在新的歷史時期下,中國航天產(chǎn)業(yè)被賦予了新的責(zé)任和使命。習(xí)近平總書記在2013年指出“發(fā)展航天事業(yè),建設(shè)航天強(qiáng)國,是我們不懈追求的航天夢”,首次將航天夢上升至中國夢的高度,充分凸顯了其戰(zhàn)略地位。黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人關(guān)于建設(shè)航天強(qiáng)國的指示精神,既是對我國航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得成績的肯定,也是黨、國家和人民對航天產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的期望和要求。建設(shè)航天強(qiáng)國,已經(jīng)成為我國航天產(chǎn)業(yè)現(xiàn)階段最緊迫、最重要的發(fā)展使命和目標(biāo)。
商業(yè)航天作為我國航天工業(yè)發(fā)展的重要補(bǔ)充和生力軍,近年來發(fā)展迅速,依托中國雄厚的航天工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和人才儲備,商業(yè)航天企業(yè)在研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造等具有一定的規(guī)模,但我國商業(yè)航天整體處于探索和業(yè)務(wù)布局階段,還未形成真正的產(chǎn)業(yè)閉環(huán),在發(fā)展過程中,也暴露出了一些共性問題。在此背景下,中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室開展商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研,編寫了《中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2021年)》并于2022年4月24日在首屆中關(guān)村商業(yè)航天大會上正式對外發(fā)布,旨在為商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展提供有效的參考。
本報告走訪調(diào)研了國內(nèi)數(shù)十家主要商業(yè)航天企業(yè),涵蓋產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié),具有較好的代表性。報告從商業(yè)航天的定義、政策與法規(guī)、業(yè)務(wù)活動、市場、產(chǎn)業(yè)分布及發(fā)展趨勢等維度,反應(yīng)當(dāng)下商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn),并對未來發(fā)展給出建設(shè)性建議。本報告得到了中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟多家成員單位的鼎力支持。
商業(yè)航天的內(nèi)涵和定義
關(guān)于商業(yè)航天,各航天大國都是根據(jù)自己國情、發(fā)展目的、技術(shù)基礎(chǔ)等做出了相關(guān)內(nèi)涵界定。
美國:2010年美國《國家航天政策》中提出,商業(yè)航天活動是“私營企業(yè)在承擔(dān)適度的投資風(fēng)險和責(zé)任的前提下,提供航天產(chǎn)品和服務(wù)的活動。商業(yè)航天活動與基于市場動機(jī)的活動都以控制成本、優(yōu)化投資回報率為目標(biāo),均具有為現(xiàn)有或潛在非政府用戶提供產(chǎn)品和服務(wù)的法定資格。”,根據(jù)概定義,包括三個方面:一是國家類航天工程項(xiàng)目商業(yè)化運(yùn)行。即把私企能承擔(dān)的國家重大航天工程項(xiàng)目(涵蓋軍事航天工程項(xiàng)目),都通過市場競爭機(jī)制交給私企運(yùn)營;二是非政府航天工程項(xiàng)目商業(yè)化運(yùn)行。即航天項(xiàng)目完全由私營企業(yè)自行發(fā)起、社會投資、自主經(jīng)營、自擔(dān)風(fēng)險;三是航天應(yīng)用領(lǐng)域商業(yè)化。即私營企業(yè)圍繞衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域提供航天產(chǎn)品和服務(wù)的活動。
歐洲:主要航天國家對商業(yè)航天的普遍認(rèn)識是,按市場規(guī)則運(yùn)行的所有航天活動,如企業(yè)以競爭性方式承接歐盟、歐空局或歐洲國家的政府項(xiàng)目,包括使用公私合作模式(PPP),由公私各方共同承擔(dān)責(zé)任和融資風(fēng)險,實(shí)現(xiàn)航天資源的高效配置。對企業(yè)的所有制屬性不做過多限制。
我國:關(guān)于商業(yè)航天,國內(nèi)還沒有統(tǒng)一的、被業(yè)內(nèi)廣泛接受的成熟概念。本研究中,商業(yè)航天定義為按市場規(guī)則配置技術(shù)、資金、人才等資源要素,以盈利為目的、獨(dú)立的非政府航天活動及商業(yè)行為。
商業(yè)航天的發(fā)展
隨著世界航天經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,航天產(chǎn)業(yè)是當(dāng)今世界上最具挑戰(zhàn)性和廣泛帶動性的高科技領(lǐng)域之一,是國家綜合國力的集中體現(xiàn)和重要標(biāo)志,是國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和先進(jìn)制造業(yè)的重要組成部分。近幾年來,隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展和航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴(kuò)大,商業(yè)航天快速發(fā)展,以商業(yè)運(yùn)載火箭、低軌互聯(lián)網(wǎng)星座、亞軌道旅游、商業(yè)遙感等為代表的商業(yè)航天各領(lǐng)域得到迅速推進(jìn),航天產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)新的發(fā)展態(tài)勢,成為推進(jìn)全球航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要動力,商業(yè)航天已經(jīng)穩(wěn)居世界航天經(jīng)濟(jì)的核心主導(dǎo)地位,并呈現(xiàn)高潮迭起的態(tài)勢。
商業(yè)航天的發(fā)展催生了新的航天發(fā)展模式,培育了新型的航天企業(yè)主體,進(jìn)一步激發(fā)了航天發(fā)展的新活力,展現(xiàn)出了旺盛的生命力和良好的發(fā)展勢頭。2021年,全球航天產(chǎn)業(yè)收入已達(dá)6000多億美元,其中商業(yè)航天占比高達(dá)80%,商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為世界發(fā)達(dá)國家倍受追捧的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),成為推進(jìn)全球航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要動力,是建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的新機(jī)遇、新動能、新賽道、新業(yè)態(tài),是社會資本熱捧的投資前沿領(lǐng)域,同時也是世界大國戰(zhàn)略競爭與博弈的主陣地、主戰(zhàn)場。
作為航天產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略型先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),商業(yè)航天能夠充分發(fā)揮民營效率優(yōu)勢,構(gòu)建上下游產(chǎn)業(yè)鏈體系,整合技術(shù)降低成本;以航天技術(shù)成果轉(zhuǎn)化與應(yīng)用為特色的產(chǎn)業(yè)鏈條快速延伸,在信息安全、安防安保、空間生物、節(jié)能環(huán)保、物聯(lián)網(wǎng)、新能源、軟件、氣象工程、特種裝備等民用產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域形成了一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模,對于帶動周邊產(chǎn)業(yè)發(fā)展及升級具有十分明顯的作用。商業(yè)航天的快速發(fā)展,使得傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式正在被顛覆,新經(jīng)濟(jì)、新業(yè)態(tài)得到快速的應(yīng)用和催生。
商業(yè)航天政策與法規(guī)
總體上看,我國直接針對商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)出臺的監(jiān)管政策較少,但我國針對航天產(chǎn)業(yè)本身的監(jiān)管政策,對商業(yè)航天也同樣適用,并在某種程度上對我國商業(yè)航天的發(fā)展產(chǎn)生了深刻影響。從這個意義上說,我國在商業(yè)航天的火箭研制與發(fā)射、衛(wèi)星研制、衛(wèi)星應(yīng)用、頻率軌位資源管理等環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的政策法規(guī)加以規(guī)范,這些規(guī)范性文件從當(dāng)時管理需求出發(fā),對相關(guān)領(lǐng)域的規(guī)范發(fā)展起到了重要作用,但也存在一些文件與其所應(yīng)有的法律位階不相適應(yīng)、一些文件已不適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀等情況,對這些文件應(yīng)該視情況轉(zhuǎn)化為法律或予以廢止。
國家對商業(yè)航天監(jiān)管的規(guī)范性文件一覽表
近年來,國家密集出臺各類支持商業(yè)航天發(fā)展的政策或規(guī)劃,覆蓋衛(wèi)星研制、發(fā)射、衛(wèi)星應(yīng)用等細(xì)分領(lǐng)域,有力地促進(jìn)了商業(yè)航天的發(fā)展。從政策具體內(nèi)容來看,主要包括在相關(guān)政策或規(guī)劃中提出未來某一階段的具體發(fā)展目標(biāo),或者提出鼓勵發(fā)展的細(xì)分領(lǐng)域。
國家促進(jìn)商業(yè)航天發(fā)展的有關(guān)政策一覽表
由于商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)屬于高科技產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)帶動力較強(qiáng),經(jīng)濟(jì)效益明顯,因此深受我國地方政府歡迎。隨著各地“十四五”規(guī)劃的出臺,從各地“十四五”規(guī)劃中,也有許多關(guān)于商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)相關(guān)的內(nèi)容。據(jù)統(tǒng)計,我國不含港澳臺的31個省級行政區(qū)域相繼發(fā)布的“十四五規(guī)劃”中,有30個省級行政區(qū)域提及了商業(yè)航天或航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展有關(guān)的內(nèi)容,占比高達(dá)96.7%。
部分地方政府促進(jìn)商業(yè)航天發(fā)展的政策文件
從全國各省級行政區(qū)“十四五”規(guī)劃中對航天產(chǎn)業(yè)的政策定位來看,基本可以分為定位為以制造業(yè)為主(產(chǎn)業(yè)鏈上游)的省份和定位于以服務(wù)業(yè)為主(產(chǎn)業(yè)鏈中、下游)的省份兩類。前者一般擁有較好的傳統(tǒng)航天產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),且經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng),往往還會往產(chǎn)業(yè)鏈下游(服務(wù)業(yè))延伸;后者較多聚焦于本省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),將衛(wèi)星應(yīng)用作為重要手段為本省經(jīng)濟(jì)發(fā)展有關(guān)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級賦能。
省級“十四五”規(guī)劃中主要定位于航天領(lǐng)域制造業(yè)的省份圖
省級“十四五”規(guī)劃中主要定位于航天領(lǐng)域服務(wù)業(yè)的省份圖
商業(yè)航天活動
商業(yè)發(fā)射活動:商業(yè)發(fā)射是指以盈利為目的進(jìn)行的運(yùn)載火箭發(fā)射活動,所搭載的載荷類型主要是國內(nèi)外商業(yè)衛(wèi)星。本報告主要通過火箭搭載載荷的性質(zhì)和火箭研制方背景來判斷是否為商業(yè)發(fā)射。
我國最早的商業(yè)發(fā)射可以追溯到1990年用長征三號火箭對亞洲一號衛(wèi)星的發(fā)射。發(fā)展至今,商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域是目前資本最為關(guān)注的商業(yè)航天細(xì)分領(lǐng)域,也是近年來融資金額最大的商業(yè)航天細(xì)分領(lǐng)域。近年來,我國在商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域發(fā)展迅速,一系列重點(diǎn)商業(yè)火箭型號陸續(xù)完成了地面試驗(yàn)、總裝、發(fā)射等活動,并形成了一定的社會影響力。近年來該領(lǐng)域主要商業(yè)航天活動如下表所示:
2015-2021年我國商業(yè)發(fā)射分類情況圖
2015-2021年各型號火箭商業(yè)發(fā)射次數(shù)圖
火箭研制活動:在商業(yè)火箭的研制上,我國的“快舟”系列火箭是先行者,早在2013年我國就首次采用“快舟”固體小型運(yùn)載火箭以一車一箭車載機(jī)動發(fā)射方式成功將“快舟一號”衛(wèi)星發(fā)射升空;2018年,我國的零壹空間公司又發(fā)射了首顆民營商業(yè)火箭“OS-M”;2021年,星河動力公司研制的“谷神星一號”取得了民營商業(yè)火箭的連續(xù)發(fā)射成功。目前我國已發(fā)射和在研的商業(yè)運(yùn)載火箭型號合計超過20種。
我國已發(fā)射和主要在研商業(yè)運(yùn)載火箭情況表
商業(yè)衛(wèi)星研制:商業(yè)衛(wèi)星是指在軌運(yùn)行后將以商業(yè)化方式運(yùn)營并用于盈利目的的衛(wèi)星。總體上看,目前我國遙感衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星領(lǐng)域都呈現(xiàn)出以公益衛(wèi)星為主體,商業(yè)衛(wèi)星為補(bǔ)充的特點(diǎn);通信衛(wèi)星領(lǐng)域當(dāng)前商業(yè)化程度較高,大部分民用通信衛(wèi)星都已經(jīng)以商業(yè)化方式運(yùn)營。據(jù)統(tǒng)計,截至2021年12月底,我國共有在軌商業(yè)衛(wèi)星(不含試驗(yàn)星)179顆。
1、商業(yè)遙感衛(wèi)星
我國第一顆完全以商業(yè)化模式運(yùn)營的遙感衛(wèi)星為北京二十一世紀(jì)公司所運(yùn)營的“北京一號”遙感衛(wèi)星,該衛(wèi)星由我國與英國的薩里衛(wèi)星技術(shù)有限公司(SSTL)合作設(shè)計制造,于2005年投入使用。到2015年,由長光衛(wèi)星公司研制的“吉林一號”光學(xué)遙感衛(wèi)星發(fā)射升空,該衛(wèi)星是我國第一顆自主研發(fā)的商業(yè)遙感衛(wèi)星。從2015年至今,我國商業(yè)遙感衛(wèi)星研制領(lǐng)域蓬勃發(fā)展,已經(jīng)成為當(dāng)前我國商業(yè)衛(wèi)星研制數(shù)量最多、最活躍的領(lǐng)域。主要包括吉林、高景、北京、珠海、航天宏圖、海絲、星時代、天雁、千乘、佛山、齊魯、瀟湘、靈鵲等系列衛(wèi)星。到2021年底,我國商業(yè)航天公司、高校和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)、地方政府等各類主體已規(guī)劃商業(yè)遙感衛(wèi)星星座計劃27個,規(guī)劃衛(wèi)星總數(shù)超過1801顆。2021年當(dāng)年,我國研制并成功發(fā)射商業(yè)遙感衛(wèi)星及其試驗(yàn)星20顆,具體情況如下表所示:
2021年我國發(fā)射商業(yè)遙感衛(wèi)星表
到2021年底,我國已發(fā)射商業(yè)遙感衛(wèi)星及其試驗(yàn)星超過87顆,其中絕大部分屬于光學(xué)遙感衛(wèi)星,部分遙感星座建設(shè)情況如下表所示:
我國主要商業(yè)遙感衛(wèi)星星座建設(shè)情況表(截至2021年底)
2、商業(yè)通信衛(wèi)星
我國民用通信衛(wèi)星開展商業(yè)化運(yùn)營之路最早可追溯到二十世紀(jì)八九十年代,至今已探索出了一套適合我國國情的商業(yè)通信衛(wèi)星發(fā)展之路。在研制領(lǐng)域,地球靜止軌道通信衛(wèi)星的訂單基本被國家航天力量所把控,總體研制層面缺乏民營企業(yè)參與。到2015年后,隨著國家對商業(yè)航天的鼓勵政策,我國開始不斷有民營企業(yè)涉足低軌商業(yè)通信衛(wèi)星研制,目前我國民營背景的商業(yè)通信衛(wèi)星主要集中在低軌互聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星和低軌物聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星的研制方面。
2021年我國主要商業(yè)通信衛(wèi)星發(fā)射情況表
目前我國商業(yè)通信衛(wèi)星包括亞太衛(wèi)星、亞洲衛(wèi)星、鑫諾衛(wèi)星、天通衛(wèi)星、中星等地球靜止軌道衛(wèi)星系列和正在規(guī)劃建設(shè)中的星網(wǎng)、上海垣信衛(wèi)星、九天微星、天啟等低軌通信衛(wèi)星系列。
我國同步軌道商業(yè)通信衛(wèi)星情況表(截至2021年底)
除星網(wǎng)和上海垣信衛(wèi)星的低軌星座外,其他部分已公布的低軌星座建設(shè)情況如下表所示:
我國低軌商業(yè)通信衛(wèi)星建設(shè)規(guī)劃情況表(截至2021年底)
3、其他商業(yè)衛(wèi)星
除了商業(yè)遙感和商業(yè)通信衛(wèi)星外,目前國內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域還包括商業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、商業(yè)AIS衛(wèi)星、商業(yè)電磁頻譜探測衛(wèi)星、商業(yè)低軌導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星等。2015年至今,我國在這些商業(yè)航天細(xì)分領(lǐng)域也取得了較大的進(jìn)步:
2016年我國第一顆商業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“瀟湘一號”發(fā)射成功;
2017年,我國第一顆低軌導(dǎo)航增強(qiáng)試驗(yàn)用衛(wèi)星和第一顆AIS商用海事衛(wèi)星分別發(fā)射成功;
2019年,我國第一顆商業(yè)電磁頻譜探測衛(wèi)星“鐘子號”發(fā)射成功。
其他商業(yè)衛(wèi)星研制和發(fā)射情況表(截至2021年底)
衛(wèi)星在軌運(yùn)管服務(wù):航天器在軌正常運(yùn)行所需保障性服務(wù)包括:測控與數(shù)據(jù)接收、遙感衛(wèi)星定標(biāo)、碰撞預(yù)警等服務(wù)。
1、商業(yè)測控和數(shù)據(jù)接收服務(wù)。據(jù)統(tǒng)計,經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展,目前我國商業(yè)測控站已遍布全國和海外地區(qū),測控站點(diǎn)的設(shè)施設(shè)備數(shù)量合計超過100臺套。我國部分商業(yè)公司地面站點(diǎn)建設(shè)情況如下:
我國主要商業(yè)公司地面站網(wǎng)
2、 碰撞預(yù)警服務(wù)。近年來,隨著以SpaceX為代表的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的興起,在軌衛(wèi)星數(shù)量爆發(fā)式的增長,發(fā)生空間碰撞的風(fēng)險急劇增加。據(jù)新聞報道,僅2021年,SpaceX的星鏈衛(wèi)星就曾2次靠近中國的空間站,給我國執(zhí)行在軌任務(wù)的航天員帶來了巨大的風(fēng)險,并使得尚在建設(shè)階段的中國空間站組合體實(shí)施了兩次“緊急避碰”。從國際法來說,由于各衛(wèi)星均有歸屬國,各歸屬國均有義務(wù)避免碰撞的發(fā)生,在此需求下,天鏈測控于2021年開發(fā)部署了“碰撞預(yù)警分析系統(tǒng)”,經(jīng)過多次實(shí)戰(zhàn)化驗(yàn)證,系統(tǒng)具備了為各衛(wèi)星用戶提供常態(tài)化碰撞預(yù)警分析服務(wù)的能力,同時天鏈測控與國內(nèi)權(quán)威單位建立了良好的碰撞預(yù)警信息共享與通報機(jī)制,已具備常規(guī)預(yù)警、應(yīng)急預(yù)警和控制過程預(yù)警等多種模式下的預(yù)警能力。
3、衛(wèi)星定標(biāo)服務(wù)。定標(biāo)指用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備對儀器儀表進(jìn)行校驗(yàn)、調(diào)整以保證其測量精度。遙感衛(wèi)星定標(biāo)是指在遙感衛(wèi)星過境時,對地面定標(biāo)場進(jìn)行拍攝成像,地面設(shè)備測量大氣狀態(tài)及地面狀態(tài),對衛(wèi)星實(shí)際成像與地面數(shù)據(jù)進(jìn)行比對,分析評判衛(wèi)星成像誤差。遙感衛(wèi)星定標(biāo)需要借助專業(yè)的定標(biāo)設(shè)施進(jìn)行。
傳統(tǒng)的遙感衛(wèi)星定標(biāo)與真實(shí)性檢驗(yàn)技術(shù)和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施功能單一,建設(shè)成本高,共享性低,無法滿足我國商業(yè)衛(wèi)星領(lǐng)域日益增長的定標(biāo)與真實(shí)性檢驗(yàn)需求。從國內(nèi)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況來看,商業(yè)化將成為未來一個重要發(fā)展趨勢。
衛(wèi)星應(yīng)用:傳統(tǒng)的航天應(yīng)用以衛(wèi)星為主,包括通信、導(dǎo)航、遙感、科研四大方向。隨著商業(yè)航天的 興起,產(chǎn)生了新的方向,在衛(wèi)星通信領(lǐng)域出現(xiàn)了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),以及太空旅行、太空采礦、 深空探測等。更長期的如建設(shè)太空基地、移民火星等,也是人類航天技術(shù)未來可能的發(fā)展方向。
1、衛(wèi)星遙感:衛(wèi)星遙感商業(yè)應(yīng)用的主要產(chǎn)出是衛(wèi)星遙感圖像及以遙感圖像為基礎(chǔ)的圖像分析服務(wù)。具體業(yè)務(wù)劃分包括:數(shù)據(jù)接收業(yè)務(wù)、遙感數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)、信息產(chǎn)品業(yè)務(wù)、大數(shù)據(jù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)。
2、衛(wèi)星通信。按照傳統(tǒng)劃分,我國衛(wèi)星通信應(yīng)用按業(yè)務(wù)模式可分為衛(wèi)星電視直播、廣播業(yè)務(wù),衛(wèi)星固定通信業(yè)務(wù)和衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)。我國衛(wèi)星通信應(yīng)用領(lǐng)域長期以地球同步軌道通信衛(wèi)星所提供的傳統(tǒng)直播、廣播和固定通信業(yè)務(wù)為主,衛(wèi)星通信應(yīng)用產(chǎn)值規(guī)模一直偏小。
2016年前后,隨著國外“Oneweb”和“星鏈計劃”不斷取得突破性進(jìn)展,國內(nèi)對低軌通信衛(wèi)星應(yīng)用的關(guān)注和熱度也在不斷增加。一些民營企業(yè)如九天微星、銀河航天等陸續(xù)成立并致力于在該領(lǐng)域的發(fā)展。當(dāng)前,我國衛(wèi)星通信應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)形成了三條特征明顯的賽道,即地球靜止軌道衛(wèi)星通信,低軌衛(wèi)星通信,衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng),三條賽道有明顯不同的主導(dǎo)、參與者和商業(yè)模式。總體來看,地球靜止軌道衛(wèi)星傾向于提供電視直播、廣播,政府、企業(yè)專網(wǎng)通信、高軌移動通信等;低軌通信衛(wèi)星側(cè)重于發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)接入、低軌移動通信等;物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可由高軌或低軌通信衛(wèi)星提供,一般為窄帶數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。由于技術(shù)和行政準(zhǔn)入門檻相對友好,衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也是民營企業(yè)提供服務(wù)最活躍的賽道。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市交通基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測、城市周邊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、氣象與自然災(zāi)害監(jiān)測、空天地一體森林防火等領(lǐng)域。
3、衛(wèi)星導(dǎo)航。目前我國衛(wèi)星導(dǎo)航已廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等個人消費(fèi)領(lǐng)域以及電力、交通運(yùn)輸、公共安全、森林防火、防災(zāi)減災(zāi)等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用是目前我國應(yīng)用衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模最大、發(fā)展最快、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最成功的領(lǐng)域。
與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用直接相關(guān)的,包括芯片、器件、算法、軟件、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、終端設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值在總產(chǎn)值中占比為32.11%,同比增長11%;包括與定位導(dǎo)航授時應(yīng)用相關(guān)的其他各種數(shù)據(jù)及軟件產(chǎn)品、各類集成應(yīng)用系統(tǒng)、基于位置信息的運(yùn)營服務(wù)業(yè)務(wù)等在內(nèi)的,由衛(wèi)星導(dǎo)航衍生帶動形成的關(guān)聯(lián)產(chǎn)值達(dá)到2738億元人民幣。同時,我國北斗已經(jīng)走出國門,在俄羅斯、巴基斯坦、泰國、緬甸、新加坡、印度尼西亞等國得到應(yīng)用和推廣。
技術(shù)創(chuàng)新:隨著規(guī)模化星座組網(wǎng)建設(shè)需求牽引及國外先進(jìn)制造理念影響,國內(nèi)衛(wèi)星批量化生產(chǎn)線也逐步開始規(guī)劃和建造;不斷提高星上自主運(yùn)行和自主任務(wù)規(guī)劃能力,自主完成衛(wèi)星長期在軌狀態(tài)管理和運(yùn)行監(jiān)測,星上自主實(shí)現(xiàn)用戶定制的各載荷在軌應(yīng)用模式的相關(guān)操作復(fù)雜的控制指令序列,減輕地面測運(yùn)控壓力;液體火箭寬范圍變推力控制技術(shù)是可重復(fù)使用液體火箭得以應(yīng)用的瓶頸技術(shù)。國內(nèi)目前在飛的液體火箭發(fā)動機(jī)基本上還是定推力發(fā)動機(jī),即使有一部分具備變推能力,但也是階躍性調(diào)節(jié)。
商業(yè)航天市場
根據(jù)測算,我國火箭研制總體規(guī)模從2015年63億元人民幣增長到2021年134億元人民幣;衛(wèi)星研制總體規(guī)模從2015年244.9億元增長到2021年已達(dá)到519.6億元人民幣,其中,商業(yè)微小衛(wèi)星(<200kg)研制規(guī)模從16.6億元增長到36.6億元。衛(wèi)星應(yīng)用市場2021年我國衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為6837.8億元人民幣;航天保險市場方面,我國由中國人保牽頭,在1997年成立了“航天保險聯(lián)合體”,目前該聯(lián)合體成員幾乎包攬了國內(nèi)商業(yè)發(fā)射保險市場。對超出保險聯(lián)合體成員承保能力的部分,也會依商業(yè)慣例將份額再分保給國際市場。
2015-2021年我國航天保險市場規(guī)模圖(單位:億元)
商業(yè)航天企業(yè)
據(jù)統(tǒng)計,目前我國較活躍的商業(yè)航天企業(yè)已超過320家。當(dāng)前,商業(yè)航天企業(yè)已經(jīng)深入到產(chǎn)業(yè)鏈每一個細(xì)分環(huán)節(jié),從數(shù)量來說,產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)數(shù)量最多,產(chǎn)業(yè)鏈上游次之,產(chǎn)業(yè)鏈中游企業(yè)數(shù)量最少。值得注意的是,我國商業(yè)航天企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈布局較為靈活,一些商業(yè)航天企業(yè)采取了深耕某一產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的“縱向”發(fā)展戰(zhàn)略,另一些企業(yè)采取了跨產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)經(jīng)營的“橫向”發(fā)展戰(zhàn)略,如衛(wèi)星應(yīng)用企業(yè)可能同時從事相關(guān)衛(wèi)星運(yùn)營業(yè)務(wù),衛(wèi)星研制企業(yè)可能同時從事衛(wèi)星運(yùn)營、衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)。
商業(yè)航天發(fā)展趨勢
一、市場發(fā)展趨勢
衛(wèi)星研制領(lǐng)域,從市場結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出三個重要變化趨勢,即商業(yè)遙感衛(wèi)星研制領(lǐng)域由單一的光學(xué)商業(yè)遙感衛(wèi)星研制到光學(xué)遙感衛(wèi)星與SAR衛(wèi)星并重;通信衛(wèi)星研制領(lǐng)域由扎堆提出低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星研制計劃到大部分聚焦于研制低軌物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星;衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域全球服務(wù)系統(tǒng)組網(wǎng)完成,未來熱點(diǎn)在于建設(shè)低軌導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)。
我國商業(yè)衛(wèi)星研制市場結(jié)構(gòu)變化圖
市場結(jié)構(gòu)變化方面,短期市場競爭將立足于誰能提供更穩(wěn)定、成功率更高的固體火箭商業(yè)運(yùn)載服務(wù)。但長期看,誰能最早推出發(fā)射成功率高、發(fā)射次數(shù)穩(wěn)定、滿足市場需求的中、大型液體箭型,誰就能真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)載火箭研制的質(zhì)的突破和先發(fā)優(yōu)勢。
火箭研制市場短期和長期市場聚焦關(guān)鍵能力
市場規(guī)模方面,結(jié)合我國商業(yè)衛(wèi)星星座發(fā)射計劃和當(dāng)前我國商業(yè)運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力估算,預(yù)計我國“十四五”期間商業(yè)發(fā)射市場規(guī)模將達(dá)到763.2億元人民幣。
衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域,市場結(jié)構(gòu)方面,衛(wèi)星遙感預(yù)計新型數(shù)據(jù)接收業(yè)務(wù)比重將進(jìn)一步加大,尤其是紅外、微波以及溫室氣體排放檢測等相關(guān)載荷比重預(yù)計將進(jìn)一步上升;衛(wèi)星通信預(yù)計短期內(nèi)衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)將保持高增長,長期看低軌衛(wèi)星寬帶服務(wù)將逐步出現(xiàn)并規(guī)模化應(yīng)用。衛(wèi)星導(dǎo)航方面,隨著低軌增強(qiáng)和地基增強(qiáng)的深入,高精度服務(wù)將越來越呈現(xiàn)呈現(xiàn)泛在化的趨勢,大眾設(shè)備也可以進(jìn)行低端測繪活動,不再是測繪設(shè)備廠商和商業(yè)服務(wù)提供商的專有市場。
市場規(guī)模方面,按我國衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)有增速推算,“十四五”期間,衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域總體市場規(guī)模將達(dá)到4.15萬億元,年均市場規(guī)模約8313億元。
二、技術(shù)發(fā)展趨勢
1、兼顧低成本和可靠性的商業(yè)元器件選用標(biāo)準(zhǔn)體系和質(zhì)量體系。商業(yè)微小衛(wèi)星以盈利為目的,因此在成本控制上較傳統(tǒng)衛(wèi)星更加苛刻。在成本的優(yōu)化上,衛(wèi)星有關(guān)元器件的成本降低是一個很重要的環(huán)節(jié),宇航級元器件相對成熟工業(yè)級元器件來說,在同樣性能水平下成本可以高出數(shù)倍。但直接選用工業(yè)級元器件上星又面臨空間環(huán)境的諸多考驗(yàn),即使是把低成本看做很重要因素的商業(yè)衛(wèi)星也不敢貿(mào)然選用。因此,發(fā)展符合商業(yè)航天選用需求的元器件標(biāo)準(zhǔn)體系、質(zhì)量體系,兼顧商業(yè)航天的成本要求和可靠性要求,則成為未來商業(yè)航天發(fā)展的重要趨勢。
2、可重復(fù)使用商業(yè)火箭研制。近年來,由于美國“獵鷹9”火箭在成本、運(yùn)載能力方面取得的巨大成功。可重復(fù)使用火箭研制成為商業(yè)運(yùn)載火箭研制領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。目前全世界僅有SpaceX的“獵鷹9號”液氧/煤油火箭具備垂直回收重復(fù)使用能力,同時也是全球發(fā)射成本最低的火箭,占據(jù)2020全球發(fā)射市場的50%以上。由于動力系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),僅液體火箭具備實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用的能力,而動力系統(tǒng)占液體火箭整箭成本的70%以上,通過對火箭的子級回收,可以大幅降低火箭的發(fā)射成本。根據(jù)公開報道,星際榮耀、藍(lán)箭、星河動力、深藍(lán)航天等均致力于研制商業(yè)可重復(fù)使用運(yùn)載火箭。商業(yè)可重復(fù)使用運(yùn)載火箭的研制,將成為未來我國新一代商業(yè)運(yùn)載火箭發(fā)展最重要的技術(shù)趨勢之一。
3、一箭多星多任務(wù)并行商業(yè)測運(yùn)控。商業(yè)衛(wèi)星大多采用微納平臺,整星重量小、成本低,前期試驗(yàn)階段以搭載發(fā)射為主,正式進(jìn)入組網(wǎng)階段將采用專箭一箭多星的方式發(fā)射。近兩年,商業(yè)衛(wèi)星一箭10星甚至更多衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)并不鮮見,Starlink星座幾乎都是以一箭60星的速度快速發(fā)射,因此多星入軌和飛控階段的多任務(wù)并行測運(yùn)控將成為一個迫切且重要的技術(shù)發(fā)展趨勢。
4、“軟件+服務(wù)”變革衛(wèi)星通信應(yīng)用模式。傳統(tǒng)衛(wèi)星通信應(yīng)用模式上,衛(wèi)星主要作為通信鏈路的節(jié)點(diǎn)提供彎管式轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù),且業(yè)務(wù)類型以窄帶通信為主。未來隨著衛(wèi)星通信應(yīng)用領(lǐng)域衛(wèi)星通信容量的提高,且衛(wèi)星寬帶通信的大力發(fā)展,以“軟件+服務(wù)”為特征的衛(wèi)星通信應(yīng)用模式將成為主流。即對于衛(wèi)星運(yùn)營商來說,提供語音服務(wù)、數(shù)據(jù)流量服務(wù)只是作為通信基礎(chǔ)設(shè)施的管道化的存在,能夠創(chuàng)造價值的部分則是以此為基礎(chǔ)的個性化軟件和服務(wù)。
5、人工智能技術(shù)將牽引遙感大數(shù)據(jù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)的發(fā)展。在衛(wèi)星遙感應(yīng)用的細(xì)分產(chǎn)品類型中,大數(shù)據(jù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)近年來增速最快。大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從本質(zhì)上來說涉及到海量數(shù)據(jù)的目標(biāo)提取、模式識別等過程。該領(lǐng)域的發(fā)展近年來與人工智能的發(fā)展密不可分,人工智能領(lǐng)域中的深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)必將極大推動遙感大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的進(jìn)一步發(fā)展,人工智能技術(shù)未來將牽引遙感大數(shù)據(jù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)的發(fā)展。
商業(yè)航天發(fā)展趨勢
從2015年以來,我國商業(yè)航天加速發(fā)展,至今已到了第七個年頭。回首看來,我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)在短短幾年時間在諸多省份形成了產(chǎn)業(yè)集群,跑出了一批具有較強(qiáng)競爭力的新型商業(yè)航天企業(yè),同時對我國航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)和發(fā)展格局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。展望未來,我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)將持續(xù)發(fā)力,為國民經(jīng)濟(jì)和我國航天事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。