“政策支持+技術(shù)突破”,商業(yè)航天板塊是未來幾年重要投資方向
我們認為“商業(yè)航天”是中國企業(yè)有機會在全球占據(jù)重要一席的重要硬科技賽道之一。2022年7月27日,中科宇航研制的“力箭一號”運載火箭成功完成首飛,回顧近幾年中國商業(yè)航天發(fā)展,越來越多民營企業(yè)在火箭發(fā)射(星河動力)、火箭可回收技術(shù)研發(fā)(深藍航天)、低軌星座(銀河航天)以及高速航天器(凌空天行)等領(lǐng)域取得顯著進步。展望未來,隨著中國星網(wǎng)逐步開展網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及吉利衛(wèi)星、銀河航天、藍箭航天等骨干企業(yè)的參與,我們認為2023年將成為中國商業(yè)航天大年,因此我們建議關(guān)注商業(yè)航天板塊的投資機會。
美國:不斷技術(shù)突破,SpaceX正在引領(lǐng)全球商業(yè)航天革命
隨著獵鷹重型、星艦為代表的大型火箭及綽號“超級筷子”的火箭可回收技術(shù)陸續(xù)成熟,SpaceX的發(fā)射成本在過去7年實現(xiàn)了32%的大幅度下降。低廉且可靠的發(fā)射服務(wù)(低軌:3000美元/公斤)正在幫助SpaceX快速擴大傳統(tǒng)火箭服務(wù)市場的份額,并在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域帶來顛覆性革命。據(jù)《2021中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》統(tǒng)計,SpaceX在北美發(fā)射市場份額已達到創(chuàng)紀錄的58.95%,其 Starlink星座計劃已成功部署2653顆衛(wèi)星,覆蓋北美、歐洲、澳大利亞等廣闊地區(qū),用戶數(shù)超過40萬人。此外,低廉的發(fā)射成本正催生太空殯葬、火箭洲際貨運等新的商業(yè)模式。
中國:星網(wǎng)成立推動行業(yè)發(fā)展,京滬漢有望成為我國商業(yè)航天三極
過去幾年,在SpaceX成功的鼓舞、國內(nèi)有利政策環(huán)境,以及產(chǎn)業(yè)資本的推動下,成立了一批商業(yè)火箭和衛(wèi)星公司,正積極探索液體固體火箭、火箭可回收技術(shù),衛(wèi)星星座等方向。國內(nèi)商業(yè)航天發(fā)展規(guī)劃漸趨明朗:國家層面,2021年4月28日中國星網(wǎng)在雄安新區(qū)掛牌成立,統(tǒng)籌國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展。根據(jù)中國星網(wǎng)向國際電聯(lián)(ITU-T)提交的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)計劃,中國星網(wǎng)長期可能建設(shè)超過12992顆衛(wèi)星的星座;地方層面,北京,上海,武漢相繼出臺相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策,建設(shè)通、導、遙一體化空間信息系統(tǒng)和“中國星谷”等產(chǎn)業(yè)集群。
展望:從蹣跚學步到獨立行走,中國企業(yè)有望摸索出自己的商業(yè)航天之路
在政策和資本的支持下,國內(nèi)近年成立了一批商業(yè)航天公司,聚攏來自通信、電子、互聯(lián)網(wǎng)、航天等不同領(lǐng)域的人才。過去一年,星河動力(未上市)成為首次連續(xù)發(fā)射成功的民營公司,雖然最大運力只有獵鷹9的2.5%,發(fā)射成本是其5倍,但已經(jīng)是重要的第一步;深藍航天(未上市)實現(xiàn)十米級、百米級和公里級垂直回收飛行試驗,并逐步探索商業(yè)化運行模式;銀河航天(未上市)創(chuàng)新性的5G星地融合試驗網(wǎng)絡(luò)“小蜘蛛網(wǎng)”組網(wǎng)成功;千尋位置(未上市)通過地基和星基增強持續(xù)推動北斗融入新基建。中國企業(yè)有望出走出一條中國特色的商業(yè)航天之路。
風險提示:新技術(shù)開發(fā)進度不及預期,新技術(shù)滲透不及預期,技術(shù)發(fā)展存在非線性,技術(shù)商業(yè)化存在一定不確定性。
正 文
中國商業(yè)運載火箭離SpaceX還有多遠
隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展和航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴大,全球商業(yè)航天迅速發(fā)展,以運載火箭發(fā)射、低軌互聯(lián)網(wǎng)星座、太空旅游等為代表的商業(yè)航天活動不斷取得新進展,成為推進全球航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要動力。目前,商業(yè)航天已穩(wěn)居世界航天經(jīng)濟的核心地位,并已逐漸成為世界大國戰(zhàn)略競爭與博弈的主陣地和主戰(zhàn)場。立足中國,2015年國家發(fā)改委、財政部、國防科工局等部門聯(lián)合發(fā)布了《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015—2025年)》,明確鼓勵民營企業(yè)發(fā)展商業(yè)航天,就此開啟了中國航天由單一政府主導向政府主導與市場推動相結(jié)合的轉(zhuǎn)變進程。此外,“十四五”規(guī)劃中,空天科技首次出現(xiàn)在“強化國家戰(zhàn)略科技力量”內(nèi)容中,商業(yè)航天作為航天領(lǐng)域的新生力量,在政策扶持和社會資源助推下,成為推動我國航天及高科技產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。
過去一年,我國在商業(yè)發(fā)射和火箭研制領(lǐng)域成果顯著。長征八號遙二運載火箭以“1箭22星”的方式成功將22顆商業(yè)衛(wèi)星送入預定軌道,創(chuàng)下我國一箭多星任務(wù)最高紀錄、開啟了我國共享火箭“拼車”模式。民營航天公司星際榮耀(未上市)、星河動力(未上市)進行了4次發(fā)射嘗試,其中谷神星一號發(fā)射成功,實現(xiàn)了民營火箭首次連續(xù)發(fā)射成功、首次一箭多星商業(yè)發(fā)射的新突破。然而,星際榮耀(未上市)發(fā)射接連受挫,雙曲線一號運載火箭由于不同故障原因,三次發(fā)射均以失敗告終?;鸺厥辗矫?,民營企業(yè)深藍航天(未上市)研發(fā)的“星云-M”1號試驗箭先后圓滿完成十米級(俗稱“蚱蜢跳”)、百米級和公里級VTVL垂直回收飛行試驗,做到了液氧煤油運載火箭的可回收復用。
全球運載火箭技術(shù)不斷突破,火星移民、深空探索終將實現(xiàn)
技術(shù)突破#1:火箭推力技術(shù)突破為火星移民奠基
全球火箭推力提升顯著,我國最大推力火箭長征九號有望在6年后完成首飛。以美國商業(yè)公司SpaceX(未上市)和美國航空航天局NASA(未上市)的火箭推力發(fā)展為例,推力的提升主要靠兩個方式實現(xiàn):1)提升單臺發(fā)動機推力;2)增加單枚火箭的發(fā)動機數(shù)量。目前,SpaceX(未上市)將單臺“猛禽”發(fā)動機的推力提升至230噸的同時,還成功將33臺發(fā)動機塞入星艦中,使得星艦推力遠超NASA土星5號,成為目前全球推力最大的運載火箭,并為未來的火星移民奠定基礎(chǔ)。此外,我國在研的長征九號重型運載火箭將以5873噸的推力刷新中國航天記錄,并計劃于2028年到2030年完成首飛。
技術(shù)突破#2:回收復用技術(shù)突破帶來低成本之外的新競爭優(yōu)勢
垂直回收是全球火箭回收方式的主流,SpaceX“超級筷子”帶來顛覆性垂直回收新模式。我們認為,火箭回收復用方式可以分為傘降回收、帶翼飛回和垂直回收三種。
傘降回收是一級火箭完成級間段分離后使用降落傘進行回收的方式,具有技術(shù)成熟度高、運載能力損失小(約10%)、成功率高等優(yōu)勢,但其對著陸地形要求高、難以控制著陸點并且火箭落地后發(fā)動機也隨之報廢,因此與真正意義上的“回收利用”差距較大。帶翼飛回是配備機翼結(jié)構(gòu)的一級火箭利用空氣動力滑翔降落的回收方式,具有較高的落地精度。但是該方式目前只停留在概念設(shè)計階段并且將增加火箭結(jié)構(gòu)的復雜度導致運載能力降低。
此外,垂直回收是目前全球最為主流的回收方式,該方式是通過重啟一級火箭發(fā)動機以減速并調(diào)整成和地面垂直的姿勢回到指定地點的回收方式。以SpaceX火箭垂直回收技術(shù)為例,垂直回收技術(shù)分為三個發(fā)展階段:1)陸上回收;2)海上回收;3)“超級筷子”。除了垂直回收技術(shù)共有的對火箭結(jié)構(gòu)改動小、落地精確度高以及可回收包括發(fā)動機在內(nèi)的核心部件等優(yōu)勢外,相比于陸上回收,海上回收還具有節(jié)省燃料、運力損失小的優(yōu)勢;而“超級筷子”相比于海上回收增加了新的核心優(yōu)勢,即能夠極大縮短火箭發(fā)射周轉(zhuǎn)周期,因為當“超級筷子”抓住返航的“超重”助推器后,便能直接將其送回發(fā)射塔,隨后進行測試、加注燃料并快速投入下一次發(fā)射。
全球運載火箭發(fā)射市場格局穩(wěn)定,火箭運力不足是我國主要痛點
縱觀全局,我們認為運載能力不足是我國運載火箭現(xiàn)階段的主要痛點。從全局看運載火箭發(fā)射市場,2020-2021年全球各國火箭發(fā)射活動次數(shù)整體格局變動不大,中、美兩國地位穩(wěn)定,總和占比超七成。然而火箭運力方面,我國與美國相距甚遠。2020-2021年全球各國載荷發(fā)射格局穩(wěn)定,美國處于絕對優(yōu)勢地位,載荷發(fā)射數(shù)量占比超60%;而我國位列第三,載荷發(fā)射數(shù)量僅占全球發(fā)射總數(shù)量的約6%。因此,在與美國發(fā)射次數(shù)基本相同的情況下,載荷發(fā)射數(shù)量的差距反映了我國火箭運載能力方面的薄弱。
置身中國,火箭行業(yè)發(fā)射需求強勁,但供給不足,火箭運力缺口大,我們認為提升運力可成為商業(yè)火箭公司主要的技術(shù)發(fā)展方向?,F(xiàn)階段,通信、導航、遙感衛(wèi)星的商業(yè)化應(yīng)用刺激了各行業(yè)對衛(wèi)星星座的發(fā)射需求。隨著2020年“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”納入新基建范疇,以“星網(wǎng)工程”為代表的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成為當前及未來航天發(fā)射市場的主要需求者。然而我國航天發(fā)射市場運載能力缺口較大。以衛(wèi)星規(guī)模12,000顆、單星質(zhì)量200kg、軌道高度700km、組網(wǎng)周期7年的星座為例,平均每年對火箭運力的需求將達到343t/700km。而根據(jù)火箭運力統(tǒng)計表估算,2021年間我國衛(wèi)星發(fā)射火箭的總運力約為140.4t/700km,不及未來所需運力的1/2。由此可見,火箭行業(yè)需求強勁,但供給不足,若不盡快實現(xiàn)技術(shù)突破,將有可能放緩我國衛(wèi)星組網(wǎng)的步伐、抑制其他商業(yè)航天活動的發(fā)展。因此,我們認為提升火箭運力可成為商業(yè)火箭公司主要的技術(shù)發(fā)展方向。
我國商業(yè)火箭與SpaceX差距較大,民營航天企業(yè)任重而道遠
我國商業(yè)運載火箭發(fā)展還處于起步階段,商業(yè)發(fā)射任務(wù)仍需靠“國家隊”完成。從運載火箭商業(yè)發(fā)射格局看中美兩國商業(yè)航天,可以發(fā)現(xiàn)我國火箭商業(yè)發(fā)射任務(wù)主要由“國家隊”承擔,而美國則是由以SpaceX(未上市)為主力軍的民營企業(yè)承擔。2015-2021年,我國運載火箭商業(yè)發(fā)射次數(shù)共計84次,其中國家隊承擔發(fā)射任務(wù)77次,占比為91.67%,是我國運載火箭商業(yè)發(fā)射的主力軍。而美國在2020-2021年間共計95次的火箭發(fā)射任務(wù)均由私營企業(yè)完成,其中SpaceX(未上市)為火箭發(fā)射主力軍,發(fā)射次數(shù)占總發(fā)射次數(shù)的58.95%。
相較于SpaceX運載火箭,我們認為我國民營航天企業(yè)在火箭發(fā)射和研制領(lǐng)域任重而道遠。下文將從過去一年火箭發(fā)射情況、發(fā)射成本、運載能力、發(fā)動機性能以及垂直回收技術(shù)等5個維度對比我國代表性民營航天公司與SpaceX(未上市)。
1)火箭發(fā)射方面,我國民營火箭發(fā)射次數(shù)、成功率(4次,25%)均與SpaceX(58次,100%)相距甚遠。2021年-至今,SpaceX(未上市)共進行了58次發(fā)射任務(wù),其中2021年發(fā)射31次,2022年上半年發(fā)射27次,成功率達100%。而我國民營火箭只嘗試發(fā)射了4次,由星際榮耀(未上市)和星河動力(未上市)兩家進行,成功率只有25%。即便加上“國家隊”面向商業(yè)發(fā)射的運載火箭,成功發(fā)射的次數(shù)(24次)仍不及獵鷹九號發(fā)射次數(shù)的1/2。
2)火箭發(fā)射成本方面,我國民營航天企業(yè)每公斤發(fā)射成本超過15,000美元,是SpaceX獵鷹九號發(fā)射成本的5倍,我們認為實現(xiàn)一級火箭回收是降成本的關(guān)鍵。根據(jù)Visual Capitalist官網(wǎng)的數(shù)據(jù),作為 SpaceX(未上市)發(fā)射成本最高的獵鷹九號運載火箭每公斤發(fā)射成本依然低于世界任何國家,約為3000美元。此外,如果未來星艦可以做到全箭回收,那么該火箭每公斤的發(fā)射成本預計只需200美元。相比之下,我國代表性民營航天公司星河動力最近發(fā)射成功的谷神星一號火箭的每公斤發(fā)射成本超過15,000美元。因此,在火箭發(fā)射成本方面我國與SpaceX(未上市)的差距同樣較為明顯。而SpaceX(未上市)火箭發(fā)射成本碾壓世界主要得益于其已實現(xiàn)一級火箭的回收和重復使用,這是因為僅一級火箭部分的成本就占到了火箭制造總成本的60%左右。
3)運載能力方面,我國民營火箭運力均值約0.5t/LEO,不及SpaceX獵鷹九號運載火箭的1/40。過去一年,SpaceX(未上市)獵鷹九號運載火箭創(chuàng)下了單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最高的世界紀錄—143顆,而我國的最高紀錄為1箭22星,由長征八號遙二運載火箭完成。根據(jù)各公司官方數(shù)據(jù),SpaceX獵鷹九號火箭近地軌道運力達到了22.8噸,接近我國目前運載能力最大的長征五號火箭(近地軌道運力為25噸),重型獵鷹火箭運力則達到了63.8噸。相比之下,我國民營火箭的運載能力顯得十分薄弱,近地軌道運力均值只有0.5噸左右,不及獵鷹九號的1/40,更遠不及獵鷹重型火箭。
4)我們認為我國民營企業(yè)液體火箭發(fā)動機研制進程落后SpaceX 13年,在研發(fā)動機性能不及“梅林”。SpaceX(未上市)目前擁有兩款發(fā)動機,分別是液氧煤油發(fā)動機“梅林”和液氧甲烷發(fā)動機“猛禽”,其中“梅林”發(fā)動機已成功復用數(shù)次,而我國液體火箭發(fā)動機仍處在研制階段且至少落后SpaceX 13年。代表性民營企業(yè)中,星河動力(未上市)在研的發(fā)動機“蒼穹”以液氧煤油作為推進劑,而藍箭航天(未上市)和星際榮耀(未上市)均計劃研制液氧甲烷發(fā)動機。相比同樣是液氧煤油的“梅林”發(fā)動機,“蒼穹”的性能相對較弱,推力、比沖和推重比均存在一定差距。此外,從整體上看,我國民營企業(yè)在研的液氧甲烷發(fā)動機性能在各方面也都遠不及“猛禽”發(fā)動機。
5)火箭垂直回收技術(shù)方面,我們認為相較于SpaceX,我國至少落后9年。SpaceX(未上市)于2015年、2016年先后掌握運載火箭陸地垂直回收和海上垂直回收技術(shù),2021年至今共成功回收火箭52次并創(chuàng)下同一運載火箭13次回收復用記錄,遠遠領(lǐng)跑于世界。而我國民營企業(yè)火箭垂直回收技術(shù)仍在探索階段,2022年5月深藍航天(未上市)研發(fā)的“星云-M”1號試驗箭完成了公里級垂直回收飛行試驗,這是目前國內(nèi)開展的飛行高度最高、速度最快、時間最長的垂直回收飛行試驗。下一階段,深藍航天(未上市)將采用與入軌火箭相同的全尺寸試驗箭進行10km、100km高空回收試驗,并計劃在2024年底前實現(xiàn)中國可回收運載火箭的商業(yè)化運行。我國在火箭垂直回收技術(shù)方面整體發(fā)展加快,但和SpaceX仍存在較大差距,我國可回收運載火箭的研制將落后SpaceX至少9年。
民營賦能中國航天正當時,誰將成為中國版的Starlink
國內(nèi)衛(wèi)星制造供給端呈現(xiàn)產(chǎn)能不足、成本過高的問題,以銀河航天、吉利為典型標桿的商業(yè)衛(wèi)星公司發(fā)揮民營效率,推進國內(nèi)衛(wèi)星制造從“實驗室定制研發(fā)模式”向“工業(yè)化批量生產(chǎn)模式”轉(zhuǎn)變,有望重塑產(chǎn)業(yè)生態(tài)。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,Starlink星座建設(shè)步伐領(lǐng)先全球成模范標桿,成為目前世界上最成功的低軌互聯(lián)網(wǎng)星座;國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃發(fā)展布局加快,由國家隊攜手商業(yè)航天公司齊上陣,中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)有望進入加速落地期。衛(wèi)星遙感領(lǐng)域,長光衛(wèi)星有望收獲中國商業(yè)航天領(lǐng)域的第一個IPO,短期內(nèi)商業(yè)衛(wèi)星制造集中在遙感衛(wèi)星成發(fā)展趨勢,衛(wèi)星遙感行業(yè)商業(yè)化潛力大。衛(wèi)星導航領(lǐng)域,“北斗+”與“+北斗”的產(chǎn)業(yè)融合生態(tài)及北斗軍用價值有望成新增量,北三市場有望進一步擴大。
Starlink全球領(lǐng)先,由民擴軍拓展價值邊界
Starlink星座建設(shè)步伐領(lǐng)先全球,目前已公布星座計劃的國外公司中,美國SpaceX提出的Starlink規(guī)模最大,計劃最終將建成4.2萬顆衛(wèi)星組成的低軌互聯(lián)網(wǎng)巨型星座,而其他公司的星座規(guī)模從幾百顆到數(shù)千顆衛(wèi)星不等。Starlink星座分兩個階段建設(shè):第一階段計劃部署1.2 萬顆低軌衛(wèi)星,第二階段計劃部署3萬顆低軌衛(wèi)星。Starlink 的第一代衛(wèi)星需要達到總共約 12,000 顆衛(wèi)星才能提供全球服務(wù),目前SpaceX已獲準在低地球軌道(LEO)部署4408顆衛(wèi)星,使用Ku波段頻譜將用戶連接到其Starlink網(wǎng)絡(luò),其還擁有單獨的FCC授權(quán),可以發(fā)射7,500顆 V 波段衛(wèi)星。此外,SpaceX正向FCC申請要求批準增加近 30,000 顆衛(wèi)星以改善其寬帶服務(wù)。截止到2022年5月18日,Starlink已經(jīng)發(fā)射了2653顆衛(wèi)星,正常工作的有2374顆。
Starlink發(fā)展B2C模式,商業(yè)用戶數(shù)量穩(wěn)步增長且分布集中。SpaceX 聚焦個人消費者,采取B2C為主的發(fā)展模式,旨在奪取以“億”為預期規(guī)模的消費者市場。用戶數(shù)量上,截止2022年5月,根據(jù)SpaceX 向聯(lián)邦通信委員會(FCC)提交的最新監(jiān)管備案文件顯示,該公司Starlink衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)目前在世界各地擁有超過 40 萬用戶。用戶分布上,SpaceX 在2022年 5 月 19 日與 FCC 的一次電話會議上指出,Starlink衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)已經(jīng)在美國 48 個州被激活。根據(jù) Cloudflare 和 Reddit 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至目前,Starlink 98% 的用戶位于歐美澳,其他地區(qū)用戶僅占 2%。其中,近 80% 的用戶位于北美,另有 18% 的用戶位于澳大利亞、新西蘭和歐洲。此外,SpaceX今年擴大星鏈的服務(wù)選項,提高了單用戶的收費價格。單用戶付費價格較此前每月 99 美元的基礎(chǔ)服務(wù)費外加 499 美元的硬件套餐提高為每月 110 美元,外加 599 美元的硬件套餐。
我們保守預計用戶數(shù)量到達203萬時能覆蓋運營成本,到達1916萬實現(xiàn)收益。2021年6月29日,馬斯克在世界移動通信大會(MWC)上表示,Starlink衛(wèi)星通信星座的總投資額約為200億-300億美元,初期需要50億-100億美元才能全面投入運營。根據(jù)目前Starlink衛(wèi)星通信星座的規(guī)模,保守估計,在不考慮火箭重復發(fā)射的影響下,一箭60星,1.2萬顆衛(wèi)星的發(fā)射成本約為124億美元。按照單星制造成本50萬美金測算,1.2萬顆衛(wèi)星的制造成本約為60 億美元。再考慮到還未包含的地面測運控中心建設(shè)、系統(tǒng)的維護和運營等多方面費用,星座的建設(shè)成本與SpaceX的估計數(shù)值是吻合的。根據(jù)艾瑞咨詢的測算, Starlink星座運營成本預計每年為24.1億美元。收入端我們按照此前每月99美元的基本服務(wù)費進行保守估計,運營成本按照24.1億美元計算,Starlink衛(wèi)星通信用戶數(shù)量達到203萬時能夠維持收支平衡。按照300億美元的建設(shè)成本計算, Starlink衛(wèi)星通信用戶數(shù)量達到1916萬時可以收回前期投資。
美方探索衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)軍事化應(yīng)用,Starlink在俄烏沖突中首次實戰(zhàn)彰顯軍事化價值。2019年11月,美國國防高級研究計劃局(DARPA)宣布將打造“莊家”系統(tǒng),利用低軌道衛(wèi)星對全球范圍進行監(jiān)控,該系統(tǒng)建成后將進一步強化美軍偵察監(jiān)視技術(shù)優(yōu)勢,擴大其跨域遠程精確打擊優(yōu)勢。2022年3月1日,SpaceX向俄烏沖突中通信中斷的烏克蘭提供首批Starlink天線, Starlink在首次實戰(zhàn)中彰顯了軍事化價值。Starlink背后具有深厚的美軍背景,其部分發(fā)射場建在美國范登堡空軍基地內(nèi)、技術(shù)驗證試驗列入美軍衛(wèi)星和空軍戰(zhàn)斗機保密互聯(lián)內(nèi)容,美軍還提供大量資金支持Starlink將應(yīng)用場景拓展到軍用領(lǐng)域等。目前,SpaceX公司也正積極為向軍方出售Starlink業(yè)務(wù)做準備。
產(chǎn)能、成本制約衛(wèi)星制造發(fā)展,車企“跨界”造星成熱點
供給端呈現(xiàn)產(chǎn)能不足、成本過高的問題,銀河航天、吉利發(fā)揮民營效率
供給端的產(chǎn)能相對不足,商業(yè)衛(wèi)星公司大有可為。Starlink星座建設(shè)步伐領(lǐng)先全球,SpaceX衛(wèi)星工廠交付速度突破每月150顆。SpaceX已通過37次發(fā)射部署了1944顆衛(wèi)星(含兩顆試驗衛(wèi)星),發(fā)射頻次從2019年的1年2發(fā),快速增長至2020年的1年14發(fā),2021年上半年實現(xiàn)峰值20天4發(fā),2021年全年19發(fā)。按此推算,Starlink衛(wèi)星工廠交付速度已突破每月150顆。根據(jù)USC數(shù)據(jù)庫2022年1月1日更新的數(shù)據(jù)顯示,全球共有在軌運行的衛(wèi)星數(shù)量為4852顆,其中美國擁有2944顆,中國包括商業(yè)衛(wèi)星在內(nèi)擁有499顆,約占總數(shù)的1/10。國內(nèi)的商業(yè)衛(wèi)星有著豐富的制造發(fā)射、在軌運營經(jīng)驗,但還未實現(xiàn)量產(chǎn),整體產(chǎn)能不足。全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量穩(wěn)步增長,2021年全球共發(fā)射衛(wèi)星1336顆,包括989顆Starlink衛(wèi)星。2021年我國共發(fā)射102顆衛(wèi)星(占比7.6%),與未來七年平均每年國內(nèi)市場對衛(wèi)星需求428顆差距較大,衛(wèi)星產(chǎn)能缺口約75%,這部分缺口是商業(yè)衛(wèi)星公司的主要市場。
國內(nèi)衛(wèi)星制造依賴國家隊,單星制造成本遠高于SpaceX,衛(wèi)星成本問題亟待解決。從2021年我國衛(wèi)星成功發(fā)射情況統(tǒng)計表來看,目前我國衛(wèi)星總裝主要由國家隊完成,相關(guān)元器件很多也是由國家隊制造的,且按照宇航級標準生產(chǎn)的,有一套嚴格的生產(chǎn)規(guī)范,如果達不到規(guī)范就無法出廠供貨,這導致研制周期較長、生產(chǎn)成本居高不下。具體到單星制造成本上,國內(nèi)的單星制造成本的成本遠高于SpaceX。2020年4月,馬斯克表示目前Starlink的單顆衛(wèi)星制造成本已經(jīng)低于50萬美元。但根據(jù)《中國經(jīng)營報》2022年1月份的數(shù)據(jù),目前行業(yè)內(nèi)較為公認的國內(nèi)單星制造成本約在每顆500萬~1000萬元人民幣不等。國內(nèi)的單星制造成本遠高于SpaceX,成本還需大幅優(yōu)化。
發(fā)揮民營效率優(yōu)勢,以銀河航天、吉利為典型標桿的商業(yè)衛(wèi)星公司有望重塑產(chǎn)業(yè)生態(tài)。銀河航天通過核心元器件自研來降低衛(wèi)星成本,在02批低軌寬帶通信批產(chǎn)衛(wèi)星的研制過程中,銀河航天自研產(chǎn)品涉及約4000種元器件,國產(chǎn)化率達到90%以上,其中關(guān)鍵器件、核心部件實現(xiàn)了100%國產(chǎn)。銀河航天通過通信載荷、衛(wèi)星平臺及其核心單機的自主研發(fā),構(gòu)建基于民用工業(yè)體系的商業(yè)化供應(yīng)鏈,構(gòu)建衛(wèi)星生產(chǎn)線和精益生產(chǎn)管控系統(tǒng),創(chuàng)新探索“衛(wèi)星設(shè)計—生產(chǎn)線—供應(yīng)鏈”的量產(chǎn)鐵三角模式,提供了衛(wèi)星低成本批量研制的重要實踐經(jīng)驗。而吉利今年也以“一箭九星”方式成功發(fā)射從臺州衛(wèi)星超級工廠量產(chǎn)出廠的高性能低軌衛(wèi)星。臺州衛(wèi)星超級工廠是中國首個深度融合航天制造和汽車制造能力的衛(wèi)星量產(chǎn)工廠,已于2021年9月實現(xiàn)批產(chǎn),其借助吉利造汽車的管理工藝和產(chǎn)線,打造國內(nèi)首個商業(yè)化衛(wèi)星AIT(集成總裝測試)中心,主打柔性化生產(chǎn),可靈活滿足通信、導航、遙感衛(wèi)星等不同型號規(guī)格的衛(wèi)星總裝、集成與測試。同時,成本下降近一半,未來具備年產(chǎn)衛(wèi)星500顆的產(chǎn)能。臺州衛(wèi)星超級工廠的實踐經(jīng)驗,有望推進國內(nèi)衛(wèi)星制造從“實驗室定制研發(fā)模式”向“工業(yè)化批量生產(chǎn)模式”轉(zhuǎn)變。
從應(yīng)用端倒推商業(yè)航天產(chǎn)業(yè),車企“跨界”造星成為熱點
車企“跨界”造星成為熱點,國內(nèi)“造車+造星”的特斯拉模式不斷發(fā)展。低軌衛(wèi)星可實現(xiàn)厘米級高精度定位,衛(wèi)星成為了汽車實現(xiàn)自動駕駛的必修科目,同時也是車企發(fā)展自動駕駛以及智能出行的重要一環(huán)。隨著低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的逐漸完善,其帶動的產(chǎn)業(yè)鏈市場也將逐漸擴大,對于汽車行業(yè)的影響關(guān)乎未來出行的發(fā)展方向。車企在行業(yè)中的“制造商”身份也有望逐步轉(zhuǎn)變?yōu)闃I(yè)務(wù)更廣泛的科技公司?,F(xiàn)在,以特斯拉為代表的企業(yè),正在模糊汽車和航空航天的概念,甚至還把汽車發(fā)射到太空。國內(nèi)企業(yè)也在尋求發(fā)展,從2019年開始,國內(nèi)有關(guān)車企“放衛(wèi)星”的新聞便陸續(xù)出現(xiàn)在了大家的視線中。長城的CZ-11 WEY火箭成功發(fā)射、長安歐尚X7跟隨火箭升空、廣汽傳祺冠名火箭升空致敬醫(yī)護工作者,多家車企都以不同形式涉及航空航天領(lǐng)域。而今年以小米雷軍的銀河航天及吉利集團的時空道宇為標桿,車企“跨界”造星照進現(xiàn)實成為熱點趨勢。
吉利作為車企造星新勢力的“先行者”,從應(yīng)用端倒推商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在“特斯拉+”商業(yè)模型中,SpaceX、Starlink為其提供極為夸張的價值溢價,同為全球唯二“一手造車、一手造星”的企業(yè),時空道宇就是SpaceX的角色。時空道宇布局商業(yè)航天全產(chǎn)業(yè)鏈,打造低軌衛(wèi)星星座,全面提升吉利控股旗下極氪、領(lǐng)克、遠程新能源商用車等品牌的用戶智能出行體驗。通過“吉利未來出行星座”建設(shè),吉利控股集團將構(gòu)建天地一體化高精時空信息系統(tǒng),逐漸實現(xiàn)“天地協(xié)同”。衛(wèi)星項目不僅為吉利未來出行生態(tài)提供基礎(chǔ)設(shè)施,還將為自動駕駛、海洋、無人機、物流、測繪等領(lǐng)域提供全方位服務(wù),吉利將率先拓展天地一體化高精時空信息系統(tǒng)在智能駕駛、智慧物流、海洋漁業(yè)、智慧能源、環(huán)境保護、定制化遙感服務(wù)等領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用。此外,時空道宇正與行業(yè)合作伙伴聯(lián)手,謀劃推動中國航天技術(shù)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
遙感衛(wèi)星或成商界“新秀”,北三組網(wǎng)應(yīng)用形成拓展增量市場
遙感衛(wèi)星成商界“新秀”,衛(wèi)星遙感行業(yè)商業(yè)化潛力大
長光衛(wèi)星有望收獲中國商業(yè)航天領(lǐng)域的第一個IPO,短期內(nèi)商業(yè)衛(wèi)星制造集中在遙感衛(wèi)星成發(fā)展趨勢。衛(wèi)星按應(yīng)用領(lǐng)域通常可分為通信衛(wèi)星、導航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星(對地觀測衛(wèi)星),從近五年的國內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射數(shù)據(jù)來看,遙感衛(wèi)星是三類衛(wèi)星中我國發(fā)射最多,且占比呈現(xiàn)增長趨勢。2021年,中國共發(fā)射航天器117個,其中遙感衛(wèi)星61顆,僅次于美國86顆,占中國航天器研制發(fā)射總數(shù)的比例為52.1%,占全球遙感衛(wèi)星研制發(fā)射總數(shù)的31.9%。對比2020年僅占全球遙感衛(wèi)星發(fā)射總數(shù)的23.3%,中國遙感衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量增速明顯且應(yīng)用場景廣泛,遙感衛(wèi)星成國內(nèi)衛(wèi)星制造發(fā)展的核心驅(qū)動力,商業(yè)化的趨勢顯著。以國內(nèi)第一家商業(yè)遙感衛(wèi)星公司為例,長光衛(wèi)星于今年3月進行首次公開發(fā)行股票并上市公司輔導備案,有望收獲中國商業(yè)航天領(lǐng)域的第一個IPO。
遙感衛(wèi)星具有用途廣泛、技術(shù)準入門檻低、衛(wèi)星制造成本低、發(fā)射成本低、無軌位限制等特點,國內(nèi)商業(yè)衛(wèi)星制造從遙感衛(wèi)星破局。截止2021年12月,全球LEO在軌衛(wèi)星用途分類中通信衛(wèi)星數(shù)量最多,達到2636顆,其中Starlink星座建設(shè)步伐領(lǐng)先全球, SpaceX已通過37次發(fā)射部署了1944顆衛(wèi)星(含兩顆試驗衛(wèi)星),其計劃建成4.2萬顆衛(wèi)星組成的低軌互聯(lián)網(wǎng)巨型星座,搶占了大份額的低軌衛(wèi)星頻段和軌道位置,目前低軌道資源稀缺。與其他兩種類型的衛(wèi)星相比,遙感衛(wèi)星具有用途廣泛、技術(shù)準入門檻低、衛(wèi)星制造成本低、發(fā)射成本低、無軌位限制等特點,因此更受到創(chuàng)新型商業(yè)航天企業(yè)的青睞,具有更大的商業(yè)潛力。在軌道資源上,遙感衛(wèi)星具備無軌位限制的特點,且其通常是沿著地球同步軌道中的太陽同步軌道運行的,與大多數(shù)通信衛(wèi)星在軌道資源能有一個錯位的發(fā)展空間。從長期發(fā)展趨勢來看,隨著衛(wèi)星發(fā)射成本逐漸降低及衛(wèi)星遙感技術(shù)日漸成熟,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)及平臺的成本有望不斷降低;同時政策層面開始逐步放開并支持衛(wèi)星遙感行業(yè)商業(yè)化發(fā)展,預計短期內(nèi)遙感衛(wèi)星行業(yè)將呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。
隨著市場規(guī)模的進一步擴大與相關(guān)政策落地,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)及平臺成本的降低,未來衛(wèi)星遙感行業(yè)商業(yè)化潛力大,市場將持續(xù)向好。全球遙感衛(wèi)星發(fā)射次數(shù)不斷增長,衛(wèi)星行業(yè)新進入者也日益增多,將帶來衛(wèi)星遙感服務(wù)行業(yè)市場規(guī)模的進一步擴大:2016年至2020年,衛(wèi)星遙感服務(wù)行業(yè)市場規(guī)模(按營收計)由20億美元增長至24.2億美元,年復合增長率為4.8%,高于全球衛(wèi)星服務(wù)行業(yè)-1.3%的年復合增長率。遙感大數(shù)據(jù)、遙感云計算平臺及人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展也帶動了市場的增長,預計2020年至2025年全球衛(wèi)星遙感服務(wù)行業(yè)將呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢,有望在2025年增長至43.6億美元,年復合增長率達12.6%。從長期發(fā)展趨勢來看,隨著衛(wèi)星發(fā)射成本逐漸降低及衛(wèi)星遙感技術(shù)日漸成熟,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)及平臺的成本有望不斷降低。同時政策層面開始逐步放開并支持衛(wèi)星遙感行業(yè)商業(yè)化發(fā)展,預計2020年至 2025年衛(wèi)星遙感服務(wù)行業(yè)將呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。
發(fā)掘產(chǎn)業(yè)融合、軍用發(fā)力等新增量,北三市場有望迎來新發(fā)展
借鑒北斗二號經(jīng)驗,北三市場或迎來新發(fā)展。根據(jù)《2022中國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》,從產(chǎn)值上來看,2012 年底北斗二號系統(tǒng)建成后,2013 年我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值迅速增長,同比增長率從 2012 年的 15.7%上升至28.40%。隨后隨著技術(shù)的成熟和需求的逐步穩(wěn)定,15年增速達到高峰后產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增幅放緩。但自 2019 年以來,北斗三號建設(shè)加速,產(chǎn)值增長率又迎來回升。2020 年北斗三號建成,2021年我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值已達到4690億元人民幣,較2020年增長約16.29%。相比較北二,北三或?qū)⒀诱剐l(wèi)導的邊界,面臨更加廣闊的軍民市場空間。考慮到當前北斗產(chǎn)業(yè)應(yīng)用生態(tài)的發(fā)展,我們認為北三市場有望迎來新發(fā)展。從時間上來看,北斗二代于2012 年10月完成發(fā)射,實現(xiàn)區(qū)域組網(wǎng)。北斗終端設(shè)備與應(yīng)用從軍用著手下沉到民用,北斗二代軍用特種裝備于 2013 年下半年開始放量,隨后若干年各種“北斗+”應(yīng)用場景陸續(xù)增加。北斗三號已于 2020 年 6 月完成全球組網(wǎng),在北二軍民用的應(yīng)用基礎(chǔ)上,按照北二市場發(fā)展時間線,并考慮到當前北三軍民示范工程研制項目的發(fā)展,我們認為北三市場北三有望軍民市場同步發(fā)力迎來新發(fā)展。
北三有望加快關(guān)聯(lián)產(chǎn)值的增速,“北斗+”與“+北斗”的產(chǎn)業(yè)融合生態(tài)或成新增量。根據(jù)《2022中國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》,2021年我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值中,由衛(wèi)星導航應(yīng)用和服務(wù)所衍生帶動形成的關(guān)聯(lián)產(chǎn)值同比增長約18.20%,達到3236億元人民幣,在總體產(chǎn)值中占比達到69%。截至 2020 年末,我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)值與關(guān)聯(lián)產(chǎn)值的比例為1:2.11,2021年比例為1:2.23,結(jié)合國外相關(guān)研究機構(gòu)的分析預測,當前全球 GNSS 產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)值與關(guān)聯(lián)產(chǎn)值平均比例超過 1:3,相較全球情況而言,我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)市場發(fā)展對其他領(lǐng)域的衍生帶動效益還有較大的提升空間。隨著“北斗+”融合創(chuàng)新和“+北斗”時空應(yīng)用的不斷發(fā)展,北斗越來越多的與其他技術(shù)及應(yīng)用實現(xiàn)融合創(chuàng)新,新興應(yīng)用場景涌現(xiàn),帶動行業(yè)和大眾應(yīng)用衍生價值不斷提升。未來,北斗/GNSS與5G、云計算、區(qū)塊鏈等技術(shù)的融合創(chuàng)新必將極大賦能傳統(tǒng)行業(yè)領(lǐng)域,我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點將持續(xù)轉(zhuǎn)向與各類產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展,發(fā)揮衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)對于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和整合的強大作用,擴大增量空間。根據(jù)《國家衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》,北斗導航市場規(guī)模將占到衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模的60%,預計2027年我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達17000億元左右。
吸取俄烏沖突教訓,北斗軍用價值有望進一步發(fā)掘。精確制導武器在俄烏戰(zhàn)爭中均被雙方投入使用,其綜合利用高精度探測、多模式制導技術(shù),實現(xiàn)對目標要害的精確打擊,是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的 “斬首”利刃。而以無人機為代表的無人裝備在此次俄烏沖突中也被雙方大量使用,據(jù)俄烏雙方公告,雙方均使用察打一體無人機對敵方防御工事、車輛等進行了攻擊。精確制導、無人機技術(shù)背后都需要精準的導航定位來支撐,隨著各國加大對精確制導武器以及軍用無人機的采購、研發(fā),未來將帶動北斗導航定位相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,北斗的軍用價值有望進一步凸顯。
軍用市場有望增長,北斗軍用終端換裝或成新增長點。受益于我國軍用市場將面臨北斗裝備全面補齊、北二終端的更新升級以及裝備智能化的需求,特殊市場有望受益。目前北二總共有15顆衛(wèi)星處于運營狀態(tài),其中有11顆是在2012年前發(fā)射,已經(jīng)接近壽命末期。我們保守估計,這些衛(wèi)星最遲在2025年前后將退出服務(wù),也就是說,未來3年內(nèi),是北三軍用終端的換裝高峰。此外,2021年北斗相關(guān)產(chǎn)品及服務(wù)在防災減災、公安巡邏、應(yīng)急管理、森林防火等細分市場得到大量應(yīng)用部署,從而推動特殊行業(yè)市場總體保持穩(wěn)定增長。
助力探索浩瀚宇宙,航天器帶來革新性應(yīng)用
航天器是人類探索宇宙必不可少的運輸工具。我們認為,隨著商業(yè)航天技術(shù)的發(fā)展,人類將不再滿足于傳統(tǒng)應(yīng)用方式,未來航天器會給更多行業(yè)帶來顛覆性的革新應(yīng)用。過去一年,我國載人航天工程取得進展。我國先后發(fā)射的天舟二號貨運飛船、神舟十二號載人飛船、天舟三號貨運飛船和神舟十三號載人飛船均取得圓滿成功,標志著中國空間站建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)驗證階段已經(jīng)圓滿結(jié)束。2022年5月,天舟四號貨運飛船裝載著神舟十四號3名航天員6個月在軌生活工作、空間站組裝建造等所需的物資由長征七號遙五運載火箭成功發(fā)射升空,正式開啟了空間站在軌建造的第二階段。6月,神舟十四號載人飛船發(fā)射升空,3名航天員成功進入天和核心艙。此外,民營航天企業(yè)開展的高超音速飛行器技術(shù)和太空挖礦技術(shù)也有突破性進展。凌空天行(未上市)研制的“天行”系列飛行器成功完成數(shù)次飛行試驗。起源太空(未上市)研制的太空挖礦機器人NEO-01成功進入太陽同步軌道,成為全球首個太空商業(yè)采礦機器人。
載人空間站:人類的太空家園
中國載人空間站“天宮”
1992年,中國政府制定了載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略,“天宮”作為戰(zhàn)略中的第三步,預計將于2022年完成空間站在軌建造。2022年4月,隨著神舟十三號成功返回,中國空間站建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)驗證階段圓滿結(jié)束。同年5月,天舟四號貨運飛船發(fā)射成功,正式開啟了空間站在軌建造的第二階段。此階段包含的六次發(fā)射任務(wù)均計劃于2022年完成,分別為天舟四號貨運飛船、神舟十四號載人飛船、天舟五號貨運飛船、神舟十五號載人飛船以及“問天”和“夢天”兩個實驗艙,屆時“天宮”將進入正式運營階段。
“天宮”基本構(gòu)型包括天和核心艙、問天實驗艙Ⅰ和夢天實驗艙Ⅱ,每個艙段規(guī)模20噸級。其中,天和核心艙主要用于為航天員的長期在軌駐留提供居住環(huán)境,支持飛船和擴展模塊對接??坎㈤_展空間應(yīng)用實驗,是空間站的管理和控制中心;此外,其具備5個對接口,除了對接2個飛船和2個實驗艙外,還有1個為航天員出艙活動的出艙口??臻g站在軌運行期間將由神舟載人飛船提供乘員運輸,天舟貨運飛船提供物資補給支持。
美國商業(yè)空間站Axiom Station
Axiom Station空間站是美國公司Axiom Space(未上市)計劃建立的全球首個商業(yè)空間站,該空間站的設(shè)計目的是為了在國際空間站最終退役并脫離軌道時進行替換,其第一個模塊Axiom Hub 1將于2024年底發(fā)射并與國際空間站對接,并在2028年與國際空間站分離,正式開始獨立運營。2022年4月9日,Axiom Space(未上市)與Space X(未上市)合作將4名私人宇航員送入國際空間站,開始為建造Axiom Station做準備工作。此外,英國Space Entertainment Enterprise(未上市)與Axiom Space(未上市)合作并計劃在Axiom Station上建立自己的模塊SEE-1,該模塊將作為日后在太空中拍攝或直播內(nèi)容(包括電影、電視劇、音樂及體育賽事)的太空基地。
高超音速飛行器:運輸領(lǐng)域的革新性應(yīng)用
凌空天行 “天行”系列空天飛行器
隨著SpaceX將星艦用于人類新時代洲際交通工具的出現(xiàn),我國商業(yè)航天企業(yè)凌空天行(未上市)開始致力于創(chuàng)造一個由中國人定義的出行方式。與星艦非傳統(tǒng)船艦一體的運載火箭不同,凌空天行研制的“天行”系列空天飛行器外形更加科幻,并且太空旅行版“天行IV”具有一個比星艦更大的穹頂玻璃。目前,“天行”空天飛行器并非只是一個概念。2021年至今,“天行I”和“天行II”飛行器已成功完成超過10次飛行試驗任務(wù),并通過前期論證明確了從技術(shù)驗證平臺到亞軌道太空旅游飛行器再到全球高超音速飛行器的技術(shù)路線發(fā)展規(guī)劃。此外,公司計劃于2028年實現(xiàn)全球高超音速飛行器首飛并在2030年完成全尺寸全球高超音速飛行器飛行,屆時將大大縮短洲際間的交通時間。
SpaceX“Starship”飛行器
2020年10月10日,美國軍方宣布將與SpaceX(未上市)合作打造一小時全球貨物運輸系統(tǒng),使得未來軍方能夠具備將大量武器一小時內(nèi)運送到地球任何角落的能力。據(jù)《泰晤士報》報道,美國軍方的C-17大型運輸機從佛羅里達州到阿富汗10000多公里的飛行需要15個小時才能完成,然而通過航天級別的飛行器只需要1小時。此外,運輸機在執(zhí)行任務(wù)時,為了盡可能多地搭載武器貨物往往會減少燃油的攜帶,因此需要依靠多架空中加油機的支持;同時,為了保證運輸機的安全需要增加作戰(zhàn)飛機的保護。而SpaceX(未上市)航天級的高超音速貨運飛行器將使得目前絕大多數(shù)武器無法將其攔截。
新興應(yīng)用涌現(xiàn),商業(yè)航天打開成長曲線
區(qū)別于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導航三大傳統(tǒng)商業(yè)航天應(yīng)用領(lǐng)域,商業(yè)航天行業(yè)的快速發(fā)展催生了新興的應(yīng)用領(lǐng)域,也引發(fā)了人們對商業(yè)航天未來的更多應(yīng)用場景的需求。以太空殯葬、太空旅游為主的應(yīng)用已初步實現(xiàn)商業(yè)化,而火箭洲際貨運、太空挖礦等應(yīng)用也已進入設(shè)計研制階段,更長期的展望,如洲際交通運輸、火星移民、太空基地等應(yīng)用或?qū)⒊蔀槿祟惡教旒夹g(shù)未來的發(fā)展方向。
新興應(yīng)用#1:太空殯葬,人走后就成了天上的星星
太空殯葬是指將死者的小部分骨灰放入一個唇膏大小的太空艙內(nèi),而后將其放入衛(wèi)星利用運載火箭送入太空。2022年4月,中國科學院博士生導師徐穎的一段航天公開課視頻將太空殯葬帶入國人視野。雖然國內(nèi)聽說過太空殯葬的人很少,但將骨灰送入太空的行為在1997年就已經(jīng)存在。成立于1994年的美國Celestis公司(未上市)是最早發(fā)明太空殯葬的公司。2022年5月,Celestis公司(未上市)借助SpaceX(未上市)獵鷹九號第5次商業(yè)拼車任務(wù),將裝有47人骨灰的衛(wèi)星發(fā)射到太空。該衛(wèi)星將圍繞地球運行十年,同時Celestis還為各位家庭提供該衛(wèi)星的GPS位置數(shù)據(jù),能夠讓親屬了解逝者何時經(jīng)過他們上空。我國太空殯葬先行者、民營商業(yè)航天企業(yè)星愿航天(未上市)在2021年的清明節(jié)也發(fā)起了中國太空殯葬計劃并注冊了“星葬”商標。第一顆星葬衛(wèi)星預計會在2022年第四季度發(fā)射,衛(wèi)星發(fā)射成功后,公司會開放手機客戶端讓逝者親屬定位衛(wèi)星并向衛(wèi)星留言和虛擬掃墓祭祀。
新興應(yīng)用#2:太空旅游,到宇宙中欣賞絢爛的地球家園
太空旅游是將人們送到太空中使人類可以去親眼觀賞太空風光、體會失重感覺的旅游活動,其基于人類自古以來遨游太空的理想。太空旅游業(yè)務(wù)主要有4種,包括:太空邊緣游、零重力游、亞軌道太空旅游和軌道太空旅游。太空邊緣游是指地球大氣層與太空交界處的旅游活動;零重力游是指利用飛機做拋物線飛行讓游客體驗約半分鐘的太空失重感覺;亞軌道太空旅游是利用載人飛船在火箭發(fā)動機熄火和再入大氣層期間而產(chǎn)生幾分鐘的失重,其是在100km高度以內(nèi)進行的旅游活動;而軌道太空旅游是真正意義上的太空旅游,既包含乘坐載人飛船在軌道上飛行,也包含到國際空間站上的旅游。2001年,首位太空游客美國丹尼斯·蒂托乘坐俄羅斯“聯(lián)盟”TM32號載人飛船到國際空間站上旅游觀光了9天,成為全球第一位太空游客。
新興應(yīng)用#3:太空挖礦,小行星中蘊含大寶藏
太空挖礦是指從太空中獲取豐富的礦產(chǎn)資源并將這些太空資源帶回地球使用,是未來緩解人類資源需求的一大方向,并與人類文明的延續(xù)息息相關(guān)。天文學家曾在火星和木星之間的小行星帶中發(fā)現(xiàn)數(shù)百個礦產(chǎn)含量豐富、值得開采的小行星。以1852年發(fā)現(xiàn)的金屬小行星16 Psyche為例,該顆小行星直徑約為226公里,距離地球約3.7億公里,其上包含的鐵、鎳、鈷等金屬含量已經(jīng)超過了地球的儲量,價值高達千萬萬億美元。我國商業(yè)航天公司起源太空(未上市)目前已成功發(fā)射國內(nèi)首個紫外波段商業(yè)探測載荷、首個大視場新技術(shù)紫外波段太空望遠鏡“仰望一號”以及全球首個太空采礦機器人NEO-01等,并計劃于2025年完成小行星探測任務(wù)。
新興應(yīng)用#4:火箭洲際貨運,全球購一小時送達
從美國紐約購買特斯拉跑車,40分鐘后在上海收貨;從東京筑地市場買藍鰭金槍魚,15分鐘上桌……這是對火箭洲際運輸發(fā)展的構(gòu)想。2019年,我國商業(yè)航天公司藍箭航天曾與淘寶達成戰(zhàn)略合作協(xié)議,該協(xié)議共分為兩階段,第一階段的目標是研制具備洲際運輸能力的“寶箭號”大型運載火箭,達成“地球1小時送達”;第二階段的目標則是研制小型化的“小寶箭號”,實現(xiàn)國內(nèi)秒級送達。“寶箭號”運載火箭全長48.8米、直徑3.55米、運力為5-10噸,加速后能夠達到第一宇宙速度,并有望在2030年前投入使用。而“小寶箭號”運載火箭載重量為100kg,30公里范圍內(nèi)僅需60秒即可運達。
新興應(yīng)用#5:洲際交通運輸,SpaceX建造全球一小時交通網(wǎng)
39分鐘紐約飛上海,34分鐘倫敦飛香港!美國SpaceX(未上市)CEO伊隆·馬斯克于2020年6月17日在推特稱,未來星艦助力商業(yè)客運航班在1小時之內(nèi)連接地球上任何地方的計劃將在2-3年內(nèi)進行首次測試。為此,SpaceX(未上市)啟動開發(fā)和建造浮動太空港用來完成地球點對點旅行以及其他月球、火星旅行構(gòu)想。然而,馬斯克洲際交通運輸?shù)臉?gòu)想受到了兩方面的質(zhì)疑:一方面是乘坐星艦時旅行者會承受自身體2-3倍的重力,尤其在起飛和著陸期間乘坐反應(yīng)將最為激烈,這樣的壓力對于普通乘客來說是否安全的問題;另一方面是太空中存在的輻射問題,在沒有地球磁場和大氣保護的外太空,輻射非常強,很大一部分能夠穿透太空艙和宇航服,這樣的輻射對普通乘客的身體會產(chǎn)生怎樣的影響。
商業(yè)航天利好政策頻出,國內(nèi)外投融資活躍度不減
2014年以來,國務(wù)院、國家發(fā)改委等單位發(fā)布多項政策鼓勵民間資本研制、發(fā)射和運營商業(yè)衛(wèi)星,參與運載火箭的研制生產(chǎn)線等,開始為民營的航天機構(gòu)降低進入門檻。北京、上海和武漢形成我國商業(yè)航天三極,其余各省如海南、廣東、山東等地政策持續(xù)加碼。2021年全球商業(yè)航天投融資總額超過157億美元,2022年仍保持活躍,我國商業(yè)航天賽道2011至2021年總披露融資額超243億元,我國商業(yè)航天處在“政策放開,資本流入”的黃金時期。此外,我們分別對全球過去一年商業(yè)運載火箭、航天器以及衛(wèi)星制造領(lǐng)域的大事記進行了整理,從具體的發(fā)展成果來看全球商業(yè)航天行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)新的發(fā)展態(tài)勢。
各國商業(yè)運載火箭有突破,SpaceX進展領(lǐng)先世界。過去一年,SpaceX(未上市)研制的獵鷹九號共成功回收57次,創(chuàng)下同一火箭13次復用記錄。最新版星艦SN24已通過第一次低溫壓力測試,其配備的猛禽二代發(fā)動機能夠成功產(chǎn)生230噸推力,比一代增加了近25%。美國亞馬遜公司(AMZN US)與ULA(未上市)、阿里安(未上市)和藍色起源(未上市)達成數(shù)十億美元的運載火箭商業(yè)采購協(xié)議,涉及多達83個發(fā)射任務(wù),成為歷史上最大的商業(yè)發(fā)射協(xié)議。
航天器商業(yè)應(yīng)用場景多樣,遨游太空已從“科幻”變?yōu)椤艾F(xiàn)實”。過去一年,英國維珍銀河(SPCE US)和美國藍色起源(未上市)實現(xiàn)了各自首次亞軌道載人飛行。SpaceX(未上市)龍飛船先后執(zhí)行了Crew-2、Inspiration4、Crew-3、Ax-1和Crew-4載人任務(wù),兩次完成商業(yè)私人太空飛行,其中一項Ax-1任務(wù)成功對接國際空間站,為Axiom Space(未上市)建設(shè)全球首個商業(yè)空間站Axiom Station做準備。波音公司星際線飛船在經(jīng)歷兩次失敗后成功與國際空間站對接成功。此外,我國載人空間站“天宮”建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)驗證階段隨著神舟十三號載人飛船順利返航已圓滿結(jié)束。2022年5月,天舟四號貨運飛船發(fā)射成功,開啟了“天宮”在軌建造的第二階段。
美國衛(wèi)星發(fā)射依舊占據(jù)全球主導地位,SpaceX是發(fā)射主力軍。截至2021年12月31日,全球在軌衛(wèi)星共4852顆。其中,美國擁有衛(wèi)星2944顆,包含商業(yè)衛(wèi)星2516顆,穩(wěn)居世界第一,中國和俄羅斯分別以499顆衛(wèi)星和169顆衛(wèi)星位列第二和第三。2021年9月,SpaceX(未上市)首次發(fā)射批量安裝了激光星間鏈路的星鏈v1.5版本。2022年3月,SpaceX(未上市)向俄烏沖突中通信中斷的烏克蘭提供首批星鏈天線,成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在軍事化應(yīng)用領(lǐng)域的首次嘗試。此外,星鏈v2.0版本已完成生產(chǎn),性能上二代星鏈衛(wèi)星的通信能力將比一代(v1.0)高出近10倍。
京、滬、漢三地政策先后落地,助力打造中國商業(yè)航天三極
北京市:發(fā)布支持衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干措施
2021年12月11日,《北京市支持衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干措施》對外發(fā)布,提出圍繞商業(yè)液體火箭、商業(yè)衛(wèi)星、地面終端設(shè)備、核心軟硬件研制,系統(tǒng)運控、運營服務(wù)等衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和北斗產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)攻關(guān),培育壯大新業(yè)態(tài)新模式,加快推動商業(yè)航天領(lǐng)域高端制造,激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新活力,助力“兩區(qū)”建設(shè)。對符合條件的衛(wèi)星企業(yè),可給予研發(fā)費用 50%的資金支持。北京市將搶抓衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略機遇,加強政策支持,創(chuàng)新投融機制,發(fā)揮央企和頭部企業(yè)的引領(lǐng)示范作用,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)空間布局,促進產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展,推動衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為北京經(jīng)濟增長的新高地。
上海市:到2025年構(gòu)建通導遙一體化空間信息系統(tǒng)
2022年2月16日,上海市發(fā)布了《關(guān)于本市推進空間信息產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的實施意見》,目標圍繞至2025年,以構(gòu)建通導遙一體化空間信息系統(tǒng)為導向,形成數(shù)字賦能的空間信息技術(shù)創(chuàng)新體系和產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展新格局,打造全球空間信息領(lǐng)域科技創(chuàng)新策源地、數(shù)智制造新高地、優(yōu)勢企業(yè)集聚地、應(yīng)用服務(wù)輸出地。提出了十二項主要任務(wù), 內(nèi)容涉及吸引國內(nèi)外商業(yè)航天頭部企業(yè)落戶,支持商業(yè)衛(wèi)星、火箭拳頭產(chǎn)品研發(fā),開展大規(guī)模星間組網(wǎng)等研究,突破激光通信、北斗高精度等車規(guī)級及宇航級芯片技術(shù)攻關(guān)等。
武漢市錨定“中國航天第三極”,打造布局全產(chǎn)業(yè)鏈的“中國星谷”
2022年3月16日,武漢市政府官網(wǎng)發(fā)布了《加快推進航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實施意見》,提出武漢將錨定“中國航天第三極”發(fā)展目標,聚焦主導產(chǎn)業(yè),拓展延伸基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),打造引領(lǐng)中部的航天產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),建設(shè)成為國內(nèi)一流的航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展先行區(qū)和商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地。計劃到2025年,以新一代航天發(fā)射及應(yīng)用為核心,打造航天運載火箭及發(fā)射服務(wù)、衛(wèi)星平臺及載荷、空間信息應(yīng)用服務(wù)、航天地面設(shè)備及制造等四大主導產(chǎn)業(yè),帶動全市航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到千億元級,建成國內(nèi)一流的航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展先行區(qū);到2030年,輻射帶動自主可控信息技術(shù)、航天云制造、航天增材制造、航天新材料等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),以及空間大數(shù)據(jù)、智慧城市系統(tǒng)等延伸產(chǎn)業(yè)發(fā)展,形成主導引領(lǐng)、基礎(chǔ)夯實、配套完善的新型航天產(chǎn)業(yè)生態(tài),深度參與全球商業(yè)航天發(fā)展,爭創(chuàng)具有全球影響力的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地。
國內(nèi)多省市政策持續(xù)加碼,共同推動商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展
《海南省金融業(yè)"十四五"發(fā)展規(guī)劃》支持發(fā)展航天金融
2021年11月18日海南省印發(fā)《海南省金融業(yè)"十四五"發(fā)展規(guī)劃》。優(yōu)化海南省商業(yè)航天領(lǐng)域市場準入環(huán)境,設(shè)立由社會資本出資、市場化運作的商業(yè)航天發(fā)展混合所有制改革基金。鼓勵保險機構(gòu)在依法合規(guī)、風險可控的前提下,開展航天領(lǐng)域相關(guān)保險業(yè)務(wù)。鼓勵符合條件的機構(gòu)在海南省依法申請設(shè)立合資公募基金管理公司,對投向航天科技等重點領(lǐng)域的私募股權(quán)投資基金,給予登記備案綠色通道。支持科技金融發(fā)展,在依法合規(guī)、風險可控的前提下,鼓勵海南省法人金融機構(gòu)加強與創(chuàng)投機構(gòu)合作,探索科技金融新模式,加強航空科技、航天科技等領(lǐng)域的金融創(chuàng)新。
廣東:國內(nèi)首個全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地在南沙開建
2021年3月31日,吉利科技集團宣布在廣州南沙設(shè)立其全國唯一航天業(yè)務(wù)集團總部時空探索科技有限公司,負責管理運營時空道宇、上合航天、星空智聯(lián)、歐科微等核心企業(yè),項目產(chǎn)值規(guī)模超過100億元。2021年12月9日,中科宇航(未上市)表示,當前該企業(yè)正在廣州南沙建設(shè)中科空天產(chǎn)業(yè)基地,完全建成后可實現(xiàn)年產(chǎn)30發(fā)運載火箭,將成為國內(nèi)首個全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地。廣東目前已經(jīng)集聚了一大批衛(wèi)星應(yīng)用機構(gòu)和企業(yè),在商業(yè)航天方面正逐漸形成產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。
山東:多個商業(yè)航天項目在煙臺、青島落地
2021年12月10日,多個商業(yè)航天項目在山東煙臺、青島落地。九天行歌火箭推進劑貯箱生產(chǎn)基地、東方空間“引力一號”運載火箭 AIT 中心、星河動力商業(yè)固體運載火箭創(chuàng)新研發(fā)制造基地三個商業(yè)航天項目在煙臺東方航天港啟動開工。煙臺的九天行歌火箭貯箱產(chǎn)業(yè)基地項目規(guī)劃總投資 8 億元。按照規(guī)劃,公司計劃于2022年8月之前完成小規(guī)模生產(chǎn)能力建設(shè),到2024年6月正式達產(chǎn)。
深圳市印發(fā)行動計劃,推進新型信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
2022年3月29日,深圳市政府印發(fā)的《深圳市推進新型信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動計劃(2022-2025年)》明確了深圳市推進新型信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)總體目標,到2025年底,基本建成泛在先進、高速智能、天地一體、綠色低碳、安全高效的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施供給體系,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模和服務(wù)水平全球領(lǐng)先,成為世界先進、模式創(chuàng)新的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施標桿城市和全球數(shù)字先鋒城市。為實現(xiàn)這一目標,《行動計劃》提出了加快升級網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)施、致力打造信息通信樞紐、加快構(gòu)建物聯(lián)感知體系、協(xié)同部署數(shù)據(jù)和算力設(shè)施、前瞻布局新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施(重點包括布局衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施)、全面夯實關(guān)鍵支撐能力等。
國內(nèi)外商業(yè)航天投融資活躍度高,航天新興企業(yè)發(fā)展勢頭旺
根據(jù)企查查,2011-2021年我國商業(yè)航天賽道融資事件數(shù)量共341起,融資事件數(shù)量從2015年起開始翻倍,從15起上升至29起,2016-2017年實現(xiàn)第二次跳躍,2018年為歷年第一高,達到62起。2011-2021年我國商業(yè)航天賽道總披露融資額達243.1億元,其中2021年超64.5億元。根據(jù)《衛(wèi)星應(yīng)用》,2021年全球商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)共發(fā)生投融資事件233次,涉及199家公司、25個國家,投融資總額超過157億美元。SpaceX仍是2021年融資金額最多的公司,全年共融資23.5億美元,占全球投融資總額的15%,由近百個投資方共同投資。
芬蘭雷達衛(wèi)星運營商ICEYE完成1.36億美元D輪融資
2022年2月3日,芬蘭雷達衛(wèi)星運營商ICEYE(未上市)宣布完成1.36億美元D輪融資。本輪融資由Seraphim Space領(lǐng)投,BAE System、Kajima Ventures持續(xù)跟投,以及Molten Ventures、OTB Ventures等共9家投資者。ICEYE成立于2014年,是芬蘭阿爾托大學孵化的初創(chuàng)企業(yè)。自成立以來,ICEYE共募集了3.04億美元的融資。2018年,ICEYE發(fā)射第一顆衛(wèi)星ICEYE-X1,這顆衛(wèi)星是第一顆100公斤以下搭載SAR傳感器的小衛(wèi)星。截止目前,ICEYE共有16顆在軌衛(wèi)星,建立了全球最大的小型SAR衛(wèi)星星座,并計劃在今年年底前再發(fā)射9顆。此次融資將進一步加速其衛(wèi)星星座的持續(xù)構(gòu)建,以及擴大自然災害洞察和解決方案業(yè)務(wù)。
E-Space完成5000萬美元融資
2022年2月7日,E-Space(未上市)宣布融資5000萬美元,用以在今年發(fā)射兩組試驗衛(wèi)星,而這家企業(yè)正是盧旺達去年9月申報的由30萬顆衛(wèi)星組網(wǎng)的一個星座項目的背后推手,E-Space的目標是建造“能最大限度減少源自其撞到的物體的碎片并把所接觸的碎片捉住以防止進一步碰撞”的衛(wèi)星,遠期目標是要在提供通信的同時利用其星座來收集并最終清除軌道碎片。
日本雷達小衛(wèi)星企業(yè)Synspective完成1億美元B輪融資
2022年3月29日,日本雷達小衛(wèi)星企業(yè)Synspective(未上市)獲得由Sompo、Nomura SPARX和新加坡Pavilion Capital牽頭的1億美元B輪融資。迄今為止,Synspective 總共籌集了 2 億美元,稱其是日本排名前十的初創(chuàng)企業(yè)之一。Synspective計劃將本輪資金用于SAR衛(wèi)星的開發(fā)、制造、發(fā)射和運營,并推進衛(wèi)星大規(guī)模量產(chǎn)工作、開發(fā)衛(wèi)星數(shù)據(jù)解決方案以及擴張全球業(yè)務(wù)。
航天結(jié)構(gòu)公司愛思達完成新一輪數(shù)億元戰(zhàn)略融資
2022年4月1日,愛思達航天科技公司(未上市)宣布完成新一輪數(shù)億元戰(zhàn)略融資,由深創(chuàng)投制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級新材料基金領(lǐng)投,某領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)資本、天創(chuàng)資本聯(lián)合跟投完成,將用于公司新材料項目的縱深研發(fā)、以及國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)天津市重大應(yīng)用場景項目-愛思達天津總部基地批生產(chǎn)線建設(shè)。愛思達成立于2018年,是一家航天結(jié)構(gòu)設(shè)計生產(chǎn)服務(wù)商,中國航天航空先進結(jié)構(gòu)機構(gòu)設(shè)計生產(chǎn)一體化服務(wù)領(lǐng)跑者。公司致力于航天航空技術(shù)創(chuàng)新和創(chuàng)新產(chǎn)品推廣應(yīng)用,在商業(yè)火箭、商業(yè)衛(wèi)星、無人機等輕質(zhì)化結(jié)構(gòu)研發(fā)設(shè)計、復合材料等新材料研發(fā)及高端制造方面具有國內(nèi)領(lǐng)先水平。
商業(yè)火箭公司深藍航天完成A+輪融資
2022年4月19日,深藍航天(未上市)宣布完成A+輪融資,本輪融資由民銀國際領(lǐng)投,真成投資等老股東跟投。今年1月,深藍航天剛剛完成由真成投資領(lǐng)投,德同資本、歐瑞資本、銀河系創(chuàng)投、卓源資本共同投資的近2億元A輪融資。本次融資將用于加快星云系列火箭可回收重復使用技術(shù)和雷霆系列發(fā)動機的研制、3D打印增材制造工藝及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
不同于其他的商業(yè)火箭公司,深藍航天自2016年成立就專注實現(xiàn)中國運載火箭可回收復用的技術(shù)路線,自研自產(chǎn)媲美國際市場的中國可回收復用火箭,是一家向國內(nèi)外市場提供發(fā)射服務(wù)的商業(yè)航天高新企業(yè),也是國內(nèi)唯一一家實現(xiàn)液氧煤油垂直起降可回收復用的火箭公司,也是全球除美國SpaceX和藍色起源以外可回收運載火箭研制進度最快的公司。
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