全球商业航天发展态势及对我国商业航天的启示

中国航天系统科学与工程研究院

祝 彬 郝雅楠 关晓红 研 洁

近年来，全球商业航天快速发展，有力推动了航天技术创新和商业模式创新，其在航天产业发展中的地位和作用日益凸显。本文系统研究了全球商业航天的政策环境、经济规模、主要特点、投资情况等方面内容，并在此基础上，归纳出我国商业航天发展的相关启示。

一 全球商业航天政策环境

当前，大力发展商业航天是世界各国政府的基本共识，随着商业航天政策环境的不断优化，政策红利逐步释放。

美国政府顺应商业航天发展态势，不断优化商业航天管理体制机制，制定了《2号航天政策指令》《3号航天政策指令》等一系列有利于商业航天发展的政策，将简化太空资源商业化利用的监管程序，精简商业航天公司参与航天活动的审批流程，有效促进政府部门与商业公司之间的合作，有力促进发射服务、卫星通信、卫星遥感、空间站运输等领域取得突破性进展。

俄罗斯也开始在强化商业航天政策支持力度上发力，在“2030年发展战略”中将“航天商业化”作为重要战略举措。一方面，大力巩固传统商业发射优势；另一方面，积极拓展其在卫星数据服务、载人飞行等领域的商业航天发展，为俄罗斯航天发展注入强劲动力。

欧洲各国积极布局商业航天，着力为航天企业发展创造更多有利条件。例如，法国国家航天研究中心设立1亿美元的投资基金支持航天产业创新；英国政府发布《产业战略》，并向航天业投资超过1.5亿英镑，吸引世界各地航天初创企业落户英国。

日本、印度等国家也提出了支持商业航天发展的政策。例如，日本首相安倍晋三宣布设立近10亿美元的基金支持航天初创企业，同时提出要建立大学、私营企业参与太空探索活动的机制，鼓励利用商业航天力量推动航天发展。

二 全球商业航天经济规模

航天产业通常分为政府航天投入和商业航天两部分。2018年，世界航天产业经济规模达到4147.5亿美元，同比增长8.1%，继续保持快速增长态势。2009—2018年，世界航天产业经济规模稳步提升，从2382.5亿美元稳步增长至4147.5亿美元，复合增长率达6.4%，远高于全球经济增速。图1为2009—2018年全球航天产业经济规模走势。

以2018年为例，政府航天投入总额为858.9亿美元，占航天产业经济规模的比重为20.7%；商业航天经济规模为3288.6亿美元，占航天产业的比重为79.3%。2009—2018年，商业航天收入持续增加，从1706.4亿美元逐步增长至3288.6亿美元，年均复合增长率为7.6%，高于航天产业经济增幅，体现了商业航天在整个航天产业中的重要性不断增加。图2为2009—2018年世界商业航天经济规模走势。

商业航天产业链上游包括商业卫星制造及商业卫星发射服务，产业链下游则包括卫星广播与通信、卫星导航、商业遥感、地面设备。以2018年为例，前者占商业航天产业链的2.06%，后者占商业航天产业链的97.71%。2014—2018年以来，上游产业在商业航天中的占比基本稳定，维持在2%～3.2%之间。图3与图4分别为2018年全球商业航天产业链经济规模情况及2014—2018年全球商业航天上游产业经济规模占比走势情况。

图1 2009—2018年全球航天产业经济规模走势

图2 2009—2018年世界商业航天经济规模走势

图3 2018年全球商业航天产业链经济规模

图4 2014—2018年全球商业航天上游产业经济规模占比走势

三 全球商业航天的新特点

（一）火箭、卫星等航天产品研制生产优化升级提速

1.火箭研制方面

火箭研制呈现出可复用、数字化、标准化、通用化等新特点。

（1）可复用：继美国太空探索技术公司（SpaceX）成功实现火箭发动机复用并提供更优惠的复用火箭发射服务价格后，航天企业对可复用火箭技术更有信心。SpaceX公司宣称可复用的“猎鹰”9火箭发射价格降低约30%，即从6200万美元降至4000万～4500万美元。美国蓝源公司也称其可复用技术可将其发射服务价格降低30%。

（2）数字化：即在火箭研发、制造与发射过程中融入数字化技术。目前，SpaceX公司建立了数字化协同设计平台。通过数字化协同设计、仿真分析、虚拟装配与制造等技术手段，极大地提高了设计与制造效率，减少了设计更改和工程返工频次，大幅度缩短了研制周期，显著降低了研制成本。

（3）标准化和通用化：即通过火箭部组件的标准化和通用化，用批量生产代替定制生产，从而降低制造成本。例如，“猎鹰”9和“猎鹰”重型火箭都使用同型号梅林发动机，火箭二级发动机也是一级发动机的真空改进版本。蓝源公司的亚轨道飞行器“新谢泼德”飞行器和“新格伦”火箭上面级也均采用BE-3发动机。

2.卫星研制方面

卫星研制呈现出一体化、规模化、星座化、大容量等新特点。

（1）一体化：传统的卫星研制将设计和制造生产分离，设计方案是否能够在制造过程中有效实现，存在一定的不确定性。在重成本、重效益的思想牵引下，商业卫星公司不断强化设计与制造环节一体化理念，即在设计过程中充分考虑制造环节的要求和可实现性，设计方案在制造过程中不断迭代完善成为新趋势。

（2）规模化：在小卫星星座项目兴起的背景下，美国麦克萨技术公司（Maxar）、欧洲泰雷兹·阿莱尼亚空间公司（Thales Alenia Space）积极争取小卫星星座项目，并量身打造与传统卫星完全不同的研制生产线。欧洲空中客车公司在承接美国一网公司（ONEWEB）大批量卫星研制订单后，新建了生产线和供应链，改变了以往一颗卫星研制历时数年，且要经过初样、试样的程序，卫星产量有望提升到每天出厂3颗。

（3）星座化：目前，全球多个 巨型低轨通信、遥感卫星星座计划即将开启密集空间部署阶段，但其应用场景仍处于开发阶段，行业用户和大众消费领域的商业模式尚不明朗。在此背景下，美国军方率先认可商业低轨巨型星座的军事价值。2019年初，美国国防部新组建的航天发展局从实施低地轨道巨型星座计划的企业中开展了采购服务。

（4）大容量：美国、欧洲大力推进高通量卫星、移动宽带星座的发展，宽带卫星服务能力已超过每秒百吉比特，移动宽带卫星陆续入轨，世界开启移动星座互联时代。

（二）卫星通信广播增长动能逐步转化，发展潜力依然巨大

一方面，卫星电视直播业务增速放缓，市场增长瓶颈日益明显。在地面有线电视和互联网电视的冲击下，国际通信卫星公司、欧洲卫星公司和欧洲卫星通信公司已调整业务形态，在巩固卫星直播到户业务的同时，将融合地面通信服务能力，提供多渠道的视频服务。

另一方面，宽带互联网、移动互联网等新兴业务增长潜力巨大，推动卫星通信板块持续增长。随着高通量、超高通量卫星的发展，卫星通信将变得更加质优价廉。目前，Ka波段高通量卫星技术的应用，已经大幅减少了卫星通信与地面通信的成本差距。预计2020年后，下一代超高通量卫星有望向多用户提供在质量和价格方面均可与地面超高速网络媲美的优质服务。

（三）技术与应用跨界融合，推动卫星导航应用创新

目前，全球卫星导航系统应用主要分为道路交通服务、位置信息服务和其他服务3个方面，前两者占据卫星导航产业核心应用规模的90%以上，分别为50.0%和43.4%。

卫星导航技术与通信、遥感等卫星应用产业，以及大数据、云计算、物联网等新兴技术交叉融合发展，促进了时空信息服务创新，将带来新的经济增长点。融合了物联网、大数据、增强现实、智慧城市和智慧物流等技术后，卫星导航技术将成为当今时空信息来源中成本最低和性能最优的方案。

（四）对地观测业务仍主要由政府主导，服务模式不断丰富

未来，国防和政府需求仍然是遥感数据和分析的最大客户和关键驱动因素。例如，全球最大的商业遥感公司美国数字地球公司(DigitalGlobe)的主要收入依然来自美国政府，几乎所有领先的星座公司都看好国防和政府市场。图5为美国数字地球公司的遥感图像。

在技术和市场竞争的不断推动下，对地观测业务的服务模式也将从提供图像向提供图像分析服务及数字咨询服务转变。近年来，卫星图像数量显著增加，利用人工智能、云计算和物联网的多源数据分析具有巨大的潜力，将颠覆传统卫星业务模式，推动数字化转型并创造巨大价值。

此外，卫星遥感服务市场也将逐渐多元化。非图像遥感业务不断拓展，例如，近期美国斯派尔公司（Spire）、美国地理光学公司（GEOoptics）发布的公告中都提到了开展无线电掩星、温室气体监测、红外线业务，都试图通过新的方法探索更广阔的世界。

四 全球商业航天投资情况

近年来，投资机构对商业航天总体持乐观态度，投资规模不断增长。在资本推动下，商业航天蓬勃发展，初创航天企业加速涌现。

从吸引的投资金额来看，2000—2018年，初创航天企业累计吸引投资约为217.83亿美元。其中，2013—2018年吸引投资金额为137.74亿美元，是2007—2012年的2.3倍，是2000—2006年的6.8倍，说明商业航天对资本的吸引力不断增强。

图5 美国数字地球公司的遥感图像

从初创航天企业数量来看，2000—2018年，依靠天使投资和风险投资起步的初创航天企业达到220多 家。其 中，2000—2006年，年均新增企业为4家；2013—2018年，年均新增企业增至21家。

五 对我国商业航天发展的几点启示

（一）商业航天发展意义重大，将有力推动航天强国建设

商业航天的发展催生了一批技术创新能力强大的新兴航天企业。其中的典型代表包括美国的SpaceX、蓝色起源等公司。我国航天事业发展也需要大量的技术创新和发展模式创新，集成传统航天企业集团和新兴商业航天公司力量，将更好地推动航天强国建设。

（二）我国商业航天蓬勃发展，正在加速融入大众生活

经过多年的发展，我国商业航天已经处在了“政策在放开、资本在流入”的黄金时期，商业航天产业链逐步开放，制造、发射、运营应用、测控等各领域的商业公司发展迅速，商业机构、地方政府逐渐成为卫星用户主体，包括互联网巨头在内的一批公司纷纷推出“互联网+航天”计划，不断衍生出新的服务内容和商业模式，正在推动我国商业航天迈向大众消费时代。

（三）我国商业航天发展仍有差距，尚需各方力量共同努力推动

我国商业航天尽管发展迅速，但相比美欧等国家的商业航天发展仍存在不足。

一是商业航天政策法规有待完善。美欧等国家的航天政策法规对商业航天的引导、规范及扶持较为明确，无论是生产制造、商业发射、卫星运营服务等传统领域，还是亚轨道旅游、外空资源开采等新兴领域，都能使商业航天公司开展相应业务有法可依、有途可循，这些政策法规为商业航天发展奠定了良好的制度基础。相比之下，我国的航天政策法规仍有待完善。

二是我国商业航天融资环境有待优化。国外商业航天的快速发展得益于其完善的资本市场，国家层面资金的大力支持（一些国家为商业航天初创企业设立了专门的风险基金），以及相对开放的外资引入政策，融资环境相对宽松。国内商业航天企业存在风险和价值评估困难等问题，融资环境有待进一步完善。

三是我国商业航天技术基础有待夯实。美国政府对商业航天公司在技术方面给予了很大支持，经过多年发展，以SpaceX公司为代表的国外商业航天公司也培育了较强的技术实力。相比之下，我国商业航天公司的技术基础较为薄弱，尤其在火箭等高技术门槛领域尚有一定差距。

因此，我国商业航天的发展既需要政府不断完善航天政策法规体系，优化商业航天投融资环境，为商业航天发展营造更加规范有序的环境；又需要传统航天企业集团、商业航天公司、投资机构等共同探索合作机制，做到优势互补、协同发力，共同推动我国商业航天发展迈向新高度。