Аннотация. Малые космические аппараты, особенно наноспутники типа CubeSat, часто сталкиваются с проблемой поддержания энергетического баланса из-за ограниченных размеров и малой мощности источников энергии. Основными преимуществами таких аппаратов являются их относительно низкая стоимость, быстрая разработка и возможность проведения научных исследований и технологических испытаний. Однако их небольшой размер и масса накладывают строгие ограничения на систему энергоснабжения. В связи с этим эффективное использование энергии считается одной из основных инженерных задач при проектировании и эксплуатации малых спутников.
В данной статье анализируются современные методы снижения энергопотребления полезной нагрузки и бортового комплекса управления малых спутников, функционирующих на низкой околоземной орбите. Сначала рассматриваются конструктивные особенности малых космических аппаратов, их основные системы и энергетический баланс. Кроме того, анализируются основные факторы, влияющие на структуру энергопотребления, включая орбитальные условия, эффективность солнечных панелей и характеристики аккумуляторных систем. Затем описываются методы экономии энергии полезных нагрузок, таких как оптические камеры, радиомодули связи и различные научные сенсоры. К этим методам относятся применение эффективных алгоритмов обработки данных, периодическая активация устройств, использование режимов низкого энергопотребления и внедрение энергоэффективных электронных компонентов. Также рассматриваются энергоэффективные архитектуры бортовых систем управления, возможности применения микроконтроллеров и специализированных процессоров. Обсуждаются последние технологические новшества в системах энергоснабжения, интеллектуальные алгоритмы управления энергией и методы динамического распределения мощности. На основе данных реальных проектов CubeSat приводятся практические примеры оптимизации энергии. Кроме того, с помощью сравнительных таблиц анализируются характеристики различных технических решений и даются предложения по повышению энергоэффективности малых спутников в будущем.

Ключевые слова: малые космические аппараты, CubeSat, оптимизация энергопотребления, полезная нагрузка, бортовая система управления, система электропитания, энергоэффективность, низкая околоземная орбита.