Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

12.4.1
Space Segment Investment Cost Elements
As discussed at the beginning of this chapter, the investment cost elements of the
space segment are purchased prior to the initiation of operation and are intended
to last through the end of life of the satellites. In larger GEO systems and constella-
tions of non-GEO satellites, there is a need for methodical replenishment of space-
craft when they reach end of life. That places on the satellite operator the burden
of maintaining a new flow of investment in spacecraft and LV services for as long
as the business can be sustained. Replacement GEO spacecraft usually are quite
different from their predecessors due to enhancements in coverage, power level,
and even frequency bands. The elements to be included in a basic GEO space
segment are indicated in Figure 12.4 by the shaded areas and are discussed next.
12.4.1.1
Spacecraft
A communications spacecraft is designed and built as an integrated system, as
presented in Chapters 6 through 8. On delivery to the launch site, it is capable of
Figure 12.4
Allocation of the cost of a space segment composed of two satellites, including the
initial investment and 8 years of operations support.

---

402
Satellite Systems Engineering and Economics
being placed into orbit and operated for its useful life without direct servicing.
Any repairs or adjustments must be made by ground command and with test and
redundancy capabilities that are built in. Once a satellite is placed into orbit, it
generally cannot be removed from service or stored for later use. There is an
exception for a GEO satellite that has been placed into an inclined orbit. If the
inclination is positive, meaning it will decrease to zero at a rate of 0.8 degree per
year, the operating life can be delayed. Once a satellite is actually placed into
service, its cost is completely ‘‘sunk,’’ meaning it cannot be recovered except by
selling services to users or by selling the entire satellite to another operator. The
latter applies only to GEO satellites because non-GEO designs are highly customized
for the particular constellation. Provided that the footprint and frequency plans
are suitable, a GEO satellite can be repointed or moved to a new longitude to
provide service in a different manner or to a different region.
It should be evident from these discussions that a communications spacecraft
is a complex and therefore costly item. As reviewed in Chapter 2, the historical
trend has been from small spacecraft with few transponders to larger spacecraft
with many transponders, multiple frequency bands of operation, and digital pro-
cessing. The power levels of the individual transponders have increased over the
years. Even ignoring inflation, the cost of a spacecraft has continued to increase
in line with spacecraft weight and complexity. Communications payload weight
increases because the quantity of repeater electronics and the number of the anten-
nas (as well as their size) have increased. A good illustration of this is the Anik F2
satellite, shown in Figure 12.5. Providing more payload power expands the quantity
of solar cells and batteries; that, along with the enlarged propulsion system and
fuel supply, increases the mass of the spacecraft bus. The weight of the structure