CubeSats 的構想源於一個簡單的理念：標準化一種小型衛星，使任何人都能建造並共享火箭。基本的「1U」單位是一個 10 公分的立方體。更大的版本，如 2U、3U、6U、12U，甚至 16U，就像樂高積木一樣可以互相組合。設計中還包含了一個關鍵配件：一個彈簧驅動的發射器，讓 CubeSats 能與多種火箭相容。發射商不再需要為每個有效載荷設計定制硬件，而是可以使用標準化的艙口，當指令發出時，艙口會將每個衛星輕輕推出上級階段。這一變革開啟了一場革命。
CubeSat 可以乘坐與大學、初創公司或太空機構使用的相同發射器設計進入太空。國際空間站甚至可以作為發射場，利用日本的 Kibo 模組通過氣閘釋放一群 CubeSats，這就像微型衛星在地球曲線上自由漂浮的慢動作芭蕾舞。
發射服務提供商喜愛 CubeSats，因為它們可以將未使用的質量和體積轉化為有償載荷。SpaceX 的共乘計劃將這一點轉化為規律，定期進行 Transporter 和 Bandwagon 任務，每次發射都會部署數十個小型航天器。像 Exolaunch 這樣的聚合商將多端口適配器固定在一起，管理客戶群體，讓一枚火箭可以攜帶從氣象傳感器到人工智能驅動的成像儀等各種設備。
Rocket Lab 則自建發射器，甚至開發了提供小型衛星最終軌道推進的「助推階段」，這就像太空 Uber，為每位乘客在正確的高度放下。這些發射器內部的精確度至關重要。CubeSats 被像抽屜一樣堆疊和固定，每個都有自己的釋放彈簧，經過調校以適應每秒幾公分的分離速度。當命令發出時，門打開，彈簧推出，衛星便在不與鄰近衛星碰撞的情況下漂移開。
大多數 CubeSats 接受其共乘提供的任意軌道，通常為 500 公里太陽同步軌道，這對於提供每日相同光照的成像非常理想。然而，新的「太空拖船」現在給予它們更多自由。例如，D-Orbit 的 ION 和 Momentus 的 Vigoride 能將 CubeSats 從共享的投放點運送到自定義軌道，逐一部署，甚至在釋放之前舉辦實驗。
一旦自由，每個 CubeSat 都會利用一套小型姿態控制系統進行自我定向，該系統包括星圖追蹤器、反推輪、磁力計和太陽傳感器，這些組件都被壓縮到比咖啡杯還小的體積中。這些組件能夠提供精確的指向，通常在幾弧分鐘內，足以用於高解析度成像或編隊飛行。許多 CubeSat 現在還配備推進系統：冷氣體推進器用於短期推進，電動或碘離子推進器則用於長期操控，甚至具備自主避撞能力。
從這些小的起步，任務變得越來越宏大。Planet 的全球 3U 和 6U 衛星艦隊每天以米級解析度成像整個地球。Spire 的星座則聆聽穿過地球大氣折射的 GPS 信號，以提供全球天氣數據。NASA 的 CAPSTONE CubeSat 證明了在月球附近的近矩形環繞軌道中導航的可行性，這是該機構即將建設的 Lunar Gateway 的計劃位置。
其他 CubeSats 則向更遠的地方前進，展示深空中的通信、成像和推進能力。這些公司如同新太空產業的名冊：NanoAvionics、AAC Clyde Space、GomSpace 和 EnduroSat 負責建造航天器；Exolaunch、D-Orbit 和 Rocket Lab 則負責發射和運輸。Planet 和 Spire 則運營著龐大的運營艦隊，將小型衛星轉化為全球服務。
這些公司共同重塑了發射經濟，將進入軌道的門檻從幾千萬美元降低到幾十萬美元。如今，「CubeSat」的意義已不再僅僅是一種形狀。它代表著一個生態系統：標準化的發射器、共享的火箭、精確的導航以及強大的分析工具，使太空對幾乎任何有想法和適度預算的人都變得可及。這些微型機器已成為現代航天飛行的連接紐帶，證明了最大的變化有時來自最小的包裝。
