火箭(rocket)是火箭發動機噴射工質(工作介質)產生的反作用力向前推進的飛行器。它自身攜帶全部推進劑,不依賴外界工質產生推力,可以在稠密大氣層內,也可以在稠密大氣層外飛行,是實現航天飛行的運載工具?;鸺从猛痉譃樘娇栈鸺瓦\載火箭。
火箭是以熱氣流高速向后噴出,利用產生的反作用力向前運動的噴氣推進裝置。它自身攜帶燃燒劑與氧化劑,不依賴空氣中的氧助燃,既可在大氣中,又可在外層空間飛行?;鸺陲w行過程中隨著火箭推進劑的消耗,其質量不斷減小,是變質量飛行體。
火箭發射原理
資料來源:智研咨詢整理
火箭是發射服務的一環,業務流程是設計線、生產線、測試線,三條業務流直接影響成本。
火箭作為系統工程的三條業務流
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智研咨詢發布的《2021-2027年中國航天衛星行業市場深度分析及投資前景趨勢報告》顯示:2020年全球火箭發射成功104枚,失敗10枚,部分失敗數10枚;預計2021年全球火箭發射成功145枚,失敗10枚,部分失敗數10枚。
2013-2021年全球火箭發射次數
資料來源:中國航天局、美國航天局、俄羅斯航天局、歐空局、專家訪談、智研咨詢整理
從各國家火箭發射次數來看,2020年中國發射火箭39枚,美國44枚,俄羅斯17枚,其他國家共14枚;預計2021年中國發射火箭45枚,美國55枚,俄羅斯35枚,其他國家共20枚。
2013-2021年全球不同國家火箭發射次數(單位:枚)
資料來源:中國航天局、美國航天局、俄羅斯航天局、歐空局、專家訪談、智研咨詢整理
目前,火箭推力與運載能力決定人類可以攜帶多少設備和資源進入太空,所以在發射頻率提高之外,火箭能力的提升也是全球航天發力的關鍵要素。中國CZ-1改進型推力1020千牛,起飛推力81千牛;CZ-2改進型推力2786千牛,起飛推力3146千牛;CZ-3改進型推力2962千牛,起飛推力2970千牛;CZ-4改進型推力2962千牛;CZ-5改進型推力10524千牛;CZ-6改進型推力1200千牛,起飛推力6030千牛;CZ-7改進型推力7200千牛;CZ-8改進型推力4800千牛,起飛推力2400千牛,;CZ-9改進型推力57600千牛,起飛推力:千牛;CZ-11改進型推力1200千牛,起飛推力800千牛,可以看出,中國長征五號之后的“新火箭”,在起飛推力方面和過去有明顯的提升。
長征系列運載火箭起飛推力
資料來源:中國航天局、美國航天局、俄羅斯航天局、歐空局、專家訪談、智研咨詢整理
中國的天宮空間站核心艙重量22噸,所以從全球現役火箭運載能力上看,能夠負擔近地軌道20噸以上重量這種任務的火箭只有六型。獵鷹重型近地軌道運載能力63.8噸,GTO運載能力26.7噸;德爾塔IV型近地軌道運載能力28.8噸,GTO運載能力14.2噸;長征五號近地軌道運載能力25噸,GTO運載能力14噸;阿麗亞娜5近地軌道運載能力20噸,GTO運載能力10.5噸;獵鷹九號近地軌道運載能力22.8噸,GTO運載能力8.3噸;安加拉A5近地軌道運載能力24.5噸,GTO運載能力7.5噸。從全球視角來看,人類飛出地球搖籃的能力依然較弱,這六型火箭在執行地球同步軌道以及更艱巨的深空探測任務時,可負擔的載荷重量也非常有限。
全球近地軌道運載能力在20噸以上的火箭
資料來源:中國航天局、美國航天局、俄羅斯航天局、歐空局、專家訪談、智研咨詢整理
1971年,前蘇聯發射了世界第一座空間站禮炮一號,在軌運行近半年后,禮炮一號空間站結束任務。1986年,和平號空間站核心艙發射升空,和平號空間站運行的15年間,共有31艘載人飛船、62艘貨運飛船與其對接,28個長期考察組和16個短期考察組先后訪問過和平號空間站,共進行了16500次科學試驗,完成了23項國際科學考察計劃。直到2001年和平號空間站墜落于南太平洋預定海域。1998年,至今還在運行的國際空間站曙光號功能倉發射升空,后續國際空間站的建成,預計2024年到2028年間,國際空間站也將退役。
全球空間站使用時間
資料來源:智研咨詢整理
2016-2020年中國衛星發射數量呈逐年增長趨勢,2020年全球共發射衛星1281顆,其中星鏈衛星833顆;預計2021年疫情如能得到穩定,衛星發射數量將創下新高。
2016-2020年全球發射衛星數量
資料來源:美國衛星工業協會、優思科學家聯盟、智研咨詢整理
2020年全球發射通信衛星占78.8%,地球觀測衛星占10.2%,導航定位衛星占0.8%,科學驗證衛星占6.3%;若剔除星鏈來看,2020年全球發射通信衛星占39.5%,地球觀測衛星占29.2%,導航定位衛星占2.2%,科學驗證衛星占18.1%。
2016-2020年全球發射衛星數量分布
資料來源:美國衛星工業協會、優思科學家聯盟、艾媒、智研咨詢整理
從在軌衛星用途來看,2020年全球射通信衛星占49.4%,剔除星鏈后占37.8%;地球觀測占28.7%,剔除星鏈后占35.4%;導航定位占5.4%,剔除星鏈后占6.6%;科學驗證占16.1%,剔除星鏈后占19.8%;其他占0.3%,剔除星鏈后占0.4%。
2020年全球在軌衛星用途占比
資料來源:美國衛星工業協會、優思科學家聯盟、智研咨詢整理
從發射場數量來看,中國有發射場4個,美國聯邦發射場4個,FAA注冊發射場11個SpaceX專用2個藍色起源專用1個。
中國、美國發射場數量對比
資料來源:中國航天局、美國航天局、艾媒、智研咨詢整理
探空火箭以及由常規火箭送入軌的試驗衛星,都是為了下一代技術儲備進行的必要實驗。2016年至2019年,美國探空火箭發射次數呈現上升趨勢,2016年美國航天局探空火箭發射13枚,2017年美國航天局探空火箭發射15枚,較上年增加2枚;2018年美國航天局探空火箭發射19枚,較上年增加4枚;2019年美國航天局探空火箭發射17枚,較上年減少2枚;
2016-2019年美國航天局探空火箭發射次數
資料來源:中國航天局、美國航天局、智研咨詢整理
隨著中國整體航天能力的增強,未來實驗驗證體系也必然隨之完善,基于星鏈計劃帶來的全球低軌星座熱潮,也將為中國航天帶來新的需求。
未來中國低軌星座市場潛在衛星發射量
(注:銀河航天低軌星座計劃未加入統計)
資料來源:中國航天局、優思科學家聯盟、專家訪談、智研咨詢整理
2019年美國發射技術試驗衛星118次,達至2016年以來最高的一年,2020年美國發射技術試驗衛星16次,較2019年減少102次;中國發射技術試驗衛星數21次,較2019年增長10次。
2016-2020年中美發射技術試驗衛星數量對比
(注:銀河航天低軌星座計劃未加入統計)
資料來源:中國航天局、優思科學家聯盟、專家訪談、智研咨詢整理


2021-2027年中國航天衛星行業市場深度分析及投資前景趨勢報告
《2021-2027年中國航天衛星行業市場深度分析及投資前景趨勢報告》共十四章,包含2021-2027年航天衛星行業投資機會與風險,航天衛星行業投資戰略研究,研究結論及投資建議等內容。



