2019年全球航天器发射统计与分析

2020-04-09 14:09付郁刘思萌
国际太空 2020年2期
关键词:航天器星座研制

付郁 刘思萌

(1北京空间科技信息研究所 2中国空间技术研究院卫星应用总体部)

2019年,世界航天发射活动继续蓬勃开展,全年航天发射次数再次“破百”,102次航天发射是自20世纪90年代冷战结束以来的第二高位水平。中国以34次航天发射蝉联榜首位置,美国、俄罗斯分列第二和第三位,其后依次为欧洲、印度、日本和伊朗。2019年全球进行的102次航天发射任务中,97次发射成功(包括1次部分成功),5次发射失败。全年发射航天器492个,创造了航天器年度发射数量历史新高。

1 按发射所属国家的数据统计

在全年102次运载火箭发射中,中国凭借中国航天科技集团有限公司27次发射的突出表现,全年发射次数达到34次,发射航天器数量达81个,发射次数继2016年与美国并列全球、2018年独占榜首位置后,2019年第二次独占榜首、第三次占据第一位置;美国发射次数为27次,位居全球次席,共发射航天器252个,发射航天器数量相较上一年显著增长;俄罗斯发射次数为25次,发射航天器77个,发射次数和发射航天器数量相较上一年均实现增长;欧洲发射6次,发射航天器10个,两方面表现均有所下滑;印度发射6次,继续位居全球第五位,发射航天器59个,继续保持“一箭多星”业务繁荣发展态势;日本发射2次,发射航天器11个;伊朗发射2次(1次火箭在发射台爆炸,未计入发射次数),发射航天器2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,美国和日本分列第二和第三位。

2019年全球发射航天器数量按发射国家统计情况

2019年全球发射航天器数量按所属国家统计情况

2 按航天器所属国家的数据统计

在2019年全年发射的492个航天器中,按照航天器所属国家(用户)统计,美国高达274个,相较2018年增加约32%,继续以绝对优势继续排名第一;中国航天器数量为82个,位居全球第二位;欧洲排名第三,与2018年数量基本持平;俄罗斯航天器数量相较上一年略有增长,排名延续全球第四名位置;日本、印度分列第五和第六位。

排除掉50kg以下航天器后,美国航天器数量为159个,仍然排名第一,这一数据相较2018年的58个增加了101个,这主要是美国太空探索技术公司(SpaceX)启动了“星链”(Starlink)星座部署,分2批次部署了120颗“星链”业务卫星,受这一因素影响,美国质量不小于50kg的航天器数量占本国2019年航天器总数的比例达到55.69%,相比上一年接近翻番;中国航天器数量为62个,继续保持规模较高、占比较大的态势;俄罗斯、欧洲分别以26个、22个排名第三和第四位。

3 按航天器技术领域的数据统计

2019年,“星链”、“一网”(OneWeb)等全球低轨宽带星座启动业务化部署,使得通信卫星数量实现大幅提高,总数达到178颗,发射数量高居首位;科学与技术试验卫星继续保持较高数量,以163颗位居第二位;受低地球轨道(LEO)商业遥感小卫星星座部署放缓影响,对地观测卫星数量继续下滑,从上一年的162颗降低至119颗,降幅约26.5%;其后依次为载人航天器15个、导航卫星13颗、空间探测器4个。整体看,2019年,除通信卫星和载人航天器外,其他技术领域的航天器发射数量相比2018年均有所减少。

2019年全球发射航天器数量按技术领域统计情况

4 按航天器运行轨道的数据统计

按航天器设计运行轨道统计,LEO轨道航天器最多,达到447个,占全年发射总数的90.85%,创造历史新高;从质量不小于50kg的航天器数量看,LEO轨道卫星数量为251个。

2019年全球发射航天器数量按运行轨道分布统计情况

5 按航天器质量的数据统计

发射质量低于50kg的微纳卫星仍然保持较高的活跃度,但整体的发展热度相较2018年有所降低,发射数量虽然仍以较大优势排名榜首,总数达到191颗,但占比下降到仅为38.82%;受低轨宽带星座部署影响,发射质量不小于50kg且小于200kg的卫星数量,以及发射质量不小于200kg且小于500kg的卫星数量均实现大幅增长,其中后者总数从28颗跃升至137颗,增幅接近4倍。近年来,国外初创公司开始重点发展100千克级小卫星平台,这类平台兼具较低成本、较好承载能力、易于“一箭多星”发射等特点,在构建低轨宽带星座、低轨高分辨率光学或合成孔径雷达(SAR)遥感星座方面具有优势。

2019年全球发射航天器数量按质量分布情况

6 按航天器研制所属国家的数据统计

航天器研制所属国均按主承包商的所属国统计。2019年,美国研制的航天器数量为270个,较2018年大幅增加,主要是美国初创公司开始发力,SpaceX公司等自行研制的低轨商业星座开始部署;中国研制数量达到86个,比2018年略微下滑,但仍领先欧洲,位居全球第二位;欧洲、俄罗斯、日本和印度分列第三、第四、第五和第六位。

从研制商角度,综合考虑航天器数量和质量指标,2019年,登上前10排名榜的有1家中国研制商、2家欧洲研制商、4家美国研制商、2家俄罗斯研制商和1家印度研制商。整体看,美国制造商表现高度活跃,并且与其他国家或地区不同,美国制造商形成了非常齐备的梯队体系,特别是在近年商业航天高速发展的情况下,美国新兴商业航天公司快速发展成长,按照业务垂直集成模式运行,即以运营服务为目标,同时为降低成本采取自行研制而非外部采购的方式建设卫星系统。中国、欧洲、俄罗斯、印度等其他国家/地区仍以老牌制造商为主体。从发射质量看,美国SpaceX公司研制发射的航天器总质量排名第一,达到64.78t;中国空间技术研究院(CAST)、俄罗斯科罗廖夫能源火箭航天集团(RKK Energia)分别排名第二和第三。

2019年全球发射的航天器数量按航天器研制所属国家统计

7 2019年度发射数据分析

从2019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。

航天活动高度活跃,航天器发射数量创造历史新高

整体看,随着“一箭多星”技术不断成熟并获得广泛应用,以及大量新的小型运载火箭投入业务化应用,进入空间的成本门槛不断降低。与此同时,微纳卫星的快速发展及应用,推动了利用空间成本不断降低,这使得大量发展中国家,以及大量初创企业具备了研制发射卫星的能力,带动了航天活动的繁荣与普及,整体上推动了世界航天活跃态势。2019年,世界航天发展高度活跃,火箭发射次数居于20世纪90年代冷战结束以来的第二高位,航天器发射数量再次创造新的记录,延续了近些年逐年“上台阶”的发展趋势。由于大量商业公司规划并陆续启动了LEO轨道大型星座计划,未来航天活动将继续保持这一高速发展态势。

2019年各主承包商的航天器数量和质量统计1)

商业航天“高歌猛进”,在各领域均取得突破

商业航天推动世界航天发展的作用力更加强劲,已经实现从传统的通信卫星、导航卫星、遥感卫星等应用卫星领域,拓展到载人航天、空间探测、在轨服务等领域。通信卫星领域,低轨宽带星座、基于立方体卫星的物联网星座是当前发展热点;遥感卫星领域,应用方向更加细分,光学遥感、雷达成像、射频定位、高光谱成像、气象观测等细分领域均有商业遥感星座在建或处于规划设计状态;导航卫星领域,导航信号增强卫星陆续发射并在轨验证;载人航天领域,美国国家航空航天局(NASA)支持发展的LEO轨道商业载人飞船完成飞行验证;空间探测领域,NASA意图“复制”载人航天领域经验,开展商业月球探测计划;此外,以色列发射了全球首个商业月球探测器“创世纪”(Beresheet);在轨服务领域,诺格公司(Northrop Grumman)成功发射全球首个商业“轨道延寿飞行器”(OLEV),面向用户卫星提供延寿服务。

微纳卫星保持活跃态势,微小卫星成为新的增长极

小卫星发展呈现出新的特点。50kg以下微纳卫星延续了2013年以来的高度活跃态势,特别是基于立方体卫星的商业物联网星座、中分辨率光学遥感星座,以及基于全球导航卫星系统信号掩星技术的气象星座等保持规模化部署。与此同时,50~500kg的微小卫星成为新的增长极,美国行星公司“天空卫星”(Skysat)高分辨率光学遥感星座、欧洲冰眼公司(ICEYE)的“冰眼”雷达遥感星座,以及美国SpaceX公司的“星链”星座均属于该类型。50~500kg的微小卫星在保持卫星技术能力和降低卫星成本方面实现了较好的平衡,有望成为后续发展的重要方向。

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