卫星部署爆发在即,商业航天迎来黄金时代
1、商业航天产业规模持续扩展
全球商业航天市场稳定增长,中国商业航天市场保持两位数高速增长。根据 Space Foundation 统计数据,2023年全球航天市场规模为5700 亿美元(同比+7.4%),其中全球商业航天市场规模为 4450 亿美元(同比+5%),占比 78%,占主导地位。根据艾媒咨询及华经产业研究院数据统计,中国商业航天市场规模自 2015年以来持续保持两位数的高速增长,并在 2020 年首次突破万亿元,经调整后测算2023年中国商业航天市场规模约在1.8 万亿元,同比增长 27%。根据泰伯智库预测,中国 2024 年商业航天市场规模将达到 2.3万亿,到 2025 年预计达到2.8 万亿元。
图 1:中国商业航天产值规模及同比增速(单位:十亿元人民币)
2、全球各国航天发射活跃度不断提升,火箭技术不断突破。
全球各国航天发射活跃度不断提升。根据 Space Stats 统计,全球轨道发射次数从13年的81次跃升到23年的224次。从市场规模增长来看,根据卫星工业协会(SIA)的统计,全球发射收入规模已经从2020年的53亿美元提升到2023年的72 亿美元,增长了36%。
按各个国家拆分,关注到美国、中国、俄罗斯长期霸占全球发射榜单的前三名。美国从17 年的30 次猛增到 23 年的116 次,占当年全球发射活动过半数(52%)。根据 Space Stats统计的数据整理发现,我国运载火箭在 2017 年仅发射 18 次,但在2018年上升到39次,并在2023年达到了67次,且每年仍在持续创新高。
民营商业火箭技术不断发展。。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,液氧甲烷又凭借着比液氧液氢更低的成本,及比液氧煤油更好的可回收性,成为民营火箭公司的主要选择。
低成本可复用火箭技术取得新突破。2024 年,SpaceX 猎鹰 9 号于 12 月 4 日创造了一级火箭复用 24 次的新记录,星舰于10 月13日的第五飞中首次实现用机械臂成功捕获第一级超重型火箭,意味着在低成本可复用火箭技术探索中更近一步。
图 2:2013-2023 年我国轨道发射次数统计(单位:次)
3、全球在轨运行卫星数量持续增长,卫星组网建设进一步提速。
全球活跃商业卫星数量快速增长,市场规模不断扩大。根据 SIA 统计,2023 年全球当年部署的商业卫星数量为2781 颗(同比+20%),是19年的7倍。
全球有效卫星载荷发射数量和吨位不断提升,美国在 SpaceX 的拉动下全球领先,中国稳居第二。美国的卫星有效载荷在个数和吨数上自 2019 年以后迎来了显著的增长,在近年来双双接近全球占比的 80%,位于全球第一位,但其增长来源主要来自 SpaceX,从有效载荷个数来看,SpaceX 发射的卫星载荷数量占美国总载荷数量的比例在 22、23 年已经达到 89%。中国的卫星有效载荷数量与质量吨位也在持续增长,卫星有效载荷个数从 2017 年的一年51吨提升到2023 年一年125吨(CAGR 达到 16%)。2023年中国卫星有效载荷的个数和吨位占全球比重分别为 7%和 9%。
卫星频率和轨道资源有限,遵循“先登先占”原则。根据《天地一体化信息网络》期刊介绍,国际电信联盟(ITU)《无线电规则》规定,任何卫星通信系统都应遵循向国际电信联盟申报相应频段的卫星网络资料,然后根据 ITU 的协调按照“先登先占”原则有序使用。其中,低轨道小卫星虽然所需卫星数量多、寿命短,但凭借其传输损耗小、通信时延低、发射灵活、制造成本低等优点已经成为近期低轨卫星互联网星座(由多颗卫星通过组网方式提供全球互联网带宽接入服务的网络系统)建设的热点。
各国开启“圈地竞赛”,低轨卫星星座加速部署。截止24年6月19日,全球在轨活跃卫星超1万颗,其中约90%为于低地球轨道,而低轨安全容量可能约在6-10万颗,因此全球各国都在开启低轨卫星星座建设热潮。国内当前有3个过万颗的巨型低轨卫星星座:千帆、国网和鸿鹄,其中千帆于2024年12月5日实现在轨组网卫星54颗。
图 3:2019-2023 年全球商业卫星及活跃卫星情况统计(单位:颗)
为了防止频轨资源的囤积,ITU 要求申请卫星网络资料的运营商在7年内完成全部部署,否则会进行规模缩减。而根据新闻,截止今年 12月,我国宣布的低轨卫星总数已达 8 万颗。其次,我国在实现高密度商业卫星发射基础设施(卫星制造、火箭研发、发射场建设)建设上进一步完善。再者,国家和地方层面对商业航天及卫星互联网产业发展的促进政策频出,因此可以预见 2025 年将是我国卫星发射及卫星组网建设的爆发期,商业航天即将迎来黄金时代。