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2018至2019年全球空间飞行器发射数量统计,民营企业异军突起

时间:2019-11-08

..以下文章来源于高端装备产业研究中心 ,作者太阳谷

来源:高端装备产业研究中心

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2018年,全球航天发射114次(其中中国39次),为近28年来发射次数最多的一年。全年共发射空间飞行器461个,成功459个,失败2个。空间飞行器发射数量与2017年相当,继续处于历史高位水平。2019年1-9月的全球发射次数低于2018年同期水平,但是航天器发射数量增长,全球航天活动持续活跃。


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▲图表 1 1990-2019年航天发射次数(2019年为1-9月数据)


01


国外飞行器发射数量统计


2018年国外航天发射共进行75次,其中美国31次、俄罗斯20次、欧洲8次、印度7次、日本6次、新西兰3次(均由Rocket Lab公司发射,该公司是一家私人公司,总部位于新西兰和美国加利福尼亚)。

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▲图表 2 2018年国外航天发射次数按国家分布

按照空间飞行器所属国家计算,2018年国外共发射空间飞行器366个,其中微小型航天器占比最高。在全球发射的461个空间飞行器中,500kg以下的小卫星达到321个,占比达到69.6%,略低于2017年的73%,继续处于历史高位。国内外日益重视微小卫星的应用。

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▲图表 3 2018年全球发射空间飞行器重量分布

2019年1-9月国外航天发射50次(全球为70次,其中中国20次),2018年同期为49次(全球为75次,其中中国26次),基本持平。但是空间飞行器的发射数量却有大幅的增长,2019年1-9月共发射空间飞行器320个,远高于2018年同期的240个。这是由于小卫星技术和一箭多星技术的快速发展,使得在同样火箭运力和发射次数情况下,卫星发射数量可以保持增长。2019年1到9月,1箭10星以上的发射有6次,共发射空间飞行器186个,占比接近60%。


02


各国发射空间飞行器类别统计


2018年各国发射的空间飞行器仍然以人造地球卫星为主,占比超过95%;载人及货运飞船发射13个;空间探测器发射10个。2019年1-9月的发射活动同样以人造卫星发射为主,载人与货运飞船发射11个,与2018年相当,空间探测器发射3个,较同期有所下降。具体来看,2018年全年发射的具体分布情况如下图所示:

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▲图表 4 2018年各国发射空间飞行器类别统计


载人及货运飞船方面

2018到2019年9月,各国向国际空间站发射24艘飞船,其中8次载人航天任务(其中1次发射失败)、16次货运任务。国际空间站共完成6大领域389项科学实验,包括空间碎片清除、生成“玻色-爱因斯坦凝聚物”等实验。

8次载人任务都是由俄罗斯联盟号载人飞船完成,包括Soyuz-MS 8、Soyuz-MS 9、Soyuz-MS 10(失败)、Soyuz-MS 11、Soyuz-MS 12、Soyuz-MS 13、Soyuz-MS 14和Soyuz-MS 15。

货运飞船方面,俄罗斯进步号货运飞船发射4次(Progress-MS 8、Progress-MS 9、Progress-MS 10、Progress-MS 11),美国SpaceX公司的龙飞船发射5次(Dragon CRS -14、Dragon CRS -15、Dragon CRS -16、Dragon CRS -17、Dragon CRS -18),NASA的天鹅座飞船发射3次(Cygnus CRS-9、Cygnus CRS-10、Cygnus CRS-11),日本的东方白鹳飞船发射2次(Kounotori 7、Kounotori 8)。

另外,SpaceX在使用猎鹰9号发射了无人驾驶“载人龙飞船”(Crew Dragon),任务代号SpX-DM1。这是一艘载人飞船,但这次任务仅是一次验证飞行,不载人,给空间站带去大约400磅的货运补给。

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▲图表 5 Crew Dragon


空间探测器方面


2018年到2019年9月各国在空间探测方面的进展有所不同,中国、印度和以色列的进展主要是在月球探测领域。中国于2018年5月份发射了鹊桥月球中继卫星和月球轨道超长波天文观测微卫星DSLWP-A1、DSLWP-A2;2018年12月份又成功发射了嫦娥-4月球探测器。

以色列的Beresheet月球探测器于2019年2月21日搭乘SpaceX猎鹰9火箭进入地球轨道;2019年4月4日,Beresheet进入月球轨道,但在2019年4月11日,Beresheet在着陆尝试中坠毁在月球表面。

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▲图表 6 Beresheet月球探测器

印度在2019年7月22日成功发射月船2号月球探测器,此次发射任务包括绕月观测和在月球南极着陆,收集水冰、岩石和土壤数据。但月船2号在2019年9月7日凌晨失联,也未能实现正常着陆。

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▲图表 7 月船2号

美国于2018年5月发射了洞察号火星探测器以及两颗火星通信卫星MarCO-1、MarCO-2。洞察号火星探测器是首个探索火星深层表面下的探测器,通过“聆听”火星地震研究火星内部。2019年2月19日起,根据洞察号火星探测器提供的数据,NASA开始在网上发布火星每日天气报告,提供火星气温、风速、气压等信息。

2018年8月,美国发射了帕克太阳探测器,该探测器是首个飞近太阳日冕进行探测的航天器,其科学目的是研究日冕,从而对可能影响人类日常生活的空间天气进行预警。

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▲图表 8 帕克太阳探测器概念图

欧洲和日本的进展主要是在水星探测方面。欧日首个水星探测器“贝皮-科伦坡”于2018年10月发射,该探测器是欧洲与日本合作研发的大型科学探测器,将欧洲的水星轨道探测器和日本宇宙航空研究开发机构的水星磁层探测器投入水星周围的互补轨道上,分别对水星的磁场、磁层、大气以及地表进行全面的科学探测。

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▲图表 9 贝皮•科伦坡水星轨道探测器

俄罗斯和德国在2019年07月14日发射Spektr-RG X射线望远镜,最终被送至距离地球约150万公里的日地拉格朗日点L2。

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▲图表 10 Spektr-RG X射线望远镜


03


国外成功发射空间飞行器按轨道高度分类数量统计


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▲图表 11 2018-2019年9月国外发射空间飞行器按轨道高度分布对比

从2018-2019年国外空间飞行器发射的轨道分布来看,分布情况基本一致,低轨道飞行器占了绝大多数。在2019年,低轨飞行器的分布优势在增强,中高轨飞行器占比日益受到压缩。根据已公开的发射计划,这种趋势还将持续。主要原因是新型低轨卫星星座仍处于上升发展期。在不到两年的时间里,Flock卫星星座发射55颗,Lemur卫星星座发射40颗。starlink卫星星座的发射数量更是达到了60颗,并且在2019年年底之前还有4次共计240颗通信卫星的发射计划。

具体来看,2018-2019年9月国外成功发射的641个空间飞行器中,低轨道飞行器562个,占比超过87%。具体分布情况如下:

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▲图表 12 2018-2019年9月中外空间飞行器按轨道高度分布


04


各国民营航天机构发射情况统计


2019年7月25日,北京星际荣耀空间科技有限公司的双曲线一号(Hyperbola-1)运载火箭成功发射,将多颗卫星送入预定轨道,实现了中国民营运载火箭零的突破。

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▲图表 13 双曲线一号火箭

2018-2019年,民营航天力量快速崛起,民营火箭的发射次数占全部发射次数的30%,除了两次首发失败,其他发射全部成功。

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▲图表 14 2018-2019年9月民营航天发射统计

民营航天的涉足领域不仅有低轨小卫星的发射,也有像SpaceX的重型运载火箭和货运及载人飞船的成功发射,逐步参与到航天产业的大多数领域。


05


各国发射卫星按功能分类数量统计


2018年各国共发射卫星438颗,其中通信卫星77颗、导航卫星26颗、遥感卫星161颗、科学与技术试验卫星174颗。

2019年1-9月各国发射卫星307颗,其中通信卫星104颗、导航卫星7颗、遥感卫星79颗、科学与技术试验卫星117颗。其分布情况与2018年截然不同,如下图所示:

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▲图表 15 2018与2019年卫星发射功能分布对比


通信卫星


2018年,通信卫星占比为17%,而2019年占比达到34%。其原因全球通信卫星轨道结构的调整,商业低轨星座蓬勃发展,而地球静止轨道卫星占比下滑。2019年5月,SpaceX公司发射了60颗starlink通信卫星,这一数量占到了2019年1-9月通信卫星发射数量的一半以上。并且,这种趋势在下半年将会增强,2019年全年的通信卫星发射占比可能超过50%。通信卫星正在经历爆发式的增长。

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▲图表 16 低轨通信卫星星座概念图


导航卫星


在导航卫星方面,随着各大导航卫星系统的部署接近完成,导航卫星的发射数量也开始下降,在卫星发射总数中的占比较低。2018-2019年9月年中国进行15次发射,共发射导航卫星23颗,占全球发射总数的2/3以上。国外共进行7次导航卫星发射,发射导航卫星10颗。其中美国发射了2颗GPS-3卫星;欧洲1次,成功发射Galileo-FOC导航卫星4颗;俄罗斯3次,成功发射GLONASS-M卫星3颗;印度1次,成功发射IRNSS卫星1颗。

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▲图表 17 四大全球导航卫星系统


遥感卫星


2018年全球对地观测卫星发射数量达到161颗,远低于2017年的243颗,但仍然是发射数量最多的应用卫星。但在2019年1-9月,发射数量进一步下降,降到了79颗。

对比最近三年遥感卫星发射的项目构成,美国“鸽群”(Flock)卫星在2017、2018、2019年的发射数量分别为140颗、35颗和20颗;而“狐猴”(Lemur)卫星的发射数量分别为36颗、28颗和12颗。从5kg以上对地观测卫星的发射数量来看,2017年不足70颗,而2018年在90颗以上。可见造成全球遥感卫星发射数量下降的主要原因是受到新型遥感小卫星星座部署周期的影响,而非遥感卫星需求的下降。

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▲图表 18 Flock 1 遥感卫星

2018和2019年1-9月各国发射卫星按功能分类数量统计如下面两表所示。

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▲图表 19 2018年各国发射卫星按功能分布

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▲2019年1-9月各国发射卫星按功能分布

小结:近三年以来,世界航天活动总体步入活跃期,空间飞行器的发射活动日益密集。从需求角度来看,遥感卫星星座和通信卫星星座在接连获得前所未有的发展机遇,带动了航天应用的普及,世界航天发展逐渐步入市场需求驱动的良性循环。从供给角度来看,民营航天的快速发展是这一趋势的重要推动力,以SpaceX公司为代表的国内外民营航天机构在航天远景目标规划以及把握市场需求和进行成本控制方面都有别于传统的国家力量主导的模式,其在技术发展方面逐渐取得不俗的表现。

从技术来看,推动这一趋势的直接因素是低轨小卫星星座技术和应用的发展,小卫星技术的普及降低了航天行业的准入门槛,降低了民营企业和新兴航天国家从事航天活动的风险,从而更有效地连接了航天的供给和需求。表面上来看,只是卫星发射数量的增长以及结构的变化,但其背后是航天发展驱动模式的变化。


-END-


主要参考资料:

[1]付郁.2018年全球航天器发射统计与分析[J].国际太空,2019(02):12-20.

[2]刘进军.2018年世界航天发射纪录[J].卫星与网络,2019(Z1):20-34.

[3]廖小刚,王岩松.2018年国外载人航天发展综述[J].载人航天,2019,25(01):122-127+142.

[4]龚燃,刘韬.2018年国外对地观测卫星发展综述[J].国际太空,2019(02):48-55.

[5]李博,赵琪.2018年国外通信卫星发展综述[J].国际太空,2019(02):34-41.

[6]刘春保.2018年国外导航卫星发展综述[J].国际太空,2019(02):42-47.

[7]https://space.skyrocket.de/

[8]http://www.spaceflightfans.cn/

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