世界航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)分析
時(shí)間:2022-02-28 02:59:29
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世界航天產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略環(huán)境
鞏固強(qiáng)化戰(zhàn)略地位,為航天發(fā)展定出總體基調(diào)。近年來(lái),美、俄、歐、日、印等航天國(guó)家和地區(qū)把航天作為國(guó)家戰(zhàn)略重要組成部分,予以優(yōu)先安排,在出臺(tái)的國(guó)家安全頂層戰(zhàn)略和綜合性規(guī)劃中均把航天擺在更加重要的戰(zhàn)略地位。美國(guó)特朗普政府將“美國(guó)優(yōu)先”的思想提升到高于一切的位置上,強(qiáng)調(diào)應(yīng)保持美國(guó)航天的領(lǐng)導(dǎo)地位和行動(dòng)自由。在2018年3月的《國(guó)家航天戰(zhàn)略》中,系統(tǒng)闡述了航天發(fā)展總體思路和方向,為制定國(guó)家航天政策確定基調(diào)。統(tǒng)籌優(yōu)化管理體系,為航天發(fā)展提供不竭動(dòng)力。美、俄等主要航天國(guó)家實(shí)行總統(tǒng)最高決策、統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)的管理體制,在總統(tǒng)的直接領(lǐng)導(dǎo)下,設(shè)立航天委員會(huì)等專門機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)制定國(guó)家航天政策或發(fā)展戰(zhàn)略。實(shí)施統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的航天分工管理模式,對(duì)分工界面和職責(zé)權(quán)限做出明確劃分,軍民管理主體在履行自身職責(zé)的同時(shí),注重相互間的協(xié)調(diào)與平衡。超前制定發(fā)展規(guī)劃,為航天發(fā)展描繪未來(lái)藍(lán)圖。航天具有高投入、長(zhǎng)周期的特點(diǎn),需要超前謀劃航天發(fā)展。為此,多個(gè)航天國(guó)家制定未來(lái)20年乃至30年的總體規(guī)劃。俄羅斯通過(guò)《俄羅斯2013—2020年航天活動(dòng)國(guó)家規(guī)劃》《2016—2025年俄羅斯聯(lián)邦航天規(guī)劃》《2030年前及未來(lái)俄聯(lián)邦航天活動(dòng)領(lǐng)域國(guó)家政策原則的基本規(guī)定》等,系統(tǒng)規(guī)劃航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展,滿足國(guó)家在經(jīng)濟(jì)社會(huì)、科學(xué)技術(shù)和國(guó)際合作等領(lǐng)域的需求。持續(xù)完善法律制度,為航天發(fā)展提供政策保障。目前已有29個(gè)國(guó)家頒布了航天法,建立了較為完善的法律法規(guī)體系,為航天活動(dòng)提供了法治保障。
世界航天產(chǎn)業(yè)在各國(guó)的進(jìn)展
航天發(fā)展至今,影響范圍不斷拓展,深刻改變了人類的生產(chǎn)生活方式。目前,全球共有12個(gè)國(guó)家具備航天發(fā)射能力,50多個(gè)國(guó)家擁有自己的衛(wèi)星,先后有近9000顆衛(wèi)星發(fā)射升空,2000多顆航天器在軌道上正常運(yùn)行,幾乎所有國(guó)家都在使用空間服務(wù)。從各國(guó)進(jìn)展來(lái)看,世界已形成美國(guó)、俄羅斯、歐洲為第一梯隊(duì),中國(guó)、日本、印度等為第二梯隊(duì),其他航天國(guó)家為第三梯隊(duì)的發(fā)展格局。美國(guó)處于全面領(lǐng)先,保持絕對(duì)優(yōu)勢(shì),發(fā)展勢(shì)頭未減,并有以顛覆性技術(shù)推動(dòng)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。俄羅斯曾創(chuàng)造了多個(gè)世界第一,具有規(guī)模龐大的航天工業(yè)體系和相對(duì)雄厚的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì),目前正在重整旗鼓,力圖重返世界領(lǐng)先地位。歐洲以德國(guó)、法國(guó)為核心,多國(guó)聯(lián)合,既獨(dú)立發(fā)展又與美國(guó)合作,在運(yùn)載火箭、對(duì)地觀測(cè)、空間科學(xué)等領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。日本通過(guò)以民掩軍的方式發(fā)展軍事航天能力,衛(wèi)星應(yīng)用和深空探測(cè)等領(lǐng)域處于國(guó)際先進(jìn)水平。印度利用寬松有利的國(guó)際環(huán)境,在美、俄、歐的大力支持下,對(duì)地觀測(cè)、深空探測(cè)等領(lǐng)域進(jìn)展迅猛??傮w來(lái)看,各國(guó)在航天領(lǐng)域中既競(jìng)爭(zhēng),又合作,共同推動(dòng)世界航天產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展。競(jìng)爭(zhēng)主要表現(xiàn)在國(guó)際規(guī)則主導(dǎo)權(quán)爭(zhēng)奪不斷加劇。圍繞航天新秩序的構(gòu)建,傳統(tǒng)航天大國(guó)和新興國(guó)家激烈爭(zhēng)奪新的國(guó)際規(guī)則主導(dǎo)權(quán),當(dāng)前國(guó)際空間治理規(guī)則談判呈現(xiàn)議題多、協(xié)調(diào)難、利益沖突激烈,進(jìn)程緩慢的態(tài)勢(shì)。合作主要表現(xiàn)在國(guó)際合作不斷深入,航天已成為服務(wù)國(guó)家政治外交大局的重要手段。航天多邊、雙邊合作日趨活躍,合作范圍向載人航天、空間科學(xué)等方向深化拓展。
世界航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模
隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷壯大,航天產(chǎn)業(yè)越來(lái)越成為世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要引擎。呈現(xiàn)四個(gè)特點(diǎn)。經(jīng)濟(jì)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng),2018年首次突破4000億美元。2018年,達(dá)到4147.5億美元,同比增長(zhǎng)8.1%,繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。十年來(lái),穩(wěn)步提升,從2382.5億美元穩(wěn)步增長(zhǎng)到4147.5億美元,復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到6.4%,遠(yuǎn)高于全球經(jīng)濟(jì)增速。政府航天投入和商業(yè)航天均呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。航天產(chǎn)業(yè)通常分為政府航天投入和商業(yè)航天兩個(gè)部分。政府航天投入通常受經(jīng)濟(jì)環(huán)境等因素影響,存在一定的波動(dòng)性,但總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2018年,全球政府航天投入總額為858.9億美元,同比增長(zhǎng)12.7%。十年來(lái),全球政府航天投入有兩個(gè)階段特點(diǎn)。2009年到2014年,基本保持穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì);2015年到2018年,經(jīng)歷了2015年、2016年的小幅回落后,2017年的小幅反彈,在2018年實(shí)現(xiàn)了大幅增長(zhǎng),創(chuàng)十年新高。商業(yè)航天則呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2018年,全球商業(yè)航天經(jīng)濟(jì)規(guī)模為3288.6億美元,同比增長(zhǎng)7%。近十年,商業(yè)航天收入持續(xù)增加,從1706.4億美元逐步增長(zhǎng)到3288.6億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為7.6%。政府航天投入在航天產(chǎn)業(yè)中占比略有下滑,目前基本保持在20%左右。2018年,政府航天投入占比為20.7%。十年來(lái),這一占比有兩條基線,2009年到2014年,基本圍繞27%波動(dòng);2015年到2018年,基本圍繞20%波動(dòng)。這一下降也體現(xiàn)出商業(yè)航天對(duì)于航天產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動(dòng)力在逐步增強(qiáng)。航天產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力不斷強(qiáng)化,未來(lái)增長(zhǎng)前景十分廣闊。當(dāng)前,各國(guó)政府從戰(zhàn)略安排、政策支持、預(yù)算投入等方面加大對(duì)航天的支持,航天產(chǎn)品加快優(yōu)化升級(jí),航天應(yīng)用模式和服務(wù)持續(xù)創(chuàng)新,都為航天產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定增長(zhǎng)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。特別是商業(yè)航天蓬勃發(fā)展,極大地促進(jìn)了航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模增長(zhǎng),以及航天技術(shù)和發(fā)展模式創(chuàng)新。著名投資機(jī)構(gòu)摩根士丹利在2018年年底預(yù)計(jì),到2040年,航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模將提高到約1.1萬(wàn)億美元。也就是說(shuō)未來(lái)二十年,航天產(chǎn)業(yè)仍然有望保持5%左右的增長(zhǎng)速度,展現(xiàn)了航天產(chǎn)業(yè)廣闊的增長(zhǎng)空間。
世界航天產(chǎn)業(yè)的新特點(diǎn)
火箭、衛(wèi)星等航天產(chǎn)品研制生產(chǎn)加快優(yōu)化升級(jí)。火箭制造呈現(xiàn)“可復(fù)用、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化”等新特點(diǎn)??蓮?fù)用:繼SpaceX公司成功實(shí)現(xiàn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)用并提供更優(yōu)惠的復(fù)用火箭發(fā)射服務(wù)價(jià)格后,航天企業(yè)對(duì)可復(fù)用火箭技術(shù)更加有信心。SpaceX公司宣稱可復(fù)用的獵鷹9火箭發(fā)射價(jià)格降低約30%,即從6200萬(wàn)美元降至4000~4500萬(wàn)美元。藍(lán)源公司也稱復(fù)用技術(shù)可將其發(fā)射服務(wù)價(jià)格降低30%。數(shù)字化:就是在火箭研發(fā)、制造與發(fā)射過(guò)程中融入數(shù)字化技術(shù)。目前,NASA、ESA、波音、洛馬、SpaceX等機(jī)構(gòu)與公司分別建立了各自的數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)。數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)、仿真分析、虛擬裝配與制造等技術(shù)手段,極大地提高了設(shè)計(jì)與制造效率,減少了設(shè)計(jì)更改和工程返工,大幅度縮短了研制周期,顯著降低了研制成本。標(biāo)準(zhǔn)化和通用化:通過(guò)火箭部組件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化,批量生產(chǎn)代替定制生產(chǎn)從而降低制造成本。如獵鷹9和獵鷹重型火箭都使用同型號(hào)梅林發(fā)動(dòng)機(jī),火箭二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)也是一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的真空改進(jìn)版本。藍(lán)源公司的亞軌道飛行器“新謝潑德”飛行器和新格倫火箭上面級(jí)也均采用BE-3發(fā)動(dòng)機(jī)。衛(wèi)星制造呈現(xiàn)“一體化、規(guī)模化、星座化、大容量”等新特點(diǎn)。一體化:在商業(yè)航天重成本、重效益的思想牽引下,商業(yè)公司的衛(wèi)星設(shè)計(jì)方案在制造過(guò)程中不斷迭代更新,并逐步成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。規(guī)?;涸谛⌒l(wèi)星星座項(xiàng)目興起的背景下,空客防務(wù)與航天公司、波音公司、麥克薩技術(shù)公司、泰阿公司積極爭(zhēng)取小衛(wèi)星星座項(xiàng)目,并量身打造與傳統(tǒng)衛(wèi)星完全不同的研制生產(chǎn)線??湛凸驹诔薪右痪W(wǎng)公司大批量衛(wèi)星研制訂單后,新建生產(chǎn)線和供應(yīng)鏈,改變以往一顆衛(wèi)星研制歷時(shí)數(shù)年要經(jīng)過(guò)初樣、試樣的程序,衛(wèi)星產(chǎn)量有望提升到每天出廠3顆。星座化:目前,全球多個(gè)巨型低軌通信、遙感衛(wèi)星星座計(jì)劃即將開(kāi)啟密集空間部署,應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)尚處于開(kāi)發(fā)階段,行業(yè)用戶和大眾消費(fèi)領(lǐng)域的商業(yè)模式還不明朗。在此背景下,美國(guó)軍方率先認(rèn)可了商業(yè)低軌巨型星座的軍事價(jià)值。2019年初,美國(guó)國(guó)防部新組建的航天發(fā)展局明確表示將從一網(wǎng)公司等實(shí)施低地軌道巨型星座計(jì)劃的企業(yè)采購(gòu)服務(wù)。大容量:美國(guó)、歐洲大力推進(jìn)高通量衛(wèi)星、移動(dòng)寬帶星座發(fā)展,寬帶衛(wèi)星服務(wù)能力已超百Gbit/s,移動(dòng)寬帶衛(wèi)星陸續(xù)入軌,世界開(kāi)啟移動(dòng)星座互聯(lián)時(shí)代。衛(wèi)星通信廣播增長(zhǎng)動(dòng)能逐步轉(zhuǎn)化,發(fā)展?jié)摿σ廊痪薮?。一方面,衛(wèi)星電視直播業(yè)務(wù)增速放緩,市場(chǎng)增長(zhǎng)瓶頸日益明顯。在地面有線電視和互聯(lián)網(wǎng)電視沖擊下,國(guó)際通信衛(wèi)星公司、歐洲衛(wèi)星公司和歐洲衛(wèi)星通信公司已調(diào)整業(yè)務(wù)形態(tài),在鞏固衛(wèi)星直播到戶業(yè)務(wù)的同時(shí),融合地面通信服務(wù)能力,提供多渠道的視頻服務(wù)。另一方面,寬帶互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務(wù)增長(zhǎng)潛力巨大,推動(dòng)衛(wèi)星通信板塊持續(xù)增長(zhǎng)。隨著高通量、超高通量衛(wèi)星發(fā)展,衛(wèi)星通信將變得更加質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。目前,Ka波段高通量衛(wèi)星技術(shù)已大幅減少衛(wèi)星通信與地面通信的成本差距。預(yù)計(jì)2020年后,下一代超高通量衛(wèi)星有望具備向多用戶提供在質(zhì)量?jī)r(jià)格方面均可與地面超高速網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)?shù)姆?wù)。技術(shù)與應(yīng)用跨界融合,推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用創(chuàng)新。目前,全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用主要分為道路交通服務(wù)、位置信息服務(wù)和其他服務(wù)三個(gè)方面,前兩者占據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)核心應(yīng)用規(guī)模90%以上,分別為50%和43.4%。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與通信、遙感等衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)和大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等交叉融合發(fā)展,促進(jìn)了時(shí)空信息服務(wù)創(chuàng)新,將帶來(lái)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。融合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、智慧城市和智慧物流等技術(shù),使得衛(wèi)星導(dǎo)航成為當(dāng)前在室內(nèi)外環(huán)境的時(shí)空信息來(lái)源中成本最低和性能最優(yōu)的方案。對(duì)地觀測(cè)業(yè)務(wù)仍主要由政府主導(dǎo),服務(wù)模式不斷豐富。未來(lái),國(guó)防和政府需求仍然是遙感數(shù)據(jù)和分析的最大客戶和關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。例如,全球最大的商業(yè)遙感公司——數(shù)字地球公司的主要收入依然來(lái)自美國(guó)政府,幾乎所有領(lǐng)先的星座公司都看好國(guó)防和政府市場(chǎng)。在技術(shù)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷推動(dòng)下,對(duì)地觀測(cè)業(yè)務(wù)的服務(wù)模式也將從提供圖像到提供圖像分析服務(wù)、數(shù)字咨詢服務(wù)轉(zhuǎn)變。近年來(lái),衛(wèi)星圖像數(shù)量顯著增加,利用人工智能、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的多源數(shù)據(jù)分析具有巨大的潛力,將顛覆傳統(tǒng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)模式,推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型并創(chuàng)造巨大價(jià)值。衛(wèi)星遙感服務(wù)市場(chǎng)也將逐漸多元化。非圖像遙感業(yè)務(wù)不斷拓展,例如,近期斯派爾公司、地理光學(xué)公司的公告,都提到了開(kāi)展無(wú)線電掩星、溫室氣體監(jiān)測(cè)、紅外線業(yè)務(wù),試圖通過(guò)新的方法探索世界。過(guò)去60多年,世界航天發(fā)展取得了巨大成就,發(fā)揮了極大的牽引帶動(dòng)作用,有力促進(jìn)了科技和社會(huì)進(jìn)步。展望未來(lái),太空對(duì)人類的意義更加重大,世界各國(guó)參與航天、發(fā)展航天、壯大航天的決心和能力更強(qiáng),航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)將更加完善,前景將更加廣闊。
作者:郝雅楠 祝彬 關(guān)曉紅 陳杰