Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 12.5
The Telesat Anik F2 satellite provides C-, Ku-, and Ka-band payloads with a prime
power system capable of 17 kW (http://www.telesat.ca/satellites).

---

12.4
Space Segment Economics
403
also has to increase to provide the volume and physical strength to support the
expanded payload and bus.
As a rule, it is possible to view the cost of a spacecraft as being directly related
to its mass; the heavier the spacecraft, the more it will cost. Other factors have a
direct bearing on cost as well, including the number of components, the complexity
of the payload, and the maturity of the design. The relationship is not linear.
Because one needs the same project team size for a big satellite as a small one and
has only slightly more design documentation and meetings, there is an economy
of scale (i.e., a decrease in the relative cost in terms of some monetary unit such
as dollars per kilogram) as one moves toward larger spacecraft with more communi-
cations capability. Components of a spacecraft such as battery cells, solar cells,
and electronic amplifiers can be manufactured with modern automation techniques,
which tends to reduce cost. However, larger elements of the spacecraft typically
are custom made by highly skilled technicians, whose time expended tends to
increase as complexity increases. That aspect is difficult to change because all work
must be of the highest quality to ensure proper operation during orbital lifetime.
An area in which automation has played an important role is in the testing of
subsystems and the entire spacecraft. Digital computers programmed to control
modern test equipment can perform the testing during each phase of manufacture
and at the launch site. That increases the accuracy and the amount of data and
can decrease the number of personnel on test teams. The primary benefit of using
this form of automation, however, is the improvement in reliability that comes
from being able to spot potential problems before launch. Once on orbit, this
database becomes very useful during initial testing to see if there has been any
detrimental change after launch and to aid in troubleshooting during life of the
satellite.
12.4.1.2
Launch and Transfer Stage
As evidenced by Figure 12.4, the fixed cost of placing a GEO spacecraft in orbit
is comparable to the cost of the spacecraft itself. Non-GEO systems have the
advantage that multiple spacecraft can be deployed in a given launch event. That
reduces the launch cost per spacecraft by the same factor (although there is a
requirement to launch substantially more satellites to complete a particular constel-
lation). A satellite operator does not purchase LV hardware but rather purchases
the services of a launching agency that is then responsible for the manufacture and
performance of the rocket system. Whether the transfer stage is part of the launch
service depends on the particular LV and mission, as discussed in Chapter 10. An
LV such as Ariane 5 or Zenit injects the spacecraft into geostationary transfer orbit
(GTO), from which motor firings are required to reach geosynchronous orbit.
Direct injection into geosynchronous orbit is available with the Proton rocket,
eliminating both the transfer stage and the apogee kick motor.
Some additional expenses associated with the launch mission involve the sup-
port services at the launch site and, if appropriate, during the transfer and drift
orbit phases. The spacecraft contractor can bundle the launch site (launch prep)
expenses into the price of the spacecraft as may the launch agency. Transfer orbit
services are fixed and independent of the particular satellite design and can be

---

404
Satellite Systems Engineering and Economics
purchased from another satellite operator. The spacecraft contractor normally
directs the timing of apogee boost, drift orbit, and initial checkout activities and
turns the tested satellite over to the satellite operator. However, the communications
payload is tested by the satellite operator to determine the fitness for service. The
costs of all those services, while essential, are relatively low compared to the
investment for the spacecraft and the LV.
12.4.1.3
Launch Insurance
Launch insurance has been an important element of satellite system implementation,