2022年運載火箭行業(yè)市場現(xiàn)狀研究分析

1、2022年運載火箭行業(yè)市場現(xiàn)狀研究分析1.運載火箭是人類進入太空的主要載具火箭作為人類進入太空的主要載具，決定著一個國家進入、利用和控制太空的能力，是航 天領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)，也是各國現(xiàn)代科技發(fā)展水平和綜合國家的重要標(biāo)志。運載火箭是依靠 火箭發(fā)動機噴射工質(zhì)（工作介質(zhì)）產(chǎn)生的反作用力向前推進的飛行器，能夠?qū)⑷嗽煨l(wèi)星、 載人飛船、空間站或空間探測器等有效載荷送入預(yù)定軌道的航天運輸工具。運載火箭主要由結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、動力裝置系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)共三大系統(tǒng)組成。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)又稱箭 體結(jié)構(gòu)，是運載火箭的基礎(chǔ)，將運載火箭各系統(tǒng)組合在一起從而形成完整的箭體。箭體結(jié) 構(gòu)通常由儀器艙、推力結(jié)構(gòu)、尾段和尾翼、有效載荷整流罩等組件組

2、成，而液體火箭則增 加了推進劑貯箱及發(fā)動機架等組件。動力裝置系統(tǒng)又稱推進系統(tǒng)，是推動運載火箭飛行的 裝置，主要由火箭發(fā)動機等組件組成。控制系統(tǒng)是導(dǎo)引和控制運載火箭在飛行過程中按既 定的導(dǎo)引規(guī)律調(diào)整飛行路線及導(dǎo)向的裝置，包括制導(dǎo)系統(tǒng)及姿態(tài)系統(tǒng)兩個部分。圖：長征十一號（CZ-11）運載火箭結(jié)構(gòu)示意圖運載火箭的技術(shù)指標(biāo)包括運載能力、入軌精度和可靠性等。運載能力代表了可以送入預(yù)定 軌道的有效載荷的重量，有效載荷的軌道種類較多，不同軌道所需的能量也不同，因此在 標(biāo)明運載能力時要區(qū)別低地球軌道（LEO）、中地球軌道（MEO）、地球同步軌道（GEO）、 地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）、太陽同步軌道（SSO）等。

3、入軌精度代表了有效載荷實際運 行軌道與預(yù)定軌道的偏差，是運載火箭控制系統(tǒng)的重要指標(biāo)。可靠性是衡量火箭系統(tǒng)工作 過程中可能出現(xiàn)故障概率的重要指標(biāo)。在當(dāng)前商業(yè)航天發(fā)展過程中，成本特性以及快速響 應(yīng)特性成了火箭制造的重要指標(biāo)。按推進劑來分，運載火箭可分為固體火箭、液體火箭和固液混合型火箭。固體火箭是用固 體火箭發(fā)動機推進的火箭，液體火箭是由液體火箭發(fā)動機推進的火箭，固液混合型火箭的 推進劑則包含固態(tài)的燃料以及液態(tài)的氧化劑。按級數(shù)來分，運載火箭可以分為單級火箭、 多級火箭。其中多級火箭按級與級之間的連接形式可分為串聯(lián)型、并聯(lián)型、串并聯(lián)混合型。 串聯(lián)型火箭級與級之間的連接分離機構(gòu)簡單，其上面級的火箭發(fā)動

4、機在高空點火。并聯(lián)型 火箭的連接分離機構(gòu)較串聯(lián)型復(fù)雜，其核芯級第一級火箭與助推火箭在地面同時點火。2.需求側(cè)：各類應(yīng)用多點開花，星座組網(wǎng)如火如荼太空旅行、太空挖礦、深空探測等將對未來運載火箭提出了更多需求。2021 年，維珍銀 河（SPCE US）、藍色起源（未上市）、SpaceX（未上市）先后完成各自首次載人太空商 飛，維珍銀河“團結(jié)”號、藍色起源“新牧羊人”號分別提供高度 80 公里、100 公里的 亞軌道觀光服務(wù)，SpaceX 則提供高度 575 公里的繞地飛行服務(wù)，其中 SpaceX 在 2021 年 9 月 16 日發(fā)射的“靈感 4”是人類首次將完全由平民組成的宇航機組人員送入太空。

5、 太空挖礦則通過“找礦-探礦-占礦-采礦-返回”五個階段，開發(fā)和利用小行星上豐富的太空 礦產(chǎn)資源，商業(yè)價值相當(dāng)可觀。深空探測指人類對月球及以遠的天體或空間環(huán)境開展的探 測活動，是人類航天活動的重要方向和空間科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新的重要途徑。我們認(rèn)為，未來 隨著航天技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)案例陸續(xù)落地，太空旅行、太空挖礦、深空探測等將逐步變?yōu)?現(xiàn)實、形成產(chǎn)業(yè)，商業(yè)航天市場對運載火箭的需求將快速增長。以衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為代表的衛(wèi)星大規(guī)模應(yīng)用對航天發(fā)射的需求急劇增加，成為當(dāng)前航天發(fā)射市 場的主力軍。隨著航天市場的發(fā)展，衛(wèi)星應(yīng)用場景更加多樣化，以通信、導(dǎo)航、遙感等為 代表的衛(wèi)星，由軍用需求逐漸拓展到民用市場，緊密結(jié)合各行業(yè)

6、與消費者，帶來衛(wèi)星需求 的急劇增加，航天發(fā)射呈現(xiàn)出“井噴式”發(fā)展態(tài)勢。其中，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃戰(zhàn)略意義 重大、經(jīng)濟價值可觀，引起國內(nèi)外高度重視，也成為當(dāng)前及未來航天發(fā)射市場的主力需求。 目前，國內(nèi)外衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃呈現(xiàn)出以下特點：衛(wèi)星小、數(shù)量多。為了兼顧全球覆蓋和低延時通信兩大核心能力，各大公司都不約而同地 選擇了質(zhì)量 200kg 左右的小衛(wèi)星進行組網(wǎng)，小衛(wèi)星研制周期短、成本低，通過大規(guī)模星座 組網(wǎng)可實現(xiàn)全球覆蓋，這便導(dǎo)致星座規(guī)模普遍都十分龐大。目前已公布星座計劃的國外公 司中，美國 SpaceX（未上市）提出的 Starlink 規(guī)模最大，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

7、其他公司的星座規(guī)模從幾百顆到數(shù)千顆衛(wèi)星不等。國內(nèi)方面則包括中 國星網(wǎng)（未上市）、航天科技集團（未上市）、航天科工集團（未上市）等國家隊以及銀河 航天（未上市）等民營企業(yè)也相繼提出了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃。隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被列入國家 “新基建”發(fā)展范疇，未來 5-10 年我國衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量將超過 10,000 顆。組網(wǎng)時間短。國際規(guī)則中衛(wèi)星頻率和軌道資源的主要分配形式為“先申報就可優(yōu)先使用” 的搶占方式，按照國際電信聯(lián)盟的要求，申請衛(wèi)星頻率和軌位資源的公司需要在獲得許可 后 2 年內(nèi)完成星座中 10%衛(wèi)星的部署，5 年內(nèi)完成星座中 50%衛(wèi)星的部署，7 年內(nèi)完成星 座中 100%衛(wèi)星的部署。如果無法滿足上述

8、要求，將對申報的星座規(guī)模進行削減。作為全 球通信基礎(chǔ)設(shè)施，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是典型的“贏家通吃”型生意，考慮到衛(wèi)星頻率及軌位資源 的稀缺性，各家公司都會力爭在最短的時間內(nèi)完成組網(wǎng)，以搶占商業(yè)先機。尤其是國內(nèi)衛(wèi) 星互聯(lián)網(wǎng)起步較晚，要想后發(fā)制人就必須在組網(wǎng)速度上下功夫。目前來看，國外主要互聯(lián)網(wǎng)星座已完成火箭選型并進入規(guī)模組網(wǎng)階段，國產(chǎn)火箭承擔(dān)發(fā)射 任務(wù)的可能性不大，后續(xù)商業(yè)發(fā)射需求主要來源于國內(nèi)星座組網(wǎng)。以星座規(guī)模 12,000 顆 衛(wèi)星、單星質(zhì)量 200kg、軌道高度 700km、組網(wǎng)周期 7 年為例，對組網(wǎng)發(fā)射需求進行測算， 未來平均每年國內(nèi)市場對火箭運力需求約為 343t/700km。3.供給側(cè)：運

9、力缺口較大，中大型火箭將成為發(fā)射主力軍2016 年以來，截至 2021 年 12 月，國內(nèi)共完成 207 次發(fā)射任務(wù)，其中長征系列運載火箭 發(fā)射共完成 183 次，總發(fā)射次數(shù)突破 400 次。長征系列運載火箭加速向無毒、無污染、模 塊化、智慧化方向升級換代，“長征五號“長征五號乙”運載火箭實現(xiàn)應(yīng)用發(fā)射，“長征八 號“長征七號甲”實現(xiàn)首飛，運載能力持續(xù)增強，星際榮耀（未上市）、星河動力（未上 市）等民營企業(yè)也成功實現(xiàn)火箭入軌發(fā)射，我國運載火箭多樣化發(fā)射服務(wù)能力邁上新臺階。 2021 年，我國共計開展了 55 次各類軌道發(fā)射任務(wù)，其中成功 52 次。根據(jù)火箭運力統(tǒng)計表進行估算，2021 年國內(nèi)發(fā)射

10、衛(wèi)星的火箭總運力約為 140.4t/700km， 與未來平均每年對火箭運力需求 343t/700km 差距較大。通過需求測算以及現(xiàn)有運力統(tǒng)計， 我們認(rèn)為，預(yù)計未來國內(nèi)火箭運力缺口較大，這部分缺口是商業(yè)火箭公司的主要市場。圖：2021 年國內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星的火箭運力統(tǒng)計表結(jié)合上述國內(nèi)星座組網(wǎng)火箭需求測算表，星座組網(wǎng)如果選用小型運載火箭則所需發(fā)射次數(shù) 過多，組網(wǎng)效率最低，而選用大型運載火箭雖然組網(wǎng)效率最高，但其生產(chǎn)和測發(fā)周期較長。 因此從工程實踐層面考慮，采用大型和中型運載火箭組網(wǎng)、小型運載火箭補網(wǎng)發(fā)射的可能 性較大，且該組網(wǎng)方案與目前國外主要衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座組網(wǎng)火箭的選擇大致相同。在衛(wèi)星 發(fā)射需求刺激以

11、及現(xiàn)有火箭運力供給缺失下，我們認(rèn)為，中大型運載火箭將成為未來航天 發(fā)射的主力軍，而小型運載火箭則用于衛(wèi)星補網(wǎng)發(fā)射。SpaceX（未上市）SpaceX 由埃隆馬斯克（Elon Musk）于 2002 年成立，是一家美國航空航天制造商、太 空運輸服務(wù)提供商，主營業(yè)務(wù)為火箭發(fā)動機、航天飛船、火箭與衛(wèi)星的研制及提供發(fā)射服 務(wù)。產(chǎn)品包括獵鷹 9 號和獵鷹重型運載火箭、梅林（Merlin1D）及猛禽（Raptor）火箭發(fā) 動機、貨運龍、載人飛船和 Starlink 通信衛(wèi)星。SpaceX 目標(biāo)是降低太空運輸成本以實現(xiàn) 火星殖民化，其最大特色與創(chuàng)新之處在于實現(xiàn)火箭的可回收與可復(fù)用，并極大降低發(fā)射成 本。Bl

12、ue Origin（未上市）Blue Origin 由亞馬遜公司創(chuàng)始人杰夫貝佐斯（Jeff Bezos）于 2000 年創(chuàng)立，是一家美 國航空航天制造商和亞軌道航天服務(wù)公司，旨在通過可重復(fù)使用的運載火箭以更便宜、更 可靠的方式進入太空。公司主要產(chǎn)品包括亞軌道火箭（New Shepard）、火箭（New Glenn）及火箭發(fā)動機（BE-4）。目前公司正在研制推力更大的 New Glenn 運載火箭，并 與歐洲通信衛(wèi)星公司等簽署了多項商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射合同。Rocket Lab（RKLB US）Rocket Lab 在 2006 年成立于新西蘭，2013 年公司注冊地及總部改至美國，是一家美國上 市的航

13、空航天制造商和小型衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)提供商。目前，公司擁有小型運載火箭 Electron， 于 2017 年實現(xiàn)首飛，2018 至 2020 年分別完成 3、6、7 次發(fā)射任務(wù)。除此之外，公司正 在開發(fā)一種名為 Neutron 的新型中型運載火箭。根據(jù)官網(wǎng)披露，下游客戶除了商業(yè)衛(wèi)星公 司之外，還包括美國 NASA、NRO、DARPA 等機構(gòu)。Virgin Orbit（VORB US）Virgin Group（維珍集團）旗下專注小型火箭的 Virgin Orbit，該公司于 2017 年從 Virgin Galactic（SPCE US）分離出來，專注于開發(fā)自己的商業(yè)運載火箭 LauncherOne，

14、為小型 衛(wèi)星提供發(fā)射服務(wù)。2021 年 1 月 17 日，運載火箭 LauncherOne 成功發(fā)射入軌，并部署 了 10 顆立方體衛(wèi)星。星際榮耀（未上市）星際榮耀成立于 2016 年 10 月，致力于研發(fā)優(yōu)秀的商業(yè)運載火箭并提供系統(tǒng)性的發(fā)射解決 方案。根據(jù)官網(wǎng)，公司專注于高品質(zhì)、低成本、快響應(yīng)的小型智能運載火箭研發(fā)，為全球 小衛(wèi)星及星座客戶提供一體化的商業(yè)發(fā)射服務(wù)。藍箭航天（未上市）藍箭航天是國內(nèi)領(lǐng)先的航天運輸系統(tǒng)創(chuàng)建及運營的商業(yè)公司，成立于 2015 年，國家高新 技術(shù)企業(yè)，國際宇航聯(lián)合會（IAF）會員。藍箭航天致力于研制以液氧甲烷作為推進劑的 中大型運載火箭系列產(chǎn)品，為全球市場提供高性價比、高可靠性的發(fā)射服務(wù)。藍箭航天是 全國首家取得全部準(zhǔn)入資質(zhì)的民營運載火箭企業(yè)，并于 2018 年 10 月 27 日完成中國首次 民營運載火箭發(fā)射。星河動力（未上市）星河動力成立于 2018 年，從事低成本商業(yè)航天發(fā)射業(yè)務(wù)，發(fā)布“谷神星”“智神星”兩型 商業(yè)運載火箭研制計劃，致力于為人類低成本、高頻次進入空間提供解決方案。公司核心 產(chǎn)品及服務(wù)包括“谷神星”系列小型固體