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我国火箭发射行业分析:民营厂商技术持续发展 市场将进入爆发期

前言:全球航天发射活跃度不断提升,2023年轨道发射次数达到224次,中国霸占全球发射榜单前三,2023年国内运载火箭发射67次,且每年仍在持续创新高。虽然太空无边无际,但低轨卫星轨道和频段资源却是有限的,所以部分国家及企业纷纷加快发展低轨通信星座,抢占可用频率使用权,为确立太空优势奠定基础,我国火箭发射行业将进入爆发期。

1、火箭种类

根据观研报告网发布的《中国火箭发射行业发展趋势研究与未来前景预测报告(2024-2031年)》显示,火箭可以分为运载火箭(如 spaceX 猎鹰)和探空火箭(如 SpaceX 星舰)。根据国家航天局的介绍,运载火箭是将人造卫星、载人飞船、空间探测器等有效载荷运送入预定轨道的航天运载工具。商业运载火箭主要由三大系统构成:箭体结构系统(用来维持火箭外形和安装载荷、储存推进剂)、推进系统(动力来源,包含火箭发动机)和控制系统(实现沿预定轨道可靠飞行)。此外,影响火箭发射成败的还有遥测系统、外弹道测量系统、安全系统和瞄准系统等。

从分类来看,按能源进行分类,可以分为两大类型:以固体火箭、液体火箭、固液混合火箭等为代表的化学火箭,和以核火箭、光子火箭、电火箭为代表的新能源火箭。如果按照运载能力分类,则可以分为小型(近地轨道运载能力为2t以下)、中型(2-20t)、大型(20-50t)和重型(50t及以上)运载火箭。从运载火箭的技术指标来看,主要关注火箭的运载能力、入轨精度和可靠性。

2、全球各国航天发射活跃度不断提升,中国霸占全球发射榜单前三

2013-2023年,全球航天发射活跃度不断提升,并且在2018年进入加速发展阶段,轨道发射次数从2013年的81次提升到2018年的114次,在2023年达到224次。从市场规模增长来看,全球发射收入规模从2020年的53亿美元提升到2023年的72亿美元,增长了36%。

2013-2023年,全球航天发射活跃度不断提升,并且在2018年进入加速发展阶段,轨道发射次数从2013年的81次提升到2018年的114次,在2023年达到224次。从市场规模增长来看,全球发射收入规模从2020年的53亿美元提升到2023年的72亿美元,增长了36%。

数据来源:观研天下整理

从区域分布来看,美国、中国、俄罗斯占据全球发射前三名。其中,美国轨道发射次数从2017年的30次增加到2023年的116次;中国轨道发射次数在2023年67次,俄罗斯达到20次。

从区域分布来看,美国、中国、俄罗斯占据全球发射前三名。其中,美国轨道发射次数从2017年的30次增加到2023年的116次;中国轨道发射次数在2023年67次,俄罗斯达到20次。

数据来源:观研天下整理

3、我国轨道发射次数快速提升,火箭发射市场蓬勃发展

火箭发射市场的激增与火箭发射频率大幅上升息息相关。根据数据,2023年,我国运载火箭发射67次,且每年仍在持续创新高。根据《中国航天科技活动蓝皮书(2023年)》,2024年我国全年预计实施100次左右发射任务,截止2024年11月30日完成发射58次。

火箭发射市场的激增与火箭发射频率大幅上升息息相关。根据数据,2023年,我国运载火箭发射67次,且每年仍在持续创新高。根据《中国航天科技活动蓝皮书(2023年)》,2024年我国全年预计实施100次左右发射任务,截止2024年11月30日完成发射58次。

数据来源:观研天下整理

与此同时,2023年,我国发射航天器数量(221个)及发射载荷质量(155吨)上都取得瞩目的成绩。其中,商业运载火箭发射次数和载荷质量都有明显进步,2023年民营火箭公司(含混合所有制商业航天企业中科宇航)总发射次数为13次,载荷质量也从2022年的1.34吨提升到2023年的2.9吨。

2022-2023年我国不同研制单位火箭发射任务及载荷质量对比

研制单位

2022

2023

LEO任务次数

GTO任务次数

合计(次)

载荷质量(吨)

LEO任务次数

GTO任务次数

合计(次)

载荷质量(吨)

航天科技集团

49

5

54

193.98

39

9

48

150.96

航天科工集团

5

0

5

1.89

6

0

6

1.02

星河动力公司

2

0

2

0.33

7

0

7

1.41

中科宇航公司

1

0

1

0.94

1

0

1

1.24

星际荣耀公司

1

0

1

0.03

2

0

2

0.1

蓝箭航天公司

1

0

1

0.04

2

0

2

0.14

天兵科技公司

0

0

0

0

1

0

1

0.01

合计

59

5

64

197.21

58

9

67

154.88

资料来源:观研天下整理

4、民营商业火箭技术不断发展

通常火箭将不同功能的有效载荷运送入不同轨道会有不同载重要求,轨道运送距离越远,一般能够承担的载荷重量越轻,从而也会影响下游载荷对运力和推力的选择,进而影响对运载火箭燃料的选择。随着航天技术的发展,液体火箭由于其在推力可控性、可重复使用性和高运载能力上的比较优势,被广泛认为是未来发展趋势。其中,液氧甲烷凭借着低成本及可回收性,成为民营火箭公司的主要选择。

我国主要民营商业运载火箭的最新进展及技术路径

公司

发射情况

火箭型号

发动机

推进剂

是否可回收

SpaceX

1)Flcon9发射117次(历史累计发射402次)2)Starship发射4次(历史累计6次)

1)Falcon系列2)Starship系列

1)Merlin

2)Raptor

1)液氧煤油2)液氧甲烷

1)可重复使用2)全部可回收

RocketLab

发射13次(历史累计发射56次)

Electron

Rutherford

液氧煤油

可重复使用

星河动力

Ceres-1发射4次(历史累计15次)

1)Ceres谷神星系列2)Pallas智神星系列

1)“光年”GS1/2/32)苍穹(CQ50

1)丁羟三组元、MON-3/MMH双组元2)液氧煤油

1)2)可重复使用

星际荣耀

1)双曲线11次(历史累计7次)2)双曲线3号计划25年完成首次入轨+海上回收

1)双曲线12)双曲线23)双曲线3

1)GT-1发动机2)JD-1焦点13)JD-2焦点2

1)丁羟三组元2)液氧甲烷3)液氧甲烷

1)2)可重复使用3)可重复使用

蓝箭航天

1)朱雀21次(历史累计4次)2)朱雀3号计划25年首飞

1)朱雀22)朱雀3

天鹊系列

1)液氧甲烷2)液氧甲烷

1)2)可重复使用

天兵科技

天龙220231

1)天龙22)天龙3号系列

天火系列

液氧煤油

1)可重复使用2)可重复使用

资料来源:观研天下整理

5、我国火箭发射行业将进入爆发期

虽然太空无边无际,但低轨卫星轨道和频段资源却是有无限的。频段资源方面,优质资源几乎要被抢夺殆尽。因此,部分国家及企业纷纷加快发展低轨通信星座,抢占可用频率使用权,为确立太空优势奠定基础。而为防止轨道资源的过度抢占囤积,2019年ITU对星座运营商追加新规则,根据ITU-R第35号决议的里程碑要求,非地球同步轨道卫星(non-GSO)的运营商们在向ITU提交卫星网络资料后有7年的规则有效期,需要在2年内部署卫星总数的10%,5年内须部署卫星总数的50%,并在7年期限届满时须部署卫星总数的100%,否则需对其申报的网络资料进行相应规模的缩减。

该规定自2021年1月1日起生效,适用“里程碑”的频段主要包括Ku、Ka和Q/V频段,限于卫星固定业务、卫星广播业务和卫星移动业务。根据太空与网络于2024年12月3日的新闻,中国各实体已经发布至少65个星座计划和提案,且根据向国际电信联盟(ITU)提交的声明,中国宣布计划中的低地球轨道卫星总数已经达到8万颗。因此,未来几年的火箭发射和建设需求将进入爆发期。(WYD)

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