付郁(北京空间科技信息研究所)
2018年世界航天发射活动已经落幕。与上一年度相比,本年度的发射活动格局发生显著变化,中国以39次发射位居全球第一,推动全球航天发射次数达到114次,实现了自1991年以来全球年度发射次数首次破百;美国、俄罗斯分列第二和第三位,其后依次为欧洲、印度和日本。2018年全球进行的114次航天发射任务中,112次发射成功(包括1次部分成功),2次发射失败。全年发射航天器461个,成功发射459个(包括部分成功),因发射失败导致2个航天器损毁1本文所有数据均来自欧洲Gunterspace网站、美国航天飞行(spaceflight)网站。,航天器发射数量延续2017年火热态势,整体处于历史高位水平。
在全年114次运载火箭发射中,中国凭借中国航天科技集团有限公司37次发射的强势表现,全年发射次数达到39次,发射航天器数量达105个,发射次数继2016年与美国并列全球第一后,第一次独占全球榜首位置,并且这也是自2001年以来,单个国家年度发射次数的最高纪录;美国发射次数为34次,位居全球次席,共发射航天器191个;俄罗斯发射次数为20次,发射航天器66个,相较上一年发射次数略有下滑,发射航天器数量显著降低;欧洲发射8次,发射航天器16个,发射次数和发射航天器数量均有所降低;印度发射7次,排名反超日本上升至全球第五位,发射航天器69个,继续保持“一箭多星”业务繁荣发展态势;日本发射6次,发射航天器14个。
从单发火箭发射航天器平均数量看,印度凭借多次“一箭多星”发射继续占据榜首位置,平均“一箭多星”数量为9.9个,美国和俄罗斯分列第二和第三位。
2018年全球发射航天器数量按发射国家统计情况
2018年各国发射运载火箭次数及其发射航天器数量对比
在2018年全年发射的461个航天器中,按照航天器所属国家(用户)统计,美国高达205个,相较2017年减少近32%,但仍以绝对优势继续排名第一;中国发射数量高达95个,位居全球第二位,是2017年的1.5倍;欧洲排名第三,发射数量相较2017年增加约30%;俄罗斯与上一年发射数量持平,排名延续全球第四名位置;日本和印度分列第五和第六位。
排除掉50kg及以下的航天器后,中国航天器数量为60个,反超美国跃居全球榜首位置,侧面反映出中国加速推进航天强国建设,航天系统正处于大规模建设和快速发展阶段;美国以58个排名第二,其质量大于50kg的航天器仅占本国发射航天器总数的28.29%,反映出美国小卫星发展高度活跃;欧洲和俄罗斯凭借26个、20个航天器数量分列第三和第四位。
2018年全球发射航天器数量按所属国家统计情况
2017年和2018年发射航天器数量按所属国家对比
2018年,科学与技术试验卫星以7颗的优势反超对地观测卫星,发射数量高居首位,达到170颗;对地观测卫星数量为163颗,相较2017年减少了34.8%,其主要原因是美国“鸽群”(Flock)和“狐猴”(Lemur)两大商业遥感小卫星星座发射数量显著减少;其后依次为通信卫星77颗、导航卫星26颗、载人及货运航天器13个、空间探测器10个和非卫星2个。其中,非卫星是指运载火箭上面级配重模块或不具备卫星功能的载荷仪器。2018年,因中国“北斗”系统高密度部署,使得导航卫星发射数量是2017年的1.36倍;2017年,全球未发射空间探测器,2018年发射数量则达到10个。
2018年全球发射航天器数量按任务领域统计情况
2017年和2018年发射航天器数量按任务领域对比
运行轨道分布统计只针对入轨航天器进行。在全年入轨的459个航天器中,按照航天器运行轨道统计,运行在低地球轨道(LEO)的航天器最多,达到383个,约占全年发射总数的83.44%,创造历史新高;从质量大于50kg的航天器数量看,LEO轨道卫星数量为128个。
2018年全球发射航天器数量按运行轨道分布统计情况
2017年和2018年发射航天器数量按运行轨道分布对比
“一箭多星”发射推动50kg及以下的微纳卫星发射数量快速增长,近几年,50kg及以下的微纳卫星均占年度发射数量的50%以上。从总体数据看,2018年各国的“一箭多星”发射记录分别是美国“一箭六十二星”、俄罗斯“一箭二十八星”、印度“一箭二十二星”、中国“一箭十二星”、日本“一箭六星”和欧洲“一箭四星”,凭借这些“一箭多星”发射,2018年全球发射的50kg及以下的微纳卫星数量达到261颗。
2018年全球发射航天器质量分布情况
2017年和2018年发射航天器按航天器质量统计对比
航天器研制所属国均按主承包商的所属国统计。2018年,美国研制的航天器数量为180个,较2017年减少了32%,主要在于美国初创商业遥感公司的大规模星座部署进程放缓;中国研制数量达到96个,是2017年的约1.46倍,超过欧洲位居全球第二位;欧洲研制数量达到86个,与2017年基本持平;俄罗斯、日本和印度分列第四、第五和第六位。
2018年,较大型宇航公司的排名针对50kg及以上卫星的研制情况进行统计,并且综合考虑了航天器数量和质量等指标,登上前10排名榜的包括2家中国公司/机构、2家欧洲公司、2家美国公司、2家俄罗斯公司、1家加拿大公司和1家印度公司。
从发射数量看,中国空间技术研究院(CASC)凭借强势表现跃居全球榜首位置;欧洲泰雷兹-阿莱尼亚航天公司(TAS)凭借为美国铱卫星通信公司(IRIDIUM)研制“下一代铱星”(Iridium NEXT)星座继续保持较高业务量,排名位居第二位;中国科学院微小卫星创新研究院凭借研制多颗“北斗”卫星,数量攀升至全球第三位;美国诺格公司(Northrop Grumman)、欧洲空客防务与航天公司(ADS)、印度空间研究组织(ISRO)分列第四、第五和第六位;其后依次为俄罗斯科罗廖夫能源火箭航天集团(RKK Energia)、加拿大麦克萨公司(MAXAR)、美国洛马公司(LM)和俄罗斯信息卫星系统-列舍特涅夫公司(ISS Reshetnev)。其中需要特别指出的是,加拿大麦克萨公司由加拿大麦德公司(MDA)与美国劳拉空间系统公司(SS/L)合并重组而成,该公司所研制发射的卫星已包含劳拉空间系统公司相关卫星。从发射质量看,俄罗斯科罗廖夫能源火箭航天集团研制发射的总质量高居榜首,其研制的7个航天器均为载人及货运航天器;中国空间技术研究院排名次席,中国科学院微小卫星创新研究院排名第九。
2018年各主承包商的航天器数量和质量统计情况1)
2018年10月11日08:40,俄罗斯从拜科努尔航天发射中心利用联盟-FG(Soyuz-FG)运载火箭发射联盟 MS-10(Soyuz MS-10)载人飞船任务,火箭助推级分离时发生故障,紧急启动发射中止系统,航天员安全着陆。联盟 MS-10飞船原计划于当日22:44与“国际空间站”对接,然而,在火箭发射后第117s,火箭助推级与芯级分离时,芯级火箭发动机突然关闭。航天员感到“失重”状态,及时发现异常,并紧急启动飞船上的发射中止系统,成功自救,飞船最终降落在哈萨克斯坦境内距离热孜卡兹甘机场约25km的位置。事故发生后,俄罗斯中央军区立即派出4架米-8直升机在哈萨克斯坦境内进行航天员搜救工作,及时将2名航天员救出。俄罗斯航天国家集团(Roskosmos)在事故发生第一时间成立了事故调查委员会进行深入调查,调查得出的发射故障原因是:由于火箭在发射场最后组装阶段中一个监测火箭推进器与火箭分离情况的传感器发生了变形,导致其中一个推进器上的喷嘴盖无法打开,推进器分离时撞上了火箭中部的燃料箱,导致其偏离了航线。
2018年10月27日08:00,中国在太原卫星发射中心利用朱雀-1(zhuQue-1)火箭发射未来-1(Weilai-1)卫星任务失败。朱雀-1运载火箭是由民营火箭企业北京蓝箭空间科技有限公司自主研发的三级运载火箭,全箭总长19m,箭体直径1.35m,起飞质量27t,起飞推力45t。火箭于2018年10月27日发射升空后,一二级工作正常,整流罩分离正常,但三级出现异常,导致未能正常进入轨道。
从2018年全球航天器发射统计分析可以看出,世界航天活动具有如下特点和动向。
2018年,世界航天发射活动蓬勃开展,共完成114次航天发射活动,年度发射次数自1991年以来首次破百,创造了近28年来新的发射纪录。中国发射次数在“长征”系列火箭的优异表现下强势上涨,以39次发射首次独占世界航天年度发射榜首位置,39次发射也创造了自2001年以来单个国家年度发射次数的新纪录;凭借美国太空探索技术公司(SpaceX)“猎鹰”(Falcon)系列火箭的稳定表现,以及“猎鹰重型”(Falcon Heavy)火箭成功首飞、“电子”(Electron)火箭的连续3次发射成功,美国航天发射次数相较2017年也有所增长,位居全球第二位;受联盟-FG运载火箭发射任务失败影响,俄罗斯发射次数相较上一年减少了1次,发射次数位居全球第三位;欧洲和日本的发射次数也各减少了1次,其中欧洲位列第四,日本位居第六;印度地球同步卫星运载火箭-Mk2(GSLV-Mk2)成功首飞,带动发射次数相较2017年增加了2次,排名反超日本位居全球第五位,并且凭借1次“一箭三十二星”和1次“一箭三十一星”发射活动,在国际商业发射市场表现抢眼。
低成本小型火箭、可重复使用火箭、重型运载火箭等多样化进入空间能力的发展,极大地增加了主要航天国家及新兴航天国家利用空间和探索空间机会,全球每年发射的航天器数量持续攀高。2018年全球累计发射航天器461个,航天器发射数量相较2017年虽略有下滑,但整体保持历史高位水平,连续第二年实现发射数量突破450次大关。从航天器所属国家看,美国受其低轨商业遥感微纳卫星星座部署节奏放缓影响,其航天器发射数量相较上一年减少约1/3,俄罗斯航天器数量与上一年持平,中国、欧洲、日本、印度以及其他国家则实现了不同幅度的上涨。这表明,世界航天活动正在快速普及到传统航天版图之外,新兴航天国家数量不断增长。截至2018年底,全球超过90个国家、地区或组织利用航天器开展了空间活动。
2018年,全球宇航市场的“新”“旧”力量并行发展,以其各自的特点不断重塑全球宇航市场秩序:初创商业公司以创新的研制模式和商业模式快速发展,如美国行星公司(Planet)利用传统行业技术实现微纳卫星批量化研制与快速制造,这类新兴公司主要业务集中于50kg以下小卫星,其业务模式主要是垂直集成型,即宇航研制能力主要满足公司内部提出的低轨大规模星座需求,不面向全球市场提供宇航制造服务;传统宇航企业兼并重组持续上演,继2017年加拿大麦德公司收购美国数字地球公司(DigitalGlobe)并重构全球遥感卫星市场后,2018年美国诺格公司收购轨道-ATK公司,以进一步丰富其面向美国政府和军方用户提供多样化服务的能力。