการพลังงานต่ำ และความน่าเชื่อถือสูง มอเตอร์เชื้อเพลิงโมโนโพรเพลแลนต์มักมีแรงขับสูงในขณะที่ยังคงมีความเรียบง่าย ซึ่งทำให้มีความน่าเชื่อถือสูง มอเตอร์เหล่านี้ใช้งานได้จริงสำหรับ CubeSats เนื่องจากความต้องการพลังงานต่ำและความเรียบง่ายทำให้มีขนาดเล็กมาก มอเตอร์ขนาดเล็ก ที่ใช้เชื้อเพลิง ไฮดราซีนได้รับการพัฒนาแล้ว^{[ 46 ]}แต่อาจต้องได้รับการยกเว้นในการบินเนื่องจากข้อจำกัดเกี่ยวกับสารเคมีอันตรายที่กำหนดไว้ในข้อกำหนดการออกแบบ CubeSat ^{[ 21 ]}กำลังมีการพัฒนาสารขับเคลื่อนทางเคมีที่ปลอดภัยกว่าซึ่งไม่จำเป็นต้องได้รับการยกเว้นสารเคมีอันตราย เช่น AF-M315 ( ไฮดรอกซีแอมโมเนียมไนเตรต ) ซึ่งกำลังมีการออกแบบหรือได้ออกแบบมอเตอร์สำหรับสารนี้แล้ว^{[ 46 ] [ 47 ]} "เครื่องขับดันด้วยการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า" เป็นระบบขับเคลื่อนทางเคมีทางเทคนิค เนื่องจากมันเผาไหม้ไฮโดรเจนและออกซิเจน ซึ่งสร้างขึ้นจาก การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าในวงโคจร^{[ 48 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของ CubeSat จะใช้พลังงานไฟฟ้าเพื่อเร่งเชื้อเพลิงให้มีความเร็วสูง ซึ่งส่งผลให้มีแรงขับจำเพาะ สูง เทคโนโลยีเหล่านี้หลายอย่างสามารถทำให้มีขนาดเล็กพอที่จะใช้ในนาโนดาวเทียม ^ได้และหลายวิธีก็อยู่ระหว่างการพัฒนา ประเภทของการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่กำลังได้รับการออกแบบเพื่อใช้ใน CubeSat ในปัจจุบัน ได้แก่^{เครื่อง}ขับดันแบบ Hall-effect [ ^{49 ]}เครื่องขับดันไอออน^{[ 50 ]}เครื่องขับดันพลาสมาแบบพัลส์ [ ^{51 ]}เครื่องขับดันแบบอิเล็กโทรสเปรย์ [ 52 ^{] และ} resistojets [ ^{53 ] ภารกิจ CubeSat ที่โดดเด่นหลายภารกิจวางแผนที่จะใช้การขับเคลื่อน ด้วย}ไฟฟ้า เช่นLunar IceCubeของ NASA ^{[ 54 ]}ประสิทธิภาพสูงที่เกี่ยวข้องกับการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าอาจทำให้ CubeSat สามารถขับเคลื่อนตัวเองไปยังดาวอังคารได้^{[ 55 ]}ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ามีข้อเสียในด้านการใช้พลังงาน ซึ่งทำให้ CubeSat ต้องมีเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ขึ้น การกระจายพลังงานที่ซับซ้อนมากขึ้น และมักจะมีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ขึ้น นอกจากนี้ วิธีการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าหลายวิธีอาจยังคงต้องใช้ถังแรงดันเพื่อเก็บเชื้อเพลิง ซึ่งเป็นข้อจำกัดตามข้อกำหนดการออกแบบ CubeSat

ยานESTCube-1ใช้ใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฟฟ้าซึ่งอาศัยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในการทำหน้าที่เหมือนใบเรือแทนที่จะใช้วัสดุแข็ง เทคโนโลยีนี้ใช้สนามไฟฟ้าในการเบี่ยงเบนโปรตอนจากลมสุริยะเพื่อสร้างแรงขับเคลื่อน คล้ายกับสายเคเบิลไฟฟ้าแบบไดนามิกตรงที่ยานต้องการเพียงแค่จ่ายไฟฟ้าเพื่อใช้งาน

ใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์  (หรือเรียกว่าใบเรือแสงหรือใบเรือโฟตอน) เป็นรูปแบบหนึ่งของการขับเคลื่อนยานอวกาศโดยใช้  แรงดันรังสี  (หรือเรียกว่าแรงดันแสงอาทิตย์) จากดวงดาวเพื่อผลักดันกระจกขนาดใหญ่ที่บางมากให้มีความเร็วสูง โดยไม่จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิง แรงจากใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์จะแปรผันตามพื้นที่ของใบเรือ ทำให้ใบเรือเหมาะสำหรับการใช้งานใน CubeSat เนื่องจากมวลที่น้อยของ CubeSat ส่งผลให้เกิดความเร่งมากขึ้นสำหรับพื้นที่ของใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์ที่กำหนด อย่างไรก็ตาม ใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงต้องมีขนาดค่อนข้างใหญ่เมื่อเทียบกับดาวเทียม ซึ่งหมายความว่าต้องมีการกางใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ ทำให้เกิดความซับซ้อนทางกลและเป็นแหล่งที่มาของความล้มเหลวได้ วิธีการขับเคลื่อนนี้เป็นวิธีเดียวที่ไม่ถูกจำกัดด้วยข้อกำหนดการออกแบบ CubeSat เนื่องจากไม่ต้องการแรงดันสูง วัสดุอันตราย หรือพลังงานเคมีจำนวนมาก CubeSat จำนวนเล็กน้อยได้ใช้ใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์เป็นระบบขับเคลื่อนหลักและเสถียรภาพในอวกาศลึก รวมถึงNanoSail-D2 ขนาด 3U ที่ปล่อยในปี 2010 และLightSail-1ในเดือนพฤษภาคม 2015

LightSail-2ประสบความสำเร็จในการติดตั้งบนจรวด Falcon Heavy ในปี 2019 ^{[ 56 ] [ 57 ]}ในขณะที่ CubeSat หนึ่งดวงที่วางแผนจะปล่อยในเที่ยวบินแรกของSpace Launch System ( Artemis 1 ) ในเดือนพฤศจิกายน 2022 นั้นตั้งใจจะใช้ใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์: Near-Earth Asteroid Scout (NEA Scout) ^{[ 58 ]} CubeSat ดังกล่าวถูกประกาศว่าสูญหายเมื่อไม่สามารถติดต่อสื่อสารได้ภายใน 2 วัน^{[ 59 ]}

CubeSats ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ในการแปลงแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า จากนั้นจึงเก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบบชาร์จได้ ซึ่งจะให้พลังงานทั้งในช่วงที่เกิดสุริยุปราคาและในช่วงเวลาที่มีโหลดสูงสุด^{[ 60 ]}ดาวเทียมเหล่านี้มีพื้นที่ผิวจำกัดบนผนังด้านนอกสำหรับการประกอบเซลล์แสงอาทิตย์ และต้องแบ่งปันพื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพกับส่วนอื่นๆ เช่น เสาอากาศ เซ็นเซอร์แสง เลนส์กล้อง ระบบขับเคลื่อน และพอร์ตเข้าถึง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอัตราส่วนพลังงานต่อมวลสูง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในยานอวกาศที่มีมวลจำกัด การชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่มักจะดำเนินการโดยระบบไฟฟ้าเฉพาะ (EPS) บางครั้งแบตเตอรี่จะมีฮีตเตอร์^{[ 61 ]}เพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่มีอุณหภูมิต่ำเกินไปจนเป็นอันตราย ซึ่งอาจทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพและภารกิจล้มเหลว^{[ 62 ]}

อัตราการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับจำนวนรอบการชาร์จและการคายประจุ รวมถึงระดับการคายประจุในแต่ละครั้งด้วย ยิ่งระดับการคายประจุเฉลี่ยสูงเท่าไร แบตเตอรี่ก็จะเสื่อมสภาพเร็วขึ้นเท่านั้น สำหรับภารกิจในวงโคจรต่ำของโลก (LEO) คาดว่าจำนวนรอบการคายประจุจะอยู่ที่ประมาณหลายร้อยรอบ

เนื่องจากข้อจำกัดด้านขนาดและน้ำหนัก CubeSats ทั่วไปที่บินในวงโคจรต่ำของโลก (LEO) โดยมีแผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งบนตัวเครื่อง สามารถสร้างพลังงานได้น้อยกว่า 10 วัตต์^{[ 63 ]}ภารกิจที่ต้องการพลังงานสูงกว่าสามารถใช้ การ ควบคุมทิศทางเพื่อให้แน่ใจว่าแผงโซลาร์เซลล์ยังคงอยู่ในทิศทางที่มีประสิทธิภาพสูงสุดต่อดวงอาทิตย์ และความต้องการพลังงานเพิ่มเติมสามารถตอบสนองได้โดยการเพิ่มและปรับทิศทางของแผงโซลาร์เซลล์แบบพับได้ ซึ่งสามารถกางออกเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้นอย่างมากในวงโคจร นวัตกรรมล่าสุด ได้แก่ แผงโซลาร์เซลล์แบบสปริงเพิ่มเติมที่กางออกทันทีที่ปล่อยดาวเทียม รวมถึงแผงที่มี กลไก มีดความร้อนที่จะกางแผงออกเมื่อได้รับคำสั่ง CubeSats อาจไม่ได้รับพลังงานระหว่างการปล่อยและการกางออก และต้องมี หมุด ถอดก่อนบินซึ่งจะตัดพลังงานทั้งหมดเพื่อป้องกันการทำงานระหว่างการโหลดลงใน P-POD นอกจากนี้ สวิตช์การกางออกจะทำงานในขณะที่ยานถูกโหลดลงใน P-POD ซึ่งจะตัดพลังงานไปยังยานอวกาศและจะปิดใช้งานหลังจากออกจาก P-POD ^{[ 21 ]}

ต้นทุนที่ต่ำของ CubeSats ทำให้สถาบันและองค์กรขนาดเล็กสามารถเข้าถึงอวกาศได้อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน แต่สำหรับ CubeSat ส่วนใหญ่ ระยะและพลังงานที่ใช้ได้จะจำกัดอยู่ที่ประมาณ 2 วัตต์สำหรับเสาอากาศสื่อสาร^{[ 64 ]}

เนื่องจากการหมุนวนและช่วงกำลังส่งต่ำ การสื่อสารทางวิทยุจึงเป็นความท้าทาย ดาวเทียม CubeSats จำนวนมากใช้เสาอากาศแบบโมโนโพล หรือ ไดโพลแบบรอบทิศทาง ที่สร้างขึ้นจากเทปวัดเชิงพาณิชย์ สำหรับความต้องการที่ต้องการมากขึ้น บริษัทบางแห่งเสนอเสาอากาศกำลังขยายสูงสำหรับดาวเทียม CubeSats แต่ระบบการติดตั้งและการชี้เป้ามีความซับซ้อนมากขึ้นอย่างมาก^{[ 64 ]}ตัวอย่างเช่นMITและJPLกำลังพัฒนาเสาอากาศจานแบบเป่าลมโดยใช้ผิวไมลาร์ ที่เป่าลมด้วย ผงระเหยโดยอ้างว่าเพิ่มระยะการส่งสัญญาณได้ 7 เท่า ซึ่งอาจไปถึงดวงจันทร์ได้ แต่ยังมีคำถามเกี่ยวกับความอยู่รอดหลังจากการชนของไมโครอุกกาบาต^{[ 65 ]} JPL ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเสาอากาศกำลังขยายสูงย่าน ความถี่ XและKa สำหรับภารกิจ MarCO ^{[ 66 ] [ 67 ]}และ Radar in a CubeSat ( RaInCube ) ^{[ 67 ] [ 68 ] [ 69 ]}

โดยทั่วไปแล้ว CubeSats ที่ โคจรในวงโคจรต่ำของโลกจะใช้เสาอากาศเพื่อการสื่อสารในย่านความถี่ UHF และ S-band หากต้องการเดินทางไกลออกไปในระบบสุริยะ จำเป็นต้อง ใช้เสาอากาศขนาดใหญ่ที่เข้ากันได้กับเครือข่ายอวกาศห้วงลึก (X-band และ Ka-band) วิศวกรของJPL ได้พัฒนาเสาอากาศกำลังขยายสูงแบบพับได้หลายแบบที่เข้ากันได้กับ CubeSats ระดับ 6U ^{[ 70 ]}สำหรับ MarCO ^{[ 66 ] [ 71 ]}และNear-Earth Asteroid Scout [ ^{72 ] วิศวกร}ของ JPL ยังได้พัฒนาเสาอากาศสะท้อนแสงแบบตาข่ายขนาด 0.5 เมตร (1 ฟุต 8 นิ้ว) ที่ทำงานในย่านความถี่ Ka-band และเข้ากันได้กับ DSN ^{[ 66 ] [ 71 ] [ 73 ]}ซึ่งสามารถพับเก็บได้ในปริมาตรจัดเก็บ 1.5U สำหรับ MarCO วิศวกรเสาอากาศของ JPL ได้ออกแบบ Folded Panel Reflectarray (FPR) ^{[ 74 ]}ให้พอดีกับบัส CubeSat ขนาด 6U และรองรับการสื่อสารระหว่างดาวอังคารกับโลกในย่านความถี่ X ที่ความเร็ว 8 กิโลบิตต่อวินาที ที่ระยะ 1AU

ส่วนประกอบต่างๆ ของ CubeSat มีช่วงอุณหภูมิที่ยอมรับได้แตกต่างกัน หากเกินช่วงอุณหภูมิดังกล่าว ส่วนประกอบเหล่านั้นอาจใช้งานไม่ได้ชั่วคราวหรือถาวร ดาวเทียมที่โคจรอยู่ในอวกาศจะได้รับความร้อนจากความร้อนที่แผ่มาจากดวงอาทิตย์โดยตรงและสะท้อนจากโลก รวมถึงความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบต่างๆ ของยานอวกาศ CubeSat ก็ต้องระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสีความร้อนออกไปในอวกาศหรือไปยังพื้นผิวโลกที่เย็นกว่า หากพื้นผิวโลกเย็นกว่ายานอวกาศ แหล่งกำเนิดและตัวระบายความร้อนด้วยรังสีเหล่านี้ค่อนข้างคงที่และคาดการณ์ได้ ตราบใดที่ทราบวงโคจรของ CubeSat และเวลาที่ดวงอาทิตย์โคจรผ่าน

ส่วนประกอบที่ใช้เพื่อให้แน่ใจว่าตรงตามข้อกำหนดด้านอุณหภูมิใน CubeSats ได้แก่ฉนวนหลายชั้นและฮีตเตอร์สำหรับแบตเตอรี่ เทคนิค การควบคุมอุณหภูมิ อื่นๆ ในยานอวกาศขนาดเล็ก ได้แก่ การจัดวางส่วนประกอบเฉพาะตามปริมาณความร้อนที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจากส่วนประกอบเหล่านั้น และในบางกรณีอาจใช้แผงระบายความร้อน เช่นบานเกล็ดการวิเคราะห์และการจำลองแบบจำลองความร้อนของยานอวกาศเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกใช้ส่วนประกอบและเทคนิคการจัดการความร้อน CubeSats ที่มีข้อกังวลด้านความร้อนเป็นพิเศษ ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับกลไกการปล่อยและน้ำหนักบรรทุกบางอย่าง อาจได้รับการทดสอบในห้องสุญญากาศความร้อนก่อนการปล่อย การทดสอบดังกล่าวให้ความมั่นใจได้มากกว่าดาวเทียมขนาดเต็ม เนื่องจาก CubeSats มีขนาดเล็กพอที่จะใส่เข้าไปในห้องสุญญากาศความร้อนได้ทั้งตัว โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิจะถูกติดตั้งบนส่วนประกอบต่างๆ ของ CubeSat เพื่อให้สามารถดำเนินการเพื่อหลีกเลี่ยงช่วงอุณหภูมิที่เป็นอันตราย เช่น การปรับทิศทางของยานเพื่อหลีกเลี่ยงหรือนำรังสีความร้อนโดยตรงไปยังส่วนใดส่วนหนึ่ง ซึ่งจะช่วยให้ส่วนนั้นเย็นลงหรือร้อนขึ้นได้

^{CubeSat เป็นวิธีการอิสระ ที่}คุ้มค่าในการนำ payload ขึ้นสู่วงโคจร^{[ 14 ]}หลังจากความล่าช้าจากผู้ปล่อยจรวดราคาประหยัด เช่นInterorbital Systems [ ^{75 ]}ราคาการปล่อยจรวดอยู่ที่ประมาณ 100,000 ดอลลาร์ต่อหน่วย^{[ 76 ] [ 77 ]}แต่ผู้ให้บริการรายใหม่เสนอราคาที่ต่ำกว่า^{[ 78 ]}ราคาโดยทั่วไปในการปล่อย cubesat ขนาด 1U พร้อมสัญญาบริการเต็มรูปแบบ (รวมถึงการบูรณาการแบบครบวงจร การออกใบอนุญาต การขนส่ง ฯลฯ) อยู่ที่ประมาณ 60,000 ดอลลาร์ในปี 2021

CubeSats บางรุ่นมีส่วนประกอบหรืออุปกรณ์ที่ซับซ้อน เช่นLightSail-1ซึ่งทำให้ต้นทุนการก่อสร้างสูงถึงหลายล้านดอลลาร์^{[ 79 ]}แต่ CubeSat ขนาด 1U พื้นฐานอาจมีต้นทุนการก่อสร้างประมาณ 50,000 ดอลลาร์^{[ 80 ]}ทำให้ CubeSats เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับโรงเรียน มหาวิทยาลัย และธุรกิจขนาดเล็กบางแห่ง

ฐานข้อมูล นาโนแซทเทลไลท์และคิวบ์แซทแสดงรายการคิวบ์แซทมากกว่า 2,000 ดวงที่ได้รับการปล่อยขึ้นสู่อวกาศตั้งแต่ปี 1998 ^{[ 4 ]}หนึ่งในการปล่อยคิวบ์แซทครั้งแรกๆ เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 30 มิถุนายน 2003 จากเมืองเพลเซตสค์ ประเทศรัสเซีย โดยภารกิจวงโคจรหลายวงของEurockot Launch Servicesคิวบ์แซทเหล่านี้ถูกส่งเข้าสู่วงโคจรซิงโครนัส กับดวงอาทิตย์ ซึ่งรวมถึง AAU CubeSat และ DTUSat ของเดนมาร์ก, XI-IV และ CUTE-1 ของญี่ปุ่น, Can X-1 ของแคนาดา และQuakesatของ สหรัฐอเมริกา ^{[ 81 ]}

เมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2555 ยานปล่อย P-POD สามลำที่บรรจุ CubeSats เจ็ดดวงถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรพร้อมกับ ดาวเทียม Laresบน จรวด Vegaที่ปล่อยจากเฟรนช์เกียนา CubeSats ที่ปล่อยขึ้นได้แก่e-st@r Space (Politecnico di Torino, อิตาลี), Goliat (มหาวิทยาลัยบูคาเรสต์, โรมาเนีย), MaSat-1 (มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีและเศรษฐศาสตร์บูดาเปสต์, ฮังการี), PW-Sat (มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีวอร์ซอ, โปแลนด์), Robusta (มหาวิทยาลัย Montpellier 2, ฝรั่งเศส), UniCubeSat-GG (มหาวิทยาลัยโรม La Sapienza, อิตาลี) และXaTcobeo (มหาวิทยาลัย Vigo และ INTA, สเปน) CubeSats เหล่านี้ถูกปล่อยขึ้นภายใต้กรอบของโอกาส "Vega Maiden Flight" ขององค์การอวกาศยุโรป^{[ 82 ]}

เมื่อวันที่ 13 กันยายน พ.ศ. 2555 ดาวเทียม CubeSats จำนวน 11 ดวงถูกปล่อยจาก P-POD จำนวน 8 แห่ง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจเสริม "OutSat" บนจรวดAtlas V ของ United Launch Alliance ^{[ 83 ]}นี่เป็นจำนวนดาวเทียม CubeSats ที่มากที่สุด (และปริมาตร 24U ที่ใหญ่ที่สุด) ที่โคจรในวงโคจรในการปล่อยครั้งเดียวเท่าที่เคยมีมา ซึ่งเป็นไปได้ด้วยระบบปล่อยดาวเทียม CubeSat ของ NPS ( NPSCuL ) ที่พัฒนาขึ้นที่ Naval Postgraduate School (NPS) ดาวเทียม CubeSats เหล่านั้นได้แก่ SMDC-ONE 2.2 (Baker), SMDC-ONE 2.1 (Able), AeroCube 4.0 (x3), Aeneas, CSSWE , CP5, CXBN , CINEMA และ Re (STARE) ^{[ 84 ]}

ดาวเทียม CubeSats จำนวน 5 ดวง ( Raiko , Niwaka , We-Wish , TechEdSat , F-1 ) ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรจากสถานีอวกาศนานาชาติเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 2555 เพื่อเป็นการสาธิตเทคโนโลยีการปล่อยดาวเทียมขนาดเล็กจาก ISS ดาวเทียมเหล่านี้ถูกส่งขึ้นและส่งไปยัง ISS ในฐานะสินค้าของKounotori 3และนักบินอวกาศของ ISS ได้เตรียมกลไกการปล่อยที่ติดตั้งไว้กับแขนหุ่นยนต์ของโมดูลทดลองของญี่ปุ่น^{[ 85 ] [ 86 ] [ 87 ]}

ดาวเทียม CubeSats จำนวน 4 ดวงถูกปล่อยจากเครื่องจำลองมวล Cygnusซึ่งถูกปล่อยเมื่อวันที่ 21 เมษายน 2556 ในเที่ยวบินปฐมฤกษ์ของจรวด Antares ของ Orbital Sciences [ 88 ^{]สามดวง}เป็นดาวเทียม PhoneSats ขนาด 1U ที่สร้างโดย ศูนย์วิจัย Amesของ NASA เพื่อสาธิตการใช้สมาร์ทโฟนเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การบินในดาวเทียม CubeSats ส่วนดวงที่สี่เป็นดาวเทียมขนาด 3U ชื่อ Dove-1 สร้างโดยPlanet Labs

เมื่อวันที่ 26 เมษายน 2556 ดาวเทียม NEE-01 Pegasoถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ และเป็นดาวเทียม CubeSat ดวงแรกที่สามารถส่งสัญญาณวิดีโอสดจากวงโคจรได้ อีกทั้งยังเป็นดาวเทียม CubeSat ขนาด 1U ดวงแรกที่มีกำลังส่งมากกว่า 100 วัตต์ ต่อมาในเดือนพฤศจิกายนปีเดียวกัน ดาวเทียมNEE-02 Krysaorก็ได้ส่งสัญญาณวิดีโอสดจากวงโคจรเช่นกัน ดาวเทียม CubeSat ทั้งสองดวงนี้สร้างโดยองค์การอวกาศเอกวาดอร์

เมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2557 มีการปล่อย CubeSats ทั้งหมด 33 ดวงจาก ISS โดยในจำนวนนั้น 28 ดวงเป็นส่วนหนึ่งของ กลุ่มดาวเทียม Flock-1ซึ่งเป็น CubeSats สำหรับถ่ายภาพโลก ส่วนอีก 5 ดวงที่เหลือ มาจากบริษัทในสหรัฐอเมริกา 2 ดวง จากลิทัวเนีย 2 ดวง และจากเปรู 1 ดวง^{[ 89 ]}

LightSail -1เป็นดาวเทียม CubeSat ต้นแบบขนาด 3U ที่ขับเคลื่อนด้วยใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์มันถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม 2015 จากฟลอริดา ใบเรือทั้งสี่ทำจากไมลาร์ ที่บางมาก และมีพื้นที่รวม 32 ตารางเมตร⁽ 340 ตารางฟุต) การทดสอบนี้จะช่วยให้สามารถตรวจสอบระบบของดาวเทียมได้อย่างครบถ้วนก่อนภารกิจหลักในปี 2016 ^{[ 90 ]}

เมื่อวันที่ 5 ตุลาคม พ.ศ. 2558 AAUSAT5 (มหาวิทยาลัย Aalborg ประเทศเดนมาร์ก) ได้ถูกปล่อยจาก ISS ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ "Fly Your Satellite!" ขององค์การอวกาศยุโรป^{[ 91 ]}

ดาวเทียมCubeSat ขนาดเล็กที่มีเครื่องสเปกโทรเมตรเอ็กซ์เรย์ดวงอาทิตย์เป็นดาวเทียมขนาด 3U ที่ถูกส่งขึ้นสู่สถานีอวกาศนานาชาติเมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 2015 และถูกปล่อยกลับลงมาเมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม 2016 นับเป็นภารกิจแรกที่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศภายใต้คณะกรรมการบูรณาการดาวเทียม CubeSat ของNASA Science Mission Directorate ^{[ 92 ]}ซึ่งมุ่งเน้นการทำวิจัยทางวิทยาศาสตร์ด้วยดาวเทียม CubeSat ณ วันที่ 12 กรกฎาคม 2016 เกณฑ์ความสำเร็จขั้นต่ำของภารกิจ (การสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์หนึ่งเดือน) ได้รับการบรรลุแล้ว แต่ยานอวกาศยังคงทำงานได้ตามปกติ และการสังเกตการณ์ยังคงดำเนินต่อไป^{[ 93 ]}

เมื่อวันที่ 25 เมษายน 2559 มีการปล่อยดาวเทียม CubeSats จำนวน 3 ดวง พร้อมกับดาวเทียม Sentinel-1B บนจรวด Soyuz VS14 จากเมือง Kourou ประเทศเฟรนช์เกียนา ดาวเทียมดังกล่าวได้แก่ AAUSAT4 (มหาวิทยาลัย Aalborg ประเทศเดนมาร์ก), e-st@r-II (Politecnico di Torino ประเทศอิตาลี) และ OUFTI-1 (Université de Liège ประเทศเบลเยียม) การปล่อยดาวเทียม CubeSats เหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ "Fly Your Satellite!" ขององค์การอวกาศยุโรป^{[ 94 ]}

เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ 2560 องค์การวิจัยอวกาศแห่งอินเดีย ( ISRO ) ได้สร้างสถิติด้วยการปล่อยดาวเทียม 104 ดวงบนจรวดเพียงลำเดียว การปล่อยจรวดPSLV-C37ในน้ำหนักบรรทุกเดียว ซึ่งรวมถึงดาวเทียม Cartosat-2 series และดาวเทียมร่วมเดินทางอีก 103 ดวง มีน้ำหนักรวมกว่า 650 กิโลกรัม (1,430 ปอนด์) จากดาวเทียม 104 ดวง มีเพียง 3 ดวงเท่านั้นที่ไม่ใช่ CubeSats จากดาวเทียมนาโน 101 ดวง มี 96 ดวงมาจากสหรัฐอเมริกา และอีก 1 ดวงมาจากอิสราเอล คาซัคสถาน เนเธอร์แลนด์ สวิตเซอร์แลนด์ และสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์^{[ 95 ] [ 96 ]}

การปล่อยยานลง จอดบนดาวอังคารInSightในเดือนพฤษภาคม 2018 นั้น รวมถึง CubeSats สองลำที่จะบินผ่านดาวอังคารเพื่อให้บริการการสื่อสารแบบรีเลย์เพิ่มเติมจาก InSightไปยังโลกในระหว่างการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและการลงจอด^{[ 97 ]}นี่เป็นการบินครั้งแรกของ CubeSats นอกวงโคจรโดยตรงของโลก เทคโนโลยี CubeSat ของภารกิจนี้เรียกว่าMars Cube One (MarCO) โดยแต่ละลำเป็น CubeSat หกยูนิต ขนาด 14.4 นิ้ว × 9.5 นิ้ว × 4.6 นิ้ว (37 ซม. × 24 ซม. × 12 ซม.) MarCO เป็นการทดลอง แต่ไม่จำเป็นสำหรับ ภารกิจ InSightเพื่อเพิ่มการสื่อสารแบบรีเลย์ให้กับภารกิจอวกาศในช่วงเวลาที่สำคัญ ในกรณีนี้คือตั้งแต่เวลาที่InSightเข้าสู่ชั้นบรรยากาศจนถึงการลงจอด

ยานอวกาศ MarCO ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในเดือนพฤษภาคม 2018 พร้อมกับ ยานลงจอด InSightโดยแยกตัวออกจากกันหลังจากการปล่อย และเดินทางไปยังดาวอังคารตามเส้นทางของตนเอง หลังจากแยกตัวแล้ว ยานอวกาศ MarCO ทั้งสองลำได้กางเสาอากาศวิทยุสองต้นและแผงโซลาร์เซลล์สองแผง เสาอากาศ X-band ที่มีกำลังขยายสูง เป็นแผงเรียบสำหรับส่งคลื่นวิทยุ MarCO นำทางไปยังดาวอังคารอย่างอิสระจาก ยานลงจอด InSightโดยทำการปรับเส้นทางของตนเองระหว่างการบิน

ระหว่างการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ การลงจอด และการลงสู่พื้นผิว (EDL) ของยานInSight ในเดือนพฤศจิกายน 2018 ^{[ 97 ]}ยานลงจอดได้ส่งข้อมูลโทรมาตรใน ย่านความถี่วิทยุ UHF ไปยังยาน Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ของ NASA ที่บินอยู่เหนือยาน MRO ส่งต่อข้อมูล EDL กลับมายังโลกโดยใช้ความถี่วิทยุในย่านความถี่ X แต่ไม่สามารถรับข้อมูลพร้อมกันในย่านความถี่หนึ่งได้หากกำลังส่งสัญญาณในอีกย่านความถี่หนึ่ง การยืนยันการลงจอดที่สำเร็จสามารถรับได้บนโลกหลายชั่วโมงหลังจากนั้น ดังนั้น MarCO จึงเป็นการสาธิตเทคโนโลยีของข้อมูลโทรมาตรแบบเรียลไทม์ระหว่างการลงจอด^{[ 98 ] [ 99 ] [ 100 ]}

มุมมองจากมาร์โค

ดาวอังคาร (24 พฤศจิกายน 2018)

มาร์ส (2 ตุลาคม 2561)

โลกและดวงจันทร์ (9 พฤษภาคม 2561)

โครงการInterplanetary Nano-Spacecraft Pathfinder in Relevant Environment (INSPIRE) เป็น ภารกิจที่ NASA วางแผนไว้ โดยจะส่ง CubeSats ออกจากวงโคจรของโลกและไปยังห้วงอวกาศลึก INSPIRE มีเป้าหมายเพื่อแสดงให้เห็นว่า CubeSats สามารถทำงาน สื่อสาร และนำทางได้นอกวงโคจรของโลก วันที่ปล่อยภารกิจนี้ยังไม่ได้กำหนด^{[ 101 ]}

โครงการปล่อยดาวเทียม CubeSatของ NASA ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 2553 ^{[ 102 ]}เปิดโอกาสให้สถาบันการศึกษา องค์กรไม่แสวงหาผลกำไร และศูนย์ NASA ได้ปล่อยดาวเทียม CubeSat ณ ปี 2559 โครงการปล่อยดาวเทียม CubeSat ได้ปล่อยดาวเทียม CubeSat จำนวน 46 ดวง ในภารกิจ ELaNa จำนวน 12 ภารกิจ จาก 28 องค์กร และได้คัดเลือกภารกิจ CubeSat จำนวน 119 ภารกิจ จาก 66 องค์กร ภารกิจ Educational Launch of Nanosatellites (ELaNa) ได้แก่ BisonSat ซึ่งเป็นดาวเทียม CubeSat ดวงแรกที่สร้างโดยวิทยาลัยชนเผ่า TJ3Sat ซึ่งเป็นดาวเทียม CubeSat ดวงแรกที่สร้างโดยโรงเรียนมัธยม และ STMSat-1 ซึ่งเป็นดาวเทียม CubeSat ดวงแรกที่สร้างโดยโรงเรียนประถมศึกษา NASA จะประกาศโอกาส^{[ 103 ]}ในเดือนสิงหาคมของทุกปี โดยจะทำการคัดเลือกในเดือนกุมภาพันธ์ของปีถัดไป^{[ 104 ]}

นาซาได้ริเริ่มโครงการ Cube Quest Challenge ในปี 2015 ซึ่งเป็นการแข่งขันเพื่อส่งเสริมนวัตกรรมในการใช้ CubeSats นอกวงโคจรต่ำของโลก โครงการ Cube Quest Challenge มอบเงินรางวัล 5 ล้านดอลลาร์สหรัฐให้แก่ทีมที่บรรลุวัตถุประสงค์ของการแข่งขัน ได้แก่ การออกแบบ การสร้าง และการส่งมอบดาวเทียมขนาดเล็กที่ผ่านการรับรองสำหรับการบิน ซึ่งสามารถปฏิบัติการขั้นสูงได้ทั้งใกล้และไกลจากดวงจันทร์ ทีมต่างๆ แข่งขันกันเพื่อชิงรางวัลมากมายในวงโคจรของดวงจันทร์หรืออวกาศห้วงลึก^{[ 105 ]} CubeSats จำนวน 10 ดวงจากทีมต่างๆ ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศรอบดวงจันทร์ในฐานะสัมภาระรองบนยานArtemis 1ในปี 2022

"Fly Your Satellite!" เป็นโครงการ CubeSats ที่ดำเนินการต่อเนื่องของสำนักงานการศึกษาขององค์การอวกาศยุโรปนักศึกษามหาวิทยาลัยมีโอกาสพัฒนาและดำเนินภารกิจ CubeSat ของตนเองโดยได้รับการสนับสนุนจากผู้เชี่ยวชาญของ ESA ^{[ 106 ]}ทีมของนักศึกษาที่เข้าร่วมสามารถสัมผัสประสบการณ์ครบวงจรตั้งแต่การออกแบบ การสร้าง และการทดสอบ ไปจนถึงความเป็นไปได้ในการปล่อยและใช้งาน CubeSat ของตนเองในที่สุด^{[ 107 ]}โครงการ Fly Your Satellite! รุ่นที่สี่ได้ปิดรับข้อเสนอในเดือนกุมภาพันธ์ 2022 ^{[ 108 ]}

องค์การอวกาศแคนาดาประกาศโครงการ CubeSat ของแคนาดา (CCP) ในปี 2017 และทีมที่เข้าร่วมได้รับการคัดเลือกในเดือนพฤษภาคมปี 2018 โครงการนี้ให้เงินทุนและการสนับสนุนแก่มหาวิทยาลัยหรือวิทยาลัยหนึ่งแห่งในแต่ละจังหวัดและดินแดนเพื่อพัฒนา CubeSat สำหรับการปล่อยจากสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) วัตถุประสงค์ของ CCP คือการมอบประสบการณ์ตรงให้กับนักศึกษาในอุตสาหกรรมอวกาศ พร้อมทั้งเตรียมความพร้อมให้พวกเขาเข้าสู่สายอาชีพในสาขาอวกาศ^{[ 109 ]}

QB50 เป็นเครือข่ายดาวเทียมขนาดเล็ก (CubeSats) ระดับนานาชาติจำนวน 50 ดวง ที่เสนอขึ้นเพื่อใช้ในการวัดค่าแบบหลายจุดณ จุดเกิดเหตุในชั้นบรรยากาศเทอร์โมสเฟียร์ ตอนล่าง (90–350 กม.) และการวิจัยเกี่ยวกับการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก QB50 เป็นโครงการริเริ่มของสถาบัน Von Karmanและได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากคณะกรรมาธิการยุโรปภายใต้กรอบโครงการที่ 7 (FP7) ดาวเทียม CubeSats แบบสองยูนิต (2U) ขนาด 10×10×20 ซม. ได้รับการพัฒนาขึ้น โดยยูนิตหนึ่ง (ยูนิต "การทำงาน") ทำหน้าที่ตามปกติของดาวเทียม และอีกยูนิตหนึ่ง (ยูนิต "วิทยาศาสตร์") จะติดตั้งชุดเซ็นเซอร์มาตรฐานสำหรับการวิจัยในชั้นบรรยากาศเทอร์โมสเฟียร์ตอนล่างและการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก คาดว่าจะมีการจัดหาดาวเทียม CubeSats จำนวน 35 ดวงจากมหาวิทยาลัยใน 22 ประเทศทั่วโลก โดยมี 4 ดวงจากสหรัฐอเมริกา 4 ดวงจากจีน 4 ดวงจากฝรั่งเศส 3 ดวงจากออสเตรเลีย และ 3 ดวงจากเกาหลีใต้^{[ 110 ]}คาดว่าจะมี CubeSats ขนาด 2U หรือ 3U จำนวน 10 ดวงเพื่อใช้ในการสาธิตเทคโนโลยีอวกาศใหม่ๆ ในวงโคจร

คำขอเสนอโครงการ (RFP) สำหรับดาวเทียม CubeSat รุ่น QB50 ได้รับการเผยแพร่เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ 2012 ดาวเทียม QB50 "นำร่อง" สองดวงถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศด้วยจรวด Dneprเมื่อวันที่ 19 มิถุนายน 2014 ^{[ 111 ]} ดาวเทียม CubeSat ทั้ง 50 ดวงควรจะถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศพร้อมกันด้วย ยานปล่อย Cyclone-4 ลำ เดียว ในเดือนกุมภาพันธ์ 2016 ^{[ 112 ]}แต่เนื่องจากยานปล่อยไม่พร้อมใช้งาน ดาวเทียม 36 ดวงจึงถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศด้วยยานCygnus CRS OA-7เมื่อวันที่ 18 เมษายน 2017 และถูกปล่อยออกจากสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS ) ในเวลาต่อมา ^{[ 113 ] [ 114 ]}ดาวเทียม CubeSat อีกสิบสองดวงถูกบรรจุอยู่ใน ภารกิจ PSLV-XL C38 ในเดือนพฤษภาคม 2017 ^{[ 115 ]}

ต่างจากยานอวกาศขนาดเต็ม CubeSats สามารถส่งเป็นสินค้าไปยังและปล่อยโดยสถานีอวกาศนานาชาติได้ ซึ่งเป็นวิธีการทางเลือกในการเข้าสู่วงโคจรนอกเหนือจากการปล่อยโดยยานปล่อยจรวด NanoRacks และ Made in Spaceกำลังพัฒนาวิธีการสร้าง CubeSats บนสถานีอวกาศนานาชาติ^{[ 116 ]}

โครงการปล่อยดาวเทียม CubeSat ของ NASA ได้ปล่อยดาวเทียม CubeSat มากกว่า 46 ดวงในภารกิจ ELaNa ในช่วงหลายปีก่อนปี 2016 และมีแผนจะปล่อยอีก 57 ดวงในอีกหลายปีข้างหน้า^{[ 117 ]}ไม่ว่าดาวเทียม CubeSat จะมีราคาถูกหรือใช้งานได้หลากหลายเพียงใด ก็ต้องอาศัยการขนส่งเป็นสัมภาระรองบนจรวดขนาดใหญ่ที่ปล่อยยานอวกาศขนาดใหญ่กว่ามาก ซึ่งมีราคาเริ่มต้นประมาณ 100,000 ดอลลาร์สหรัฐในปี 2015 ^{[ 118 ]}เนื่องจากดาวเทียม CubeSat ถูกปล่อยโดย P-POD และระบบปล่อยที่คล้ายกัน จึงสามารถบูรณาการและปล่อยเข้าสู่ยานปล่อยได้แทบทุกชนิด อย่างไรก็ตาม ผู้ให้บริการปล่อยจรวดบางรายปฏิเสธที่จะปล่อยดาวเทียม CubeSat ไม่ว่าจะในการปล่อยทั้งหมดหรือเฉพาะการปล่อยบางครั้งเท่านั้น ตัวอย่างสองรายในปี 2015 ได้แก่ILSและSea Launch ^{[ 119 ]}

SpaceX [ ^{120 ] [ 121 ]} Exolaunch [ ^{122 ] [ 123 ]}และSpace BD ^{[ 124 ] [ 125 ]}เป็นสามบริษัทล่าสุดที่ให้บริการปล่อยดาวเทียม CubeSats ในเชิงพาณิชย์ในฐานะน้ำหนักบรรทุกรอง แต่ยังคงมีคิวรอปล่อยอยู่ นอกจากนี้ ISRO ของอินเดีย^{ได้ปล่อย}ดาวเทียม CubeSats ของต่างประเทศในเชิงพาณิชย์ตั้งแต่ปี 2009 ในฐานะน้ำหนักบรรทุกรอง เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ 2017 ISRO ได้สร้างสถิติโลกด้วยการปล่อยดาวเทียม CubeSats จำนวน 103 ดวงบนยานปล่อยดาวเทียม Polar Satellite Launch Vehicleสำหรับบริษัทต่างประเทศต่างๆ^{[ 126 ]} ISC KosmotrasและEurockotก็ให้บริการปล่อยดาวเทียม CubeSats เช่นกัน^{[ 127 ]} SpaceX ทำลายสถิติในปี 2021 ด้วยTransporter-1 (spaceflight)ที่บรรทุกยานอวกาศ 143 ลำขึ้นสู่วงโคจรRocket Labเชี่ยวชาญในการปล่อยดาวเทียม CubeSats บนElectronจากนิวซีแลนด์^{[ 128 ]}

เมื่อวันที่ 5 พฤษภาคม 2558 NASAประกาศโครงการที่ศูนย์อวกาศเคนเนดีเพื่อพัฒนาจรวดประเภทหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อปล่อยดาวเทียมขนาดเล็กมาก: บริการปล่อยจรวด NASA Venture Class (VCLS) ^{[ 118 ] [ 129 ] [ 130 ]}ซึ่งจะรองรับน้ำหนักบรรทุกได้ 30 กก. ถึง 60 กก. สำหรับจรวดแต่ละลำ^{[ 129 ] [ 131 ]}ห้าเดือนต่อมา ในเดือนตุลาคม 2558 NASA ได้มอบเงินรวม 17.1 ล้านดอลลาร์ให้กับบริษัทปล่อยจรวดสตาร์ทอัพสามแห่งสำหรับเที่ยวบินละหนึ่งเที่ยว: 6.9 ล้านดอลลาร์ให้กับRocket Lab ( จรวด Electron ); 5.5 ล้านดอลลาร์ให้กับFirefly Space Systems ( จรวด Alpha ); และ 4.7 ล้านดอลลาร์ให้กับVirgin Galactic ( จรวด LauncherOne ) ^{[ 132 ]}ยังไม่ได้กำหนดน้ำหนักบรรทุกสำหรับเที่ยวบินทั้งสามภายใต้สัญญา VCLS ^{[ 132 ]}ระบบปล่อยดาวเทียมขนาดเล็กอื่นๆ กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาซึ่งจะบรรทุก CubeSats พร้อมกับน้ำหนักบรรทุกขนาดเล็ก รวมถึง จรวดซีรีส์ NeptuneของInterorbital Systems , ยานปล่อยดาวเทียม NanosatของGarvey Spacecraft ^{[ 133 ]}และ จรวด SPARKนอกจากยานปล่อยแบบดั้งเดิมและผู้ให้บริการอำนวยความสะดวกเช่น KSF Space แล้ว ยัง มี ยานปล่อยขึ้นสู่วงโคจรจากอากาศ หลาย ลำที่กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาโดยGeneration Orbit Launch ServicesและBoeing (ในรูปแบบของยานปล่อยขนาดเล็ก ของพวกเขา )

หลายแง่มุมของ CubeSats เช่น โครงสร้าง ระบบขับเคลื่อน วัสดุ การคำนวณและการสื่อสาร พลังงาน และเครื่องมือหรืออุปกรณ์วัดเฉพาะเพิ่มเติม ก่อให้เกิดความท้าทายต่อการใช้เทคโนโลยี CubeSat นอกวงโคจรของโลก^{[ 134 ]}ความท้าทายเหล่านี้ได้รับการพิจารณามากขึ้นโดยองค์กรระหว่างประเทศในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ตัวอย่างเช่น ยานอวกาศ INSPIRE ที่เสนอโดย NASA และ Jet Propulsion Lab ในปี 2012 เป็นความพยายามเบื้องต้นในการสร้างยานอวกาศที่ออกแบบมาเพื่อพิสูจน์ความสามารถในการปฏิบัติงานของ CubeSats ในห้วงอวกาศลึก^{[ 135 ]}คาดว่าจะปล่อยในปี 2014 ^{[ 136 ]}แต่ยังไม่เกิดขึ้น และ NASA ระบุวันที่ไว้ว่ายังไม่กำหนด^{[ 135 ]}

P-PODs (Poly-PicoSatellite Orbital Deployers) ได้รับการออกแบบร่วมกับ CubeSats เพื่อเป็นแพลตฟอร์มทั่วไปสำหรับpayloads รอง^{[ 27 ]} P-PODs จะถูกติดตั้งบนยานปล่อยและนำ CubeSats ขึ้นสู่วงโคจรและปล่อยเมื่อได้รับสัญญาณที่เหมาะสมจากยานปล่อย P-POD Mk III มีความจุสำหรับ CubeSats ขนาด 1U สามดวง หรือ CubeSats ขนาด 0.5U, 1U, 1.5U, 2U หรือ 3U อื่นๆ รวมกันได้จนถึงปริมาตรสูงสุด 3U ^{[ 137 ]}มีอุปกรณ์ปล่อย CubeSat อื่นๆ อีก โดย NanoRacks CubeSat Deployer (NRCSD) บนสถานีอวกาศนานาชาติเป็นวิธีการปล่อย CubeSat ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปี 2014 ^{[ 3 ]}อุปกรณ์ปล่อย CubeSat บางส่วนถูกสร้างขึ้นโดยบริษัทต่างๆ เช่น ISIPOD (Innovative Solutions In Space BV) หรือ SPL (Astro und Feinwerktechnik Adlershof GmbH) ในขณะที่บางส่วนถูกสร้างขึ้นโดยรัฐบาลหรือสถาบันที่ไม่แสวงหาผลกำไรอื่นๆ เช่น X-POD ( มหาวิทยาลัยโทรอนโต ), T-POD ( มหาวิทยาลัยโตเกียว ) หรือ J-SSOD ( JAXA ) บนสถานีอวกาศนานาชาติ^{[ 138 ]}ในขณะที่ P-POD มีข้อจำกัดในการปล่อย CubeSat ขนาด 3U ได้สูงสุด แต่ NRCSD สามารถปล่อย CubeSat ขนาด 6U (10 ซม. × 10 ซม. × 68.1 ซม. (3.9 นิ้ว × 3.9 นิ้ว × 26.8 นิ้ว)) ได้ และ ISIPOD สามารถปล่อย CubeSat ขนาด 6U ในรูปแบบอื่นได้ (10 ซม. × 22.63 ซม. × 34.05 ซม. (3.94 นิ้ว × 8.91 นิ้ว × 13.41 นิ้ว))

แม้ว่าดาวเทียม CubeSat เกือบทั้งหมดจะถูกปล่อยจากยานปล่อยหรือสถานีอวกาศนานาชาติ แต่บางส่วนก็ถูกปล่อยโดยตัวบรรทุกหลักเอง ตัวอย่างเช่นโครงการ FASTSATได้ปล่อย ดาวเทียม NanoSail-D2ซึ่งเป็นดาวเทียม CubeSat ขนาด 3U และเช่นเดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นอีกครั้งกับเครื่องจำลองมวล Cygnusซึ่งเป็นตัวบรรทุกหลักที่ปล่อยในเที่ยวบินปฐมฤกษ์ของ จรวด Antaresโดยบรรทุกและปล่อยดาวเทียม CubeSat จำนวน 4 ดวง สำหรับการใช้งานดาวเทียม CubeSat นอกวงโคจรของโลก วิธีการปล่อยดาวเทียมจากตัวบรรทุกหลักก็จะถูกนำมาใช้เช่นกัน ดาวเทียม CubeSat จำนวน 10 ดวงถูกปล่อยไปกับภารกิจArtemis 1ทำให้พวกมันอยู่ในบริเวณใกล้เคียงกับดวงจันทร์ยานลงจอดบนดาวอังคาร InSight ก็ได้ส่งดาวเทียม CubeSat ออกไปนอกวงโคจรของโลกเพื่อใช้เป็นดาวเทียมสื่อสารถ่ายทอดสัญญาณ ดาวเทียม เหล่านี้ รู้จักกันในชื่อMarCO A และ B ซึ่งเป็นดาวเทียม CubeSat ชุดแรกที่ถูกส่งออกไปนอกระบบโลก-ดวงจันทร์

ชาสกี ผมได้เห็นกระบวนการติดตั้งที่แปลกใหม่ เมื่อมันถูกติดตั้งด้วยมือระหว่างการเดินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติในปี 2014

• เอเอ็มเอสเอที
• โครงการทดลองนาโนอวกาศขั้นสูงของแคนาดา
• CubeRoverคือแนวคิดที่คล้ายกันซึ่งนำมาประยุกต์ใช้กับรถสำรวจขนาดเล็ก
• โปรโตคอลอวกาศคิวบ์แซท
• สมาคมนาโนดาวเทียมอิสราเอล
• รายชื่อดาวเทียมคิวบ์แซท
• ระบบปล่อยดาวเทียมขนาดเล็ก
• ออสการ์
• PocketQube เป็นอุปกรณ์ที่มีรูปแบบคล้ายกันแต่มีขนาดเล็กกว่า โดยมีขนาด 5x5x5 เซนติเมตร

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับดาวเทียม CubeSat

• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการ
• ฐานข้อมูล CubeSat และ Nanosatellites – รวบรวมรายชื่อ CubeSat มากกว่า 2,000 ดวง ที่เคยถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศและมีแผนจะปล่อยตั้งแต่ปี 1998
• เยห์, แจ็ค; เรเวย์, เดวิด; เดลาฮันต์, แจ็กสัน. "โครงการดาวเทียมคิวบ์แซท"เครือ ข่าย วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ ( STEM )เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2020-07-29 เรียกดูเมื่อ2016-02-18'GitHub' สำหรับวิทยาศาสตร์
• แหล่งข้อมูลสำหรับนักพัฒนา CubeSat และข้อมูลด้านกฎระเบียบ
• Murphey, Stephen (2012). "คิวบ์แซทคืออะไร" . YouTube . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2021-12-21.
• LibreCubeคือ แพลตฟอร์ม โอเพนซอร์สสำหรับการพัฒนา CubeSats
• Open Source CubeSat Workshop (OSCW)
• ศูนย์สนับสนุน CubeSat ของ NEN (นาซา)