行业分析国内外商业航天发展态势解析及前景展望

　　作者： 哈工大机器人投资管理（深圳）有限公司 都丹 丰旭哈工大机器人集团股份有限公司北京分公司 沙鑫 葛姗姗
　　来源 《中国航天》2019年第11期
　　近年来，世界航天经济保持稳定增长态势，商业航天已经成为助推航天产业发展的强劲动力和重要主导力量。低成本进入太空技术快速发展，航天产品与服务逐渐向大众消费市场拓展，商业航天整体向低成本、多样化、规模化方向发展，技术更迭更快，创新效率更高，为全球航天产业发展注入新活力。
　　一 商业航天概述
　　1 商业航天：以盈利为目的，参与者
　　不限，市场充分竞争商业航天是采用市场化手段、运用市场机制或按市场规律开展的航天活动，具有产业链条长、服务领域广、带动作用强等特点，是航天事业发展到一定阶段的必然产物。根据美国联邦航空管理局（FAA）的定义，商业航天活动是指按照市场规则配置技术、资金、人才
　　等资源要素，以盈利为目的的航天活动。
　　具体到中国国情，商业航天产业的参与者不局限于民营企业。除了国家层面的立项任务外，包括国有企业、民营企业等在内的各类企业通过商业化的方式判断市场需求而进行投资，以盈利为最终目的，从而销售产品和服
　　务的行为，都属于商业航天范畴。
　　2 商业航天的发展分为三个阶段，中
　　国尚处萌芽期
　　从全球范围来看，商业航天的发展历程可以划分为概念期、萌芽期及发展期：
　　（1）概念期（1960 1990），航天商业化开始起步，航天事业开始面向商业市场开放，政府和军方作为大客户进入市场，按照商业规律进行招标和采购。
　　——代表性事件：1984 年美国出台《空间商业发射法案》。
　　（2）萌芽期（1990 2010），
　　民营航天企业纷纷破土而出，卫星
　　需求激增，卫星制造成本、发射价
　　格成为关注因素。
　　——代表性事件：数字地球（Digital Globe）公司 、太空探索技术（Space X）公司、蓝源（Blue Origin）公司等众多新兴企业成立。
　　（3）发展期（2010 年至今），进入太空成本大幅下降，市场竞争日益加剧。
　　——代表性事件：重型＂猎鹰＂首飞，SpaceX 回收技术稳定，发射报价降低；＂星链＂＂一网＂等众多星座计划开始部署实施。
　　商业航天，是政府自顶层向下设计，企业自底层向上生长，经过混乱、积累、裂变，最终聚合而成。
　　二 全球商业航天产业分析
　　根据美国卫星产业协会（SIA）最新报告显示，2018 年全球商业航天经济规模达到 2774 亿美元，同比增长 3.1%。商业航天经济规模在 2010 年前，保持快速增长，年均复合增长率超过 10%；进入2010 年后，增长有所放缓，年均复合增长率为 6.5%。
　　1 全球商业航天处于快速增长阶段
　　美国卫星产业协会将商业航天产业主要划分为卫星制造业、卫星发射业、地面设备制造业及卫星服务业四大部分，其体量占比分别为 7%、2.2%、45.1% 及 45.6%，同 比 2017 年增速分别为 26%、34%、5% 及 (-1.7%)。
　　受星座组网的需求牵引，卫星制造和卫星发射增长明显，卫星制造成本正在随着卫星的规模化量产而逐渐降低，低成本的卫星制造能力和发射能力正在形成，商业化应用还在早期培育阶段。
　　2 商业航天企业于 2018 年共进行 35 次运载火箭发射，占比 30%
　　2018 年，世界各国共进行了114 次运载火箭发射，较 2017 年增加 23 次。这是自 1990 年以来，世界航天首次超过 100 次。其中，由民营航天企业发射的运载火箭次数为 35 次，占比超过 30%。
　　3 商业航天力量崛起，改写国际火箭发射格局
　　20 世纪美国成功登月之后，美国航空航天局（NASA）开始主导研制航天飞机系统，并且在之后要求所有载荷使用航天飞机发射，这使得美国运载火箭进展一度停滞，进而导致在1986年航天飞机失事后，美国已无火箭可用，发射能力短缺。在此期间，俄罗斯抓住机会，凭借低廉的价格，迅速进入国际商业发射市场，拿到了大量商业发射的市场订单。
　　同时期的美国也没有放慢脚步，NASA引导航天企业致力于降低成本，开发强大的商业火箭。在渡过巅峰的2010年之后，俄罗斯的发射次数每况愈下，而美国发射次数在2013年之后显著上升。俄罗斯代表的传统航天力量与美国代表的新兴商业航天力量形成了非常大的反差。
　　商业航天模式显著降低了航天成本，性价比大为提高。以SpaceX公司为例，5 枚＂猎鹰＂1火箭、2 枚＂猎鹰＂9 火箭和 1 艘＂龙＂飞船的研制及发射费用总计不到 8 亿美元。其中，＂猎鹰＂9 火箭仅花费 3 亿美元，远低于美国空军改进型一次性使用（EELV）运载火箭所花费的费用。
　　三 各 国 商业航天 发展 现状 分析
　　放眼全球，美国商业航天产业发展成熟，各产业链环节良性竞争；法国、英国整体弱于美国，采取公私合作模式发展商业航天；俄罗斯商业发射服务竞争力下降，卫星基础薄弱；印度航天产业发展迅速，瞄准小卫星发射
　　市场；曰本航天投入长期居世界前列
　　，多举措引导商业航天发展。
　　１美国将近地轨道交给商业航天，人
　　才技术资金多重支持
　　早 在２０世纪6０年代，美国便开始对航天工业投以巨资，打造航天强国地位。
　　因此，美国拥有全球航天众多尖端的 技术产品和完备的产业链，培养了一
　　大批经验丰富的航天工程人才，为商业航天快速崛起夯实了基础。
　　自２０１１年美国航天飞机时代画上终止符以后，美国航天的新策略逐渐明晰：将近地轨道交给商业航天，将美国航空航天局（ＮＡＳＡ）的研发力量集中到星际载人飞行上。
　　美国政府通过《发射服务购买法案》《商业航天发射竞争力法》《鼓励私营航空航天竞争力与创业法》等一系列政策’从国家战略层面进行引导，提供产业保护，创造公平充分竞争环境
　　。
　　目 前，美国商业航天领域已建立起健全的法律法规，形成了涵盖火箭发射
　　、卫星制造、卫星应用等的完整产业链，产业发展在全球最为成熟。
　　这是美国独特的商业航天体系孵化的
　　成果，其中ＮＡＳＡ功不可没，其不仅提供技术人才支持，同时设立相应计划，提供援助合同。
　　２
　　欧洲整体弱于美国，投资重点转向卫星
　　欧洲航天工业是一个各国分工协作的复杂联合体系，通过欧洲航天局（Ｅ ＳＡ）使相互竞争的各个国家形成统
　　一的发展目标，奉行＂民技优先＂＂先商后军＂原则。
　　航天＂商业化＂曾是欧盟最大特色。目 前总体而言，欧洲商业航天的立法体系，以及航天私营企业的企业家精神
　　、创新能力、国际竞争力 等都明显弱于美国。
　　近年来，法国大 力推进＂阿里安＂６运载火箭和先进应用卫星 的发展’出台
　　《商业航天投资计划》，强调未来商业航天的投资重点将转向低成本发射 和卫星。２０１８年，法国在商业航天的预算为２4亿欧元，仅次于美国。
　　３俄罗斯商业发射服务竞争力下降，卫星基础薄弱
　　半个世纪来，俄罗斯航天的成就极其辉煌，曾一度与美国在众多领域进行竞赛角逐。但仅就商业航天而言，俄罗斯整体发展不太顺利。
　　在商业发射领域，如前文所言，俄罗 斯早期以低廉的火箭发射价格受到市场青睐，但由于受到商业航天企业的 冲击，以及自身缺乏创新和有效的产业经济模式、航天工业体制弊端等原因’其发射次数与发射成功率有所下降
　　。
　　在卫星制造及应用领域，俄罗斯电子工业基础薄弱，与美欧差距较大，而这一块正是商业航天利润率最高的部分。近年来虽然重组建立了俄罗斯国家航天集团公司，但工业研制能力没有起色。
　　值得关注的是，２０１９年４月，俄罗斯政府宣布将调整和更新《 ２０３ ０年及以后国家航天政策》《国家航天集团公司发展战略》等文件，发展新型公私伙伴关系等，意图改造航天体系，加强航天成果民用化，提升在全球商业航天服务市场份额。
　　４印度航天产业发展迅速，瞄准小卫星发射市场，印度是发展中国家中航天 产业发展较为快速的国家之一，其航天活动始于２０世纪７０年代，在１９７２年设立印度空间研究组织（ＩＳＲ０），作为印度空间事业的国家级研究决策机构。
　　印度一方面坚持发射本国卫星，扩大 卫星队伍，开发卫星应用；另一方面凭借本土火箭的成本优势，进军国际发射市场。
　　在印度十二五规划期间（２０１２－２０１７年），印度共完成了２３次运载火箭发射，将１８０颗国内外卫星送入轨道。在这期间，印度发射了本国首个火星探测器和首颗天文卫星，成为世界上第四个建成卫星导航系 统的国家。此外，印度成功开展可重复使用运载技术和超燃冲压发动机技术试验，创造＂一箭１０４星＂发射世界纪录等，引发国际上的广泛关注。
　　在《印度２０１９年财政预算》中，印度对于航天拨款的财政预算从２０ １８年度的ＲＳ１１，２００Ｃｒｏ ｒｅ（约 合１５.７３６亿美 元）增 加至ＲＳ１２，４7３．２６Ｃｒoｒｅ（约合１７．５２５亿美元。在预算发布会上，印度财政部长表示后续将大力推动小型廉价运载火箭＂小卫星发射火箭＂（ＳＳＬＶ）的研制和生产（每月２￣３枚），抢占小卫星发射市场。
　　5.日本航天投入长期居世界前列，多举措引导商业航天发展
　　日本早在２０世 纪５０年代就开 始发展火箭和航天技术，对于航天技术的研发投入长期保持世界前列，集中精力攻克了大型液氢液氧火箭发动机、高性能复合材料和高精度陀螺仪等多个关键技术，开发了Ｎ系列、Ｈ系 列、Ｊ系列、＂艾普西龙＂等多款运载火箭。
　　目前，曰本航天产业由宇宙开发战略本部（SＨＳＰ）负责统筹协调各政府机构的航天法规，进行宏观战略管理；由宇宙航空研究开发机构（ＪＡＸＡ）进行核心技术研发，负责执行具体事务。
　　２０１６年之前，日本运载火箭的研制和发射均由ＪＡＸＡ主导。直至２０１６年，日本发布《宇宙活动法》，规定了关于民营企业发射火箭和运营卫星的许可制度，将航天领域开放给获得许可的民营企业。
　　目 前，日本已有多家民营公司进入航天发射领域，但业务大多处于早 期阶段。以日本知名创企ＩnｔｅｒｓｔｅｌｌａｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ ｓ为例，其研制的小型探空火箭 Ｍｏｍｏ３于２０１９年５月 首飞成功，这也是日本成功发射的 首枚民营火箭。
　　日本发展商业航天的举措主要分为两部分：一是日本政府出台一系列 扶持计划，包括设立１０００亿 曰 元（约９.４亿美元）的支持基金，建立航天商业投资对接平台，为商业航天初创企业输送人才，以及推动ＪＡＸＡ与商业航天创企开展技术合作等；二是引导三菱等卫星制造商增加投资，对生产设备更新换代，从而降低卫星制造成本并提高产能。
　　四 中国商业航天产业分析
　　商业航天有两个关键词：＂商业＂和＂航天＂，所以能够孕育商业航天的土壤一定需要满足两个基本要素：①大体量且繁荣的商业市场；②完整且成熟的航天工业体系。１中国商业航天企业数量超１４０家，生态系统完善
　　中国拥有世界第二大的消费市场，全球领先的航天技术。正是因为站在中国航天这个＂巨人＂之肩，中 国商业航天起点较高，发展势头不容小觑’迅速构建起全产业链条。据未来宇航研究院的数据统计，截止到２０１８年年底，国 内 已注册 的 商 业航天领域公司已超过１４０家。其中，卫星制造企业３６家，卫 星发 射企业２２家，卫 星运营企业３９家，卫 星应用企业4４家。从卫星的设计研 制，到火箭的研制发射，再到卫星在轨运营与商业化应 用，商业航天产业链上核心环节，国 内都有相关企业的主营业务在萌芽和生长。
　　这意味着国内逐渐构建起商业航天的 全产业链，正在形成一套自循环的生态 系统。
　　２政策引导各方参与商业航天，鼓励有序发展
　　自２０１４年起，中国陆续出台相关 指导意见和发展规划，引导商业航 天产业健 康发展。在《 ２０１６中 国的航天》白皮 书 中明确指 出，鼓励民 间 资 本和 社会 力 量参与 航天 事业，大 力发 展 商 业航 天。在２０１９年，出 台 首 份商 业航天领域引导性法规，基调为鼓励有序发展。
　　３小 卫 星、低 轨道、多 元化应用成为大发展趋势
　　目 前在国 内 市场，商业卫星创业公司持续涌现，产品方向 通常采用低成本、可批量化生产的 微小卫星或微小卫 星星座来取代大卫星。
　　从研制周期上讲，小 型 卫星从立项研 制到发 射，一般仅需要１年 左右的 时间；而大卫星从研制到发射一般需要３￣５年。从研制成本上 讲，大卫星基本超过５０００万美元，而小卫星的 研制成本一般低于５０００ 万美 元，质量低于１０ｋｇ时成本不足１ ０ ０ 万美元。
　　商业 卫 星在不同轨道的发射需求 有很大的 差异，高轨卫 星（大卫星）发射代价较高、轨道资源稀缺；相对而言，小卫 星技术门槛较低，成本可控，发射难度低。小卫星、低轨道、多元化应用 成为大发展趋势。
　　４众多星座计 划出台，商业火箭运 力缺口较大
　　据不完全统计，国 内 已发布的卫星 星座计划多达２ ０余项。根据目 前收集 到的 已公开 的星座计划，到２ ０ ２ ５年 前 中 国 将发射超过３ ０ ０ ０颗商业卫 星。
　　根据 卫 星 星 座计划，按照单星质量ｘ星 座规模测 算，国家队拟发射低轨卫 星５ ６ ０颗，总质量约２ １６t；民营企业拟发射卫星２４７ ０颗，总质量约３８５ｔ。
　　根据航天科技集 团公开信息，２０ ２０-２０２２年 中 国＂长征＂火箭商业搭载余量约为 ６ ｔ 。在未来组网爆发期，仅仅搭载 拼车，无法满足发射需求。
　　此外，低轨卫星在轨生命周期短（３-５年或５-７年），一旦开始组网，就开始折旧，卫 星公司为了尽快实现服务能力，就必须尽可能在最短的 时间 内 把所有的卫星打上去。
　　所以，最佳发射窗口期将集中在未来５￣７年内，民营火箭公司是国家队的必备补充。
　　5民营火箭两大梯队，领先者均已进行入轨发射
　　据统计，目前国内已注册的民营火 箭制 造及发 射公司已超过２０家。按照目前的火箭研制与发射进展来看，可 以大 致 划 分 为 两大 梯队：第一梯队为零壹空间、蓝箭航天、星际荣耀，均已具备不同程度的核心动力及研制保障能力，并完成了相关火箭的亚轨道发射或入轨发射；第二梯队为星途探索、深蓝航天、灵动飞天等企业，起步较晚、业务处于早期研发阶段。
　　从中 国商业火箭企业的发展路径分析，绝大部分公 司均将液体可重复运载火箭作为长远的 产品路线，对成本的 控制是商业火箭公司急需突破的瓶颈。
　　五 中国商业航天发展趋势
　　中国商业航天最理想的产业发展愿景是从国家层面支持商业航天规范有序发展，充分发挥高效现代的 企业运营模式，注重前期研发投入，充分引 导社会资本的 参与及产业链的 协同，减轻国 家负担同时增强创新能力，同步孵化民用／商用市场的 需求，满足国 家对太空资源的 战略刚需。
　　１商业航天排头兵
　　商业航天在船舶、航空、航天、核能等众多领域中的应用成果极为显著。２０１５年，随着 国 家政 策的发展，中国商业航天一举度过潜伏期，众 多企业纷纷破土而出。
　　商业航天 以价格为驱动，摒弃了很多浪费环节；倾向 于采用新型技术，丰富了技术范式。相比＂新能源汽车补贴＂等，商业航天通过新的价值导 向，更能从源头上调动产业积极性。
　　目前的中国商业航天产业是多元 开花，可增强国 防能力 的 多样性。同时在产业发展的 过程中，重新整合配套资源，形成新的 依托广大民用 产业的供应链，可将国防实力 由点扩展到面。
　　２商业航天成本将持续降低，产业带动能力更强大
　　航天技术是当今世 界对现代社会和 国民经济发展最有影响的科学技术之一。卫星让人类认识 到＂地球之小＂；卫 星应 用让信息技术的使用产生了质的飞跃，推动了人类的＂知识爆炸＂，卫星上天的数十年 间，人类的发明创造超过了过去２ ０ ０ ０年 的总和。
　　航天是复杂的系统工程，涉及到工业 的各个环节，有着强大的产业带动能力。据统计，航天科技１美无的 投入将换来７￣１２美元的回报。
　　航天科技又被称为＂技术金矿＇它对技术的 拉动和对经济 增长的 带动，远远超乎我们的想象。具体到商业航天，其终极目标是在不影响可靠性和安全性的前提下，利 用一切手段把成本降下来，这是商业航天的 本质。这个过程中会大量利用新技术，如 用３ Ｄ 打印去 节约成本和时间，利用 工业级元器件及一体化的 集成设计等。
　　以此推测’商业航天对于其他产业的 带动效果将更为突出。
　　３民 营 火 箭 差异 化 定位，液氧甲烷发动 机综 合优势突出
　　基于中国商业航天企业现状，民 营火箭的明智选择是与 国家队火箭差异化定位，填补国家队空 白。由 此预测，未来的 民营火箭企业定位将更加清晰’其发展重点应放在 国家队目前缺少的液体火箭产品上，研制更具成本优势 的液体火箭发动机。
　　高可靠，低成本．高性能．可重 复使用、维护方便及无毒无污染是 液体发动机的 主要设计目 标。液氧 甲 烷综合优势突 出，更适合商业航天。
　　此外，在液氧煤油和 液氧液氢方向，体制内 相关单位已 申报大量专利，民营企业将面临专利壁垒。
　　４卫星将服务于企 业出 海、国家战略，衍 生大众应用
　　随着上游卫 星制造、发射服务等产业链条 的逐步成熟，预计在未来几年 内，将会有更多的 商业航天企业，结合中 国 国情和特色，开创出 更多面向行业和市场的 卫星应用解决方案。
　　（１）服 务中 国 企业出 海：中国 市场竞争加剧，众多企业开辟海外市场，对相关配套服务的 需求激增。如利用卫星物联网对跨境车辆、海上运输提供定位、导航及通讯服务。
　　（２）＂一带一路＂沿线国 家地面补充通信、导航及遥感服务：一带一路沿 线人 口 约４４亿，经济总量约２１万 亿 美元，分别 占 全球６ ３ ％ 和２ ９ ％。人 口 众 多 但基础设施落后，卫 星通信、导航、遥感等存在大量 的 市场机遇。如 智 星空间 与埃塞俄比 亚 航天科技 研 究院（ＥＳ ＳＴＩ）联合 研 制遥感卫 星，率先拓展了非洲市场。
　　（３）商业卫星 衍生 应用：在传 统应 用 外，卫 星将发挥 更大的作 用，衍生 更 多 用 途，如 使 太空更 容易 被大众触 及和 了 解 的 航天Ｓ ＴＥＡＭ 教育，以及技术上完全可行的太空采矿等。
　　六中 国 商业航天 发 展建议
　　１中 国商业航天急需法律明确产业边 界，为 有序发展护航
　　２ ０１９年５月，国 防科工 局 和中 央军委装备发展部联合发布《关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》，作 为 商业航天领域引导性法规，明确了很多边界，释放了积极信号。
　　但据 有关业内人士表示，该法规是基于目 前中 国 现状制定，仍存在一定的 不足，如对于发动机没有进行区分，将固 体发动机和液体发动机的管理一视同仁。
　　没 有政府支持的商业航天是先天 不足的，目 前中 国 在商业航天领域包括基本法、市场竞争规则等在 内 的 众多法律法规存在缺失。
　　建议有 关 部门 抓 紧 制定 相 关法 律法规，明确商业航天边界，提供产业保护：（１ ）明确政府及参与主体的责任与 义 务：对政府机构在商业航天活 动管理方面 的职责和权限，以及企业所需承担 的 责 任和 义务进 行说明。
　　（２）明确管理方 法与 流程：对商 业航天发射、商业卫 星系统运营 的许可证申 请流程与要求、所需承担的责任和保险等进行更详细的规定。
　　（３ ）确定国 有 设施 的 租赁和使用原则、方法。
　　２对 航 天 精 神 进 行 更 多宣传，呼吁更 多企业家进入
　　商业航天是一个全新 的 行业，与传统航天存在很大的 不 同，商业航天不是简单的 将产品推向 商业市场，而是采用全新模式重构商业要素和商业模式。以全球民 营 火箭行业 目 前 处于 领先地位 的 企业ＳpａｃｅＸ 公司、ＢｌｕｅＯｒｉｇｉｎ 公 司及维珍轨道（Ｖｉ ｒｇｉｎＯｒ ｂｉ ｔ）为例，上述３家领先企业的公 司 创始人均非航天系 统出 身，但具备企业家精神及强大的 系 统管理能 力，对航天事 业有 着浓厚 的情怀。
　　在企业的 成长历程中，均采用了开创性的 运营机制和高效的 管理模式。未 来的 中 国 航天 事业，期待更多有情怀，有抱负、有理想的中国 企业家、管理人才进入。