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%。
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。
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。
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年 |
2023年 |
||||||
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)否2)可重复使用 |
星际荣耀 |
1)双曲线1号1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1号2)双曲线2号3)双曲线3号 |
1)GT-1发动机2)JD-1焦点1号3)JD-2焦点2号 |
1)丁羟三组元2)液氧甲烷3)液氧甲烷 |
1)否2)可重复使用3)可重复使用 |
蓝箭航天 |
1)朱雀2号1次(历史累计4次)2)朱雀3号计划25年首飞 |
1)朱雀2号2)朱雀3号 |
天鹊系列 |
1)液氧甲烷2)液氧甲烷 |
1)否2)可重复使用 |
天兵科技 |
天龙2号2023年1次 |
1)天龙2号2)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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