中国航天现状和未来(中国商业航天的现状与发展)

2022-11-22 05:03:57

  航天工作当前发展现状如何

  商用火箭发射任务占比火箭发射20%

  商业火箭发射是商业航天中连接卫星制造及卫星应用的中枢环节,卫星需要搭载运载火箭发射进入轨道后才能发挥作用以及产生价值。根据航天十二院战略规划推进部数据显示,2020年全球共进行了114次航天发射任务,其中商用发射任务23次,约占全球全年航天发射任务的20%。

  商业卫星发射次数占比卫星发射71%

  从卫星发射次数情况来看,根据SIA数据显示,2020年全球共进行90次卫星发射活动,其中64次为商业卫星发射,占比达到71%;从卫星订单情况来看,根据36氪不完全统计数据显示,2020年全球共签署97颗卫星制造订单,其中商用卫星36颗,占整体比例达到37%。

  商业航天市场规模有所下滑

  商业航天是指采用市场化机制以营利为目的而开展的航天活动,是航天事业发展到一定阶段的必然产物。目前全球航天产业长期保持稳定增长,商业航天已经成为世界航天产业的主要构成和主导力量。2020年全球商业航天市场受疫情冲击,市场规模有所缩减。根据欧洲咨询公司数据显示,2020年全球商业航天收入为3150亿美元,较2019年降低2%。

  从全球商业航天收入分布情况来看,市场收入主要集中于下游卫星服务产业。其中,2020年卫星服务收入为2930亿美元,卫星运营收入130亿美元,航天设备制造收入40亿美元,地面服务收入为30亿美元,航天发射收入为17亿美元。

  —— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国卫星应用行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

  浩瀚星空,中国航天跑出“加速度”!中国航天业现在发展的如何了?

  我国的航天事业频繁传来捷报,作为收获丰富的一年,在今年共实现了谷神星一号商业火箭的连续三次发射成功,同时星河动力航天保持着100%的成功率,也创造了我国民营火箭发射的新纪录,这一记录也标志着我国的谷神星一号技术也从原来的摸索阶段走向了成熟,帮助我国民营火箭的商业规模进入新的阶段,如今的我国逐渐的从航天大国渐渐向航天强国进行迈进,我国的航天事业不断的探索,由原先的无人飞机再到载人飞机,实现了一人进入太空,到现在多人进入太空,从舱内工作到太空行走,我国的航天事业已经走过了66个春秋,经过了几代航天人的共同奋斗与努力,使我国航天事业走出了一条自力更生自主创新的发展道路,并且取得了一系列举世瞩目的辉煌成就,这也源于航天工

  我国的航天事业从1956年起的第1个人造卫星,经过了多年的发展航天发射的数量也突破了40次,其中长征系列的运载火箭也已经完成了上百次的发射任务,随着对关键核心技术的不断攻破,我国进入空间的能力也不断的提升,相信通过探索能够发现更多规律,帮助我国的航天事业取得更为经济的发展,载人航天工程是当今世界最高的科技能力以及水平的展示成果,同时也是一个国家中国实力的展现,在面对国家航天事业等重大战略要求的需求上,无数的航天人勇于承担自己的使命,敢于去尝试突破,中国航天事业的成功,也为世界提供了更多的便利,为国家众多事业的发展提供了机会,中国也秉持着中国航天事业作为人类共同的事业,将和其他国家共同开展外空领域的国际合作来推动人类对太空的进一步探索,期待着我国航天事业能够取得更高的成就。

  中国航天低价化时代已来,实现低价化和可重复使用会带来哪些机会?

  那些对我们生活有间接影响的。比如天气预报,很大程度上依赖于卫星云图。现在很多天气预报都是数值型的,都是超级计算机计算出来的,它的原始数据也是卫星探测得到的。还有卫星遥感照片、地图等,它影响着我们的方方面面。中国空间站的共轨巡天太空望远镜将是又一次飞跃,因为它是一个直径两米的大型望远镜,可以和哈勃太空望远镜相媲美。

  运载工具方面的进展更为显著。交通工具实际上是整个空间发展的基础。如果没有发射能力强、价格低的运载系统,那么很多航天项目都无法支撑。在这方面,你可以看到中国有很多项目正在进行,这些项目可能在未来几年内彻底改变中国航天飞行器的现状,技术支撑能力越来越强,从事商业航天事业的公司也越来越多。

  航天事业是航天事业发展到一定阶段的必然产物,是当今世界航天发展的大趋势。全球航空航天工业正处于能力和市场快速发展的黄金时代。商业航天已成为推动航天事业发展的强大动力和全球航天活动的生力军。作为一种技术创新性强、经济质量和效益高、兼具军民属性的新型商业形态,商业航天是中国经济发展极其重要的新增长极,是中国从航天大国迈向航天强国的必由之路。

  所谓商业航天,从字面上看,至少包括两部分。第一,商业。商业活动的核心目的是通过价值交换产生的利润,关键是成本、规模和效率。第二,航空航天。航天的主要特点是系统复杂、周期长、风险大、成本高,更强调质量、稳定性和可靠性。当商业遇上航天,或者航天进入商业,必然会有不寻常的故事。

  2021年中外商业航天产业发展综述

   2021年的商业航天已经站在了行业发展的关键点,细分领域包括航天器制造业、地面站和终端设备制造、发射服务业、航天应用及服务、其他服务等。企查查数据显示,2021年我国商业航天赛道的融资事件共35起,披露融资金额有64.5亿元。各地政府也是动作频频,竞争激烈。

   一、2021年国内各地商业航天产业发展概况

   北京:

   2021年1月13日北京市发布《支持卫星网络产业发展的若干措施》,提出发挥“南箭北星”辐射引领作用:在大兴区、经开区建设商业航天产业基地以及商业火箭创新中心,做强“南箭”;在海淀区建设商业卫星产业基地等,做强“北星”。

   2021年4月,北京商业航天产业基地正式揭牌。基地将围绕商业火箭研发、关键零部件、系统集成以及卫星互联网示范应用等领域,汇聚卫星应用、信息技术、航天材料和先进能源、航天特种技术应用等配套企业,形成全产业链布局发展。其中,16家商业航天企业集中签约。

   2021年12月,瞄准北京经开区星箭网络产业,北京经开区发布了《北京经济技术开发区支持星箭网络产业发展的实施办法(试行)》并宣布成立北京亦庄星箭网络产业联盟,已有41家成员单位加盟。

   武汉:

   2021年4月,《湖北省制造业产业链链长制实施方案(2021-2023年)》正式印发,航空航天产业被列入16条重点产业链。

   2021年5月,武汉市新洲区政府与北京遥感设备研究所、航天科工防御技术研究试验中心、北京新风航天装备公司等22家企业签约,将引进航天产业链上下游研发、制造、应用等领域项目22个,签约总额80余亿元。

   2021年11月25日,快舟一号甲固体运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,以“一箭一星”方式,将试验十一号卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

   2021年11月第七届中国(国际)商业航天高峰论坛期间,武汉市新洲区对武汉国家航天产业基地进行专题推介,7家代表企业现场签约。目前中国首个商业航天基地——武汉国家航天产业基地核心区已完成基础设施建设。其中,火箭产业园已具备年产20发固体火箭的能力,卫星产业园建成了中国首条具有“柔性智能化、数字孪生、云制造”特征的小卫星生产线吨级以下通用卫星能力。

   2021年12月,湖北省委军民融合办联合省发改委正式印发《湖北省航空航天产业发展“十四五”规划》,明确到2025年,全省航空航天行业产值达到千亿级规模。

   湖北省在2021年印发了《北斗卫星导航产业发展“十四五”规划》,提出“一主多辅”的北斗产业空间布局:“一主”是武汉,“多辅”则是指在襄阳、宜昌、黄石、荆州、荆门、十堰、随州、孝感等地打造北斗特色产业聚集区。

   上海:

   在上海卫星导航与位置服务产业布局中,北斗西虹桥基地有近40多亿产值,每年近50%的增长率。此外还有以高精度位置服务为主的杨浦区湾谷北斗高精度产业园,以空间信息产业为主的闵行区闵行卫星导航应用产业园,以高精度北斗/GNSS板卡、北斗高精度应用模块研发为主的嘉定区司南北斗高新技术产业园。

   2021年8月,“G60号”“松江号”两颗实验卫星成功发射。2021年11月,上海牵头的长三角G60科创走廊九城市“G60星链”计划发布,九城市将积极推动技术联合攻关,产业链上下游衔接,市场与应用开发创新协同,合力打造以“G60星链”为龙头的卫星互联网集群,下好“数字经济”领域先手棋,做优做强做大数字经济。

   浙江:

   2021年初,浙江省政府公示《浙江省重大建设项目“十四五”规划(征求意见稿)》,规划提到了宁波国际商业航天发射中心项目。据介绍,该项目位于宁波市象山县,包括航天发射场35平方公里、产业配套区32平方公里,建设年发射规模100发的商业航天发射基地和千亿元级的商业航天配套产业基地,计划总投资200亿元。其中,“十四五”期间投资120亿元。

   2021年6月,位于嘉兴市港区航空航天产业园内的嘉兴蓝箭航天中心首期竣工并投入使用。嘉兴蓝箭航天中心,旨在打造集设计仿真、试验检测、智能制造于一体的全产业链顶尖航天产业基地。

   2021年11月,嘉兴市委书记张兵会见上海航天技术研究院院长张宏俊一行,双方就航天平湖产业基地项目签约。该项目总投资150亿元,集中布局商业火箭、商业卫星、卫星应用及航天技术应用产业等,年产值超200亿元。

   合肥:

   2021年7月6日,安徽省政府与中国航天科工集团在合肥签订了战略合作框架协议,双方意在谋划国家重大 科技 项目、搭建 科技 创新、推进 科技 成果转化、加快战略性新兴产业发展等方面开展深层次合作。2021年11月23日,中国空天院与合肥市政府签约落地“数字地球产业”。2021年12月27日下午,合肥高新区与银河航天签署投资合作协议,银河航天全球遥感卫星产业基地正式落户合肥。

   中国电科38所与天仪研究院联合研制的国内首颗商业SAR卫星“海丝一号”卫星于北京时间2020年12月22日搭载长征八号运载火箭在文昌航天发射场成功发射,该卫星填补了我国商业SAR卫星空白,实现了商业SAR卫星数据的国产化,使天仪成为国内首家运营SAR遥感卫星的商业公司,也成为全球范围内继ICEYE和Capella之后的第三家商业SAR雷达遥感卫星运营公司。

   “天仙 星座 ”计划由中国电子 科技 集团公司第三十八研究所(简称“中国电科38所”)牵头发起,中电博微天地信息网络研究院负责工程建设,天仪研究院是天仙 星座 重要战略合伙伙伴。该 星座 由96颗轻小型、高性能SAR雷达卫星构成,部署在多个轨道面,能够实现高分辨率、宽覆盖、持续监测、快速遥感信息处理能力。

   四川:

   2021年6月,星河动力“牵手”四川简阳市,标志着成都迎来首个民营航天商业运载火箭创新研发项目。在项目布局上,星河动力一期项目建筑面积达2万平米,就在一期项目附近,星河动力二期项目占地面积约100亩,未来将打造商业火箭中心及智能制造基地。

   “星河工程”是成都卫星企业国星宇航发起的卫星互联网计划,该工程包括“星河”AI卫星互联网 星座 、AI卫星总装工厂、AI卫星运控网络、太空大数据中心以及卫星互联网应用服务等。

   广东:

   2021年3月初,中科空天飞行 科技 产业化基地项目在广州南沙正式动工,该项目拟作为集研制、生产、实验、总装及测试于一体的固体火箭生产基地,计划实现年产30发火箭产品。

   2021年6月,深圳发布《关于支持卫星及应用产业发展的工作意见》,推出 16 条创新举措,计划将深圳打造成为全球卫星发射及应用产业创新高地。深圳多家机构还联合发起500亿规模的中安国通卫星产业基金,重点投资卫星通信、导航、遥感以及卫星技术应用领域相关产业。

   海南:

   2021年7月,海南公布《高新技术产业“十四五”发展规划》提出,逐步将文昌国际航天城打造成为国内有影响力的商业火箭研发基地,建设商业遥感卫星研制全链条。到2025年,海南航天产业产值突破100亿元人民币。

   2021年8月,星通九恒 科技 有限公司的“36天罡星群”项目在在文昌国际航天城挂牌,这是我国首个将36颗遥感低轨小卫星用于自然灾害和城市应急监测预警服务的项目。该项目预计2023年5月底前完成全部36颗卫星的发射组网。

   2021年11月初,星际荣耀全资子公司正式落地海南,推进中大型可重复使用运载火箭发射工位,以海上回收为目标,执行发射任务。同时组织和规划用于可回收火箭检测、处置、复用的复检中心的建设以及海上回收设施的论证和建设。

   二、国外2021年商业航天发展情况

   目前国外主要商业航天玩家是几家美国公司。

   2021年,美国SpaceX公司快速推进“星舰”(Starship)系统的研制和试验工作,包括星舰SN9/10/11/15等,主要用于开展高空飞行试验。于2021年5月5日实现10km跳跃飞行,并获得NASA商业载人月球着陆器研制合同。尽管在蓝源公司等竞争对手的抗议下,NASA暂停了商业月球着陆器合同,但最终SpaceX公司于11月最终赢下了合同,成为中标载人月球着陆器研制与验证合同的唯一研制商。

   2021年7月,美国维珍银河公司和蓝源公司分别利用太空船二号、“新谢泼德”系统成功完成载人亚轨道飞行;9月,SpaceX公司利用“载人龙”飞船成功开展首次无专业航天员参与的轨道 旅游 任务;12月,美国太空探险公司时隔12年再次利用“联盟”飞船将两名太空游客送达“国际空间站”。

   三、商业航天未来发展趋势与风险

   王建宇院士认为,商业航天的发展将会使互联网的数据传输从目前依赖海底电缆转向卫星通讯。这一根本性的改变下,卫星通信自身也在同步产业融合需求拓展边界。

   李德仁院士认为,未来中国至少有5个万亿元产业和航天经济有关,其中包括“实景三维中国建设”“城市信息模型(CIM)建设”“城市运营大脑建设”“机器人、自动驾驶相关应用”“空天信息实时智能服务系统”。“当前,通信、导航和遥感卫星各成体系,导致信息分离、服务滞后,应建立一个通导遥一体化的空天信息实时智能服务系统,使天上的通信、导航和遥感卫星应连成一张‘互联网’,让系统联通、时空融合、服务畅通,服务要做到实时定位、导航、遥感和通信。”

   王建宇院士表示,目前商业航天的发展和融资很火,但也存在四方面的风险。“第一,商业航天的资金

   商业航天的基础设施包括发射场、火箭试车和航天器测试设施、主力 星座 ,以及未来的空间交通管制体系等。这些大型设施需要占用相当规模的土地,所需要的投资数额巨大、回报周期长,并且在飞行安全、交通管制、无线电频率使用方面,涉及到非常复杂的国内国际法律政策问题。

  航天技术的现状是怎样的?

  全球航天产业规模再创新高

  近年来,在全球新一轮工业革命的驱动下,全球航天产业发展迎来大发展大变革的新阶段,靠国家包揽包办的发展模式已然发生改变,商业航天成为助推航天产业快速发展的新生重要力量。全球著名的航天科技公司SpaceX的液体燃料火箭发射、可重复利用火箭技术达成了航天史上的标志性成就,其推出星链宽带(专网通信)、卫星发射(卫星代工)以及商业载人航天和运载等新商业模式拓宽了航天产业全新应用场景。以SpaceX为代表商业航空企业通过技术创新和商业新模式推动着世界航天产业的迅速发展。

  据美国卫星产业协会(SIA)统计数据显示,2014年以来,全球航天产业收入规模持续增长,到2021年,全球航天产业收入规模为3864亿美元,同比增长4.1%。

  卫星产业占比过七成

  从全球航天产业构成情况来看,目前,全球航天产业的发展仍以卫星产业为主。2016年以来,全球卫星产业在航天产业中的占比超过70%,到2021年,全国卫星产业占航天产业的比重为72.3%;非卫星产业占比为27.7%。

  非卫星产业规模平稳增长

  具体到细分领域来看,目前,全球航天产业中非卫星产业收入主要包括70多个国家的军用和民用航天收入、欧洲航天局公布的数据收入,以及围际空间站的补给任务与其他载人航天项目收入。

  据SIA统计数据显示,2016年以来,全球航天领域非卫星产业收入规模保持平稳增长的发展势头,2021年,全球非卫星产业收入规模为1070亿美元,同比增长6.3%。

  地面设备制造对卫星产业贡献最高

  在卫星产业领域,全球卫星产业主要包括卫星服务业、卫星制造业、发射服务业以及地面设备制造业四大领域。其中卫星服务业以及地面设备制造业占比最高。卫星服务业包括大众通信消费服务、卫星固定通信服务、卫星移动通信服务和对地观测服务。地面设备制造业包括卫星导航设备(GNSS)、网络设备和大众消费设备。

  据SIA统计数据显示,2016年以来,全球航天领域卫星产业收入规模保持震荡上行的发展势头,2021年,全球卫星产业收入规模为2794亿美元,同比增长3.3%。

  具体到卫星产业结构来看,近年来,随着全球地面设备制造业的快速发展,地面设备制造业逐渐取代卫星服务业,成为卫星产业第一大细分领域。2021年,全国地面设备制造业实现收入为1417亿美元,占卫星产业总收入的51%;卫星服务业实现收入为1180亿美元,占卫星产业总收入的42%。

  —— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国卫星导航与位置服务产业市场前瞻与应用前景预测分析报告》

  中国商业航天将进入3.0时代,我国在航天技术上作出了哪些突破?

  首先是“长征一号”运载火箭是在“东风四号”导弹的基础上研制的。它的承载能力很低,只发射了两颗卫星。经过多年研究论证,一是加入第三阶段液氢和液氧的“长征三号”;另一个是增加了常规第三级的“长征四号”。“长征五号”、“长征六号”、“长征七号”、“长征十一号”火箭显着提升了我国运载火箭技术,完善了火箭谱系,大大提高了运载能力和国际竞争力。

  其次是行星探索项目计划在未来10至15年内完成。中国国家航天局透露,今年计划安排60多次发射任务。中国空间站将完成在轨建设,四期探月工程和重大小行星探测任务将正式启动项目研制。“天问一号”首次火星探测任务圆满完成后,行星探测项目将开展小行星探测采样返回、火星采样返回、木星星系探测、太空旅行探测等工作。行星探索项目计划在未来10至15年内完成。

  再者是卫星是为大规模生产而设计的典型卫星。主要由结构与机构子系统、热控制子系统等7大系统组成。通过零件交付、零件组装、总装等多道工序,典型的卫星在卫星中顺利完成。智能产线总装集成测试成功实现卫星成品下线,有效验证了卫星智能产线的可行性,标志着卫星量产时代的到来,具有里程碑意义。

  要知道的是自动控制理论是自动化科学与技术的一个分支。自动化技术已经渗透到人类生产和社会生活的各个领域。自动化程度已成为衡量一个国家科技和经济发展水平的重要标志。积极开展元器件、仪表、遥控技术、计算机等基础技术的研究与开发,同时不失时机地组织跟踪新理论、新技术,做出了许多重要贡献。

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