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中國商業航天產業鏈現狀梳理

2022-06-09
來源: 北大縱橫
關鍵詞: 商業航天


  伴隨國家大力推動軍民融合以及“互聯網+航天”的產業升級變革,在全球新一輪工業革命的大背景下,我國航天產業在多個領域已經步入了商業化進程,且獲得了飛速發展。


  截至2019年底,我國商業航天市場規模為8362.3億元,注冊企業數量達194家,其中民營企業占比91%。


  商業航天產業鏈主要包括客戶需求、技術研發、生產總裝、火箭發射、火箭運維、衛星應用等環節。



  01


  客戶需求


  目前,商業航天市場的客戶需求主要有衛星組網、點對點運輸、太空旅游、深空探測等方面。


  衛星組網:按用途主要分為通信、導航、遙感三類,應用前景廣泛,市場潛力巨大。據未來宇航研究院發布的《2018中國商業航天產業投資報告》數據,國內已發布的衛星星座計劃多達20余項,2025年前我國將發射約3100顆商業衛星,未來5年預計將有更多的星座發射計劃出現。商業衛星發射年均市場規模將達到年均170億元。


  點對點運輸:未來空間站商業補給需求旺盛,將成為商業航天的一大市場來源。我國預計于2022年建成空間站全站并投入運營,開展“太空實驗”是空間站的一項重要任務。根據《中國空間站科學實驗和技術試驗項目征集公告》及《中國空間站科學實驗資源手冊》,我國空間站實驗項目面向科研團體、企業團體、高校開放,范圍廣泛;實驗條件豐富,可以滿足多方面的實驗需求;在軌運營10年以上,可以連續實驗且可開展上千個實驗項目。由此衍生出的實驗所需物資的空間站投放,以及試驗樣品帶回地面的市場需求將十分旺盛。


  太空旅游:對政策依賴性強,短期不太現實,但長期將會是商業航天的另一大潛力市場。太空旅游目前主要有高空飛行、零重力游、亞軌道太空旅游、低地球軌道太空旅游和低地球軌道以遠太空旅游等多種項目。據調查顯示,60%的美國人、70%的日本人和43%的德國人都希望有朝一日能夠到太空中去一趟??梢娒癖妼μ章糜蔚南蛲群徒邮芏群芨?。德國有專家預測,到2050年,太空旅游業每年將會獲得約人民幣308億元的收入。但由于載人航天涉及到人身安全,對技術可靠性及政策的依賴程度較高,在技術沒有完全可靠和成熟的條件下,政策是否能放開尚不確定。


  深空探測:資源開采是深空探測有較大商用價值的部分,基于我國技術發展及深空探測計劃安排,可能尚需較長時間。我國已實現月球自動采樣返回,2024年前后完成小行星探測,2028年前后火星取樣返回,載人登月時間尚未明確;美國NASA計劃2024年重新送人類登上月球,但由于關鍵部件著陸器尚未確定,時間上也備受質疑??紤]到資源開采需要實現火箭重復回收、載人航天技術的成熟、相關太空基礎設施的建立完善以及國家層面的政策等因素,未來十年是否可以順利實現商用尚不能明確。




  02


  技術研發


  基于前述對客戶需求的分析,商業航天當前的技術研發主要體現在衛星和火箭兩個方面。


  衛星研發:除航天科技集團、航天科工集團等傳統研發企業外,科研機構和高校的研究中心以及民營衛星公司也構成了我國衛星研發的重要力量。技術方面,研制周期短、成本低、體積小、裝備快、易發射等優勢的小衛星,組網后商業應用廣泛,是衛星研發的主流方向。


  火箭研發:人才方面,目前我國商業火箭公司的研發團隊幾乎都來自“國家隊”。隨著商業航天的進一步發展,未來火箭研發專業人才的市場流動將會更強。技術方面,成本低、性能高的液體甲烷發動機以及可重復使用技術,可以大幅降低成本,未來將是商業運載火箭技術研發的主要趨勢。


  


  03


  生產總裝


  衛星制造:目前我國主要有大容量、通用型大衛星和高可靠、低成本小衛星兩個衛星制造方向。大衛星的制造主要依靠國有企業,小衛星因為在商業領域中的廣泛應用,在民營商業衛星制造企業中得到了更多的關注和發展,也涌現出微納星空、天儀研究院等優秀的衛星制造企業。


  火箭生產總裝:國資控股的火箭公司以及一些優秀的民營火箭企業已建成自己的生產總裝基地,隨著商業航天的快速發展,未來將會有更多生產總裝基地建造投產,以滿足不斷增長的商業市場需求。國資控股的科工火箭在武漢國家產業基地建設的快舟火箭總裝中心,全面完成建設之后,將具備年產50發火箭的總裝、測試能力。民營企業方面,藍箭航天的火箭和發動機生產制造基地未來將保障每年超過200臺液氧甲烷發動機的生產制造能力,零一空間的火箭制造基地也將形成年產30發運載火箭總裝測試及試驗能力。依靠自己的制造基地,未來商業火箭公司不僅可以最大程度縮小產品研制周期,還可以實現制造全程自主可控。



  04


  火箭發射


  陸基固定發射場仍將是載人航天發射及大型、重型運載火箭發射的唯一方式。我國目前火箭發射的出發地包括陸??杖N方式,陸上基地主要有酒泉、太原、西昌和文昌發射中心,但陸地發射一方面要考慮落區安全,另一方面發射和運營成本較高;海上發射成本相對較低,無需考慮落區安全,但發射難度大,且不能發射重型運載火箭;空中發射不需長時間的往返航行補給,具有更加靈活的優點,但目前技術尚不完善。


 

  05


  運維


  衛星運維:小衛星組網對傳統衛星運維能力提出了挑戰,互聯網、人工智能、大數據等技術與衛星運維的結合將是未來一大趨勢。衛星運維即衛星測控,主要通過使用專業設備和軟件管理衛星,對衛星進行跟蹤,上傳下載衛星數據,并對數據進行一定處理后交付用戶。由于原來單個衛星向眾多小衛星組網的模式轉變,衛星數量的激增對原有衛星運營系統的測控、保持、調度能力提出了更高的要求。此外,隨著科技的發展,互聯網+衛星云服務平臺、AI+商業航天的新模式,借助大數據、云計算、人工智能技術,將有助于降低衛星運營成本、提高衛星運營效率。


  火箭運維:目前我國大多是一次性火箭,重復利用技術仍在探索,未來隨著重復利用技術的成熟和廣泛應用,火箭運維將得到進一步發展。2019年11月,長征四號乙運載火箭發射實施了基于柵格舵的一子級落區控制系統飛行演示驗證,并取得了圓滿成功,使運載火箭重復使用成為可能。


 


  06


  衛星應用


  目前我國衛星應用主要包括衛星通信、衛星導航以及衛星遙感三大領域,應用范圍廣泛,商業前景可觀。


  衛星通信:主要應用于廣播電視傳輸、郵電、公眾通信、遠程教育、遠程醫療、應急救災、應急通信網絡電話等方面;


  衛星導航:以北斗導航為例,主要應用于陸??战煌ㄟ\輸、個人位置、精準農業、應急救援、氣候變化監測等方面,此外,利用互聯網、無線電通信等手段,未來在居家智慧養老、電動自行車安全綜合治理等方面也將有創新型應用;


  衛星遙感:廣泛應用于農業、林業、地質、海洋、氣象、水文、軍事、環保等領域,在地理數據、資源信息、應急災害資料等信息獲取上有著極為重要的應用。


  隨著相關法律政策的不斷完善,火箭、衛星等產品及配套服務標準化、通用化程度提高,物聯網、云計算、大數據等高新科學技術的持續賦能,我國商業航天生產、經營與管理模式將持續升級,產業鏈將迎來更好發展。


 


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