付郁(北京空間科技信息研究所)
2018年世界航天發射活動已經落幕。與上一年度相比,本年度的發射活動格局發生顯著變化,中國以39次發射位居全球第一,推動全球航天發射次數達到114次,實現了自1991年以來全球年度發射次數首次破百;美國、俄羅斯分列第二和第三位,其后依次為歐洲、印度和日本。2018年全球進行的114次航天發射任務中,112次發射成功(包括1次部分成功),2次發射失敗。全年發射航天器461個,成功發射459個(包括部分成功),因發射失敗導致2個航天器損毀1本文所有數據均來自歐洲Gunterspace網站、美國航天飛行(spaceflight)網站。,航天器發射數量延續2017年火熱態勢,整體處于歷史高位水平。
在全年114次運載火箭發射中,中國憑借中國航天科技集團有限公司37次發射的強勢表現,全年發射次數達到39次,發射航天器數量達105個,發射次數繼2016年與美國并列全球第一后,第一次獨占全球榜首位置,并且這也是自2001年以來,單個國家年度發射次數的最高紀錄;美國發射次數為34次,位居全球次席,共發射航天器191個;俄羅斯發射次數為20次,發射航天器66個,相較上一年發射次數略有下滑,發射航天器數量顯著降低;歐洲發射8次,發射航天器16個,發射次數和發射航天器數量均有所降低;印度發射7次,排名反超日本上升至全球第五位,發射航天器69個,繼續保持“一箭多星”業務繁榮發展態勢;日本發射6次,發射航天器14個。
從單發火箭發射航天器平均數量看,印度憑借多次“一箭多星”發射繼續占據榜首位置,平均“一箭多星”數量為9.9個,美國和俄羅斯分列第二和第三位。

2018年全球發射航天器數量按發射國家統計情況

2018年各國發射運載火箭次數及其發射航天器數量對比
在2018年全年發射的461個航天器中,按照航天器所屬國家(用戶)統計,美國高達205個,相較2017年減少近32%,但仍以絕對優勢繼續排名第一;中國發射數量高達95個,位居全球第二位,是2017年的1.5倍;歐洲排名第三,發射數量相較2017年增加約30%;俄羅斯與上一年發射數量持平,排名延續全球第四名位置;日本和印度分列第五和第六位。
排除掉50kg及以下的航天器后,中國航天器數量為60個,反超美國躍居全球榜首位置,側面反映出中國加速推進航天強國建設,航天系統正處于大規模建設和快速發展階段;美國以58個排名第二,其質量大于50kg的航天器僅占本國發射航天器總數的28.29%,反映出美國小衛星發展高度活躍;歐洲和俄羅斯憑借26個、20個航天器數量分列第三和第四位。

2018年全球發射航天器數量按所屬國家統計情況

2017年和2018年發射航天器數量按所屬國家對比
2018年,科學與技術試驗衛星以7顆的優勢反超對地觀測衛星,發射數量高居首位,達到170顆;對地觀測衛星數量為163顆,相較2017年減少了34.8%,其主要原因是美國“鴿群”(Flock)和“狐猴”(Lemur)兩大商業遙感小衛星星座發射數量顯著減少;其后依次為通信衛星77顆、導航衛星26顆、載人及貨運航天器13個、空間探測器10個和非衛星2個。其中,非衛星是指運載火箭上面級配重模塊或不具備衛星功能的載荷儀器。2018年,因中國“北斗”系統高密度部署,使得導航衛星發射數量是2017年的1.36倍;2017年,全球未發射空間探測器,2018年發射數量則達到10個。

2018年全球發射航天器數量按任務領域統計情況

2017年和2018年發射航天器數量按任務領域對比
運行軌道分布統計只針對入軌航天器進行。在全年入軌的459個航天器中,按照航天器運行軌道統計,運行在低地球軌道(LEO)的航天器最多,達到383個,約占全年發射總數的83.44%,創造歷史新高;從質量大于50kg的航天器數量看,LEO軌道衛星數量為128個。

2018年全球發射航天器數量按運行軌道分布統計情況

2017年和2018年發射航天器數量按運行軌道分布對比
“一箭多星”發射推動50kg及以下的微納衛星發射數量快速增長,近幾年,50kg及以下的微納衛星均占年度發射數量的50%以上。從總體數據看,2018年各國的“一箭多星”發射記錄分別是美國“一箭六十二星”、俄羅斯“一箭二十八星”、印度“一箭二十二星”、中國“一箭十二星”、日本“一箭六星”和歐洲“一箭四星”,憑借這些“一箭多星”發射,2018年全球發射的50kg及以下的微納衛星數量達到261顆。

2018年全球發射航天器質量分布情況

2017年和2018年發射航天器按航天器質量統計對比
航天器研制所屬國均按主承包商的所屬國統計。2018年,美國研制的航天器數量為180個,較2017年減少了32%,主要在于美國初創商業遙感公司的大規模星座部署進程放緩;中國研制數量達到96個,是2017年的約1.46倍,超過歐洲位居全球第二位;歐洲研制數量達到86個,與2017年基本持平;俄羅斯、日本和印度分列第四、第五和第六位。
2018年,較大型宇航公司的排名針對50kg及以上衛星的研制情況進行統計,并且綜合考慮了航天器數量和質量等指標,登上前10排名榜的包括2家中國公司/機構、2家歐洲公司、2家美國公司、2家俄羅斯公司、1家加拿大公司和1家印度公司。
從發射數量看,中國空間技術研究院(CASC)憑借強勢表現躍居全球榜首位置;歐洲泰雷茲-阿萊尼亞航天公司(TAS)憑借為美國銥衛星通信公司(IRIDIUM)研制“下一代銥星”(Iridium NEXT)星座繼續保持較高業務量,排名位居第二位;中國科學院微小衛星創新研究院憑借研制多顆“北斗”衛星,數量攀升至全球第三位;美國諾格公司(Northrop Grumman)、歐洲空客防務與航天公司(ADS)、印度空間研究組織(ISRO)分列第四、第五和第六位;其后依次為俄羅斯科羅廖夫能源火箭航天集團(RKK Energia)、加拿大麥克薩公司(MAXAR)、美國洛馬公司(LM)和俄羅斯信息衛星系統-列舍特涅夫公司(ISS Reshetnev)。其中需要特別指出的是,加拿大麥克薩公司由加拿大麥德公司(MDA)與美國勞拉空間系統公司(SS/L)合并重組而成,該公司所研制發射的衛星已包含勞拉空間系統公司相關衛星。從發射質量看,俄羅斯科羅廖夫能源火箭航天集團研制發射的總質量高居榜首,其研制的7個航天器均為載人及貨運航天器;中國空間技術研究院排名次席,中國科學院微小衛星創新研究院排名第九。

2018年各主承包商的航天器數量和質量統計情況1)
2018年10月11日08:40,俄羅斯從拜科努爾航天發射中心利用聯盟-FG(Soyuz-FG)運載火箭發射聯盟 MS-10(Soyuz MS-10)載人飛船任務,火箭助推級分離時發生故障,緊急啟動發射中止系統,航天員安全著陸。聯盟 MS-10飛船原計劃于當日22:44與“國際空間站”對接,然而,在火箭發射后第117s,火箭助推級與芯級分離時,芯級火箭發動機突然關閉。航天員感到“失重”狀態,及時發現異常,并緊急啟動飛船上的發射中止系統,成功自救,飛船最終降落在哈薩克斯坦境內距離熱孜卡茲甘機場約25km的位置。事故發生后,俄羅斯中央軍區立即派出4架米-8直升機在哈薩克斯坦境內進行航天員搜救工作,及時將2名航天員救出。俄羅斯航天國家集團(Roskosmos)在事故發生第一時間成立了事故調查委員會進行深入調查,調查得出的發射故障原因是:由于火箭在發射場最后組裝階段中一個監測火箭推進器與火箭分離情況的傳感器發生了變形,導致其中一個推進器上的噴嘴蓋無法打開,推進器分離時撞上了火箭中部的燃料箱,導致其偏離了航線。
2018年10月27日08:00,中國在太原衛星發射中心利用朱雀-1(zhuQue-1)火箭發射未來-1(Weilai-1)衛星任務失敗。朱雀-1運載火箭是由民營火箭企業北京藍箭空間科技有限公司自主研發的三級運載火箭,全箭總長19m,箭體直徑1.35m,起飛質量27t,起飛推力45t。火箭于2018年10月27日發射升空后,一二級工作正常,整流罩分離正常,但三級出現異常,導致未能正常進入軌道。
從2018年全球航天器發射統計分析可以看出,世界航天活動具有如下特點和動向。
2018年,世界航天發射活動蓬勃開展,共完成114次航天發射活動,年度發射次數自1991年以來首次破百,創造了近28年來新的發射紀錄。中國發射次數在“長征”系列火箭的優異表現下強勢上漲,以39次發射首次獨占世界航天年度發射榜首位置,39次發射也創造了自2001年以來單個國家年度發射次數的新紀錄;憑借美國太空探索技術公司(SpaceX)“獵鷹”(Falcon)系列火箭的穩定表現,以及“獵鷹重型”(Falcon Heavy)火箭成功首飛、“電子”(Electron)火箭的連續3次發射成功,美國航天發射次數相較2017年也有所增長,位居全球第二位;受聯盟-FG運載火箭發射任務失敗影響,俄羅斯發射次數相較上一年減少了1次,發射次數位居全球第三位;歐洲和日本的發射次數也各減少了1次,其中歐洲位列第四,日本位居第六;印度地球同步衛星運載火箭-Mk2(GSLV-Mk2)成功首飛,帶動發射次數相較2017年增加了2次,排名反超日本位居全球第五位,并且憑借1次“一箭三十二星”和1次“一箭三十一星”發射活動,在國際商業發射市場表現搶眼。
低成本小型火箭、可重復使用火箭、重型運載火箭等多樣化進入空間能力的發展,極大地增加了主要航天國家及新興航天國家利用空間和探索空間機會,全球每年發射的航天器數量持續攀高。2018年全球累計發射航天器461個,航天器發射數量相較2017年雖略有下滑,但整體保持歷史高位水平,連續第二年實現發射數量突破450次大關。從航天器所屬國家看,美國受其低軌商業遙感微納衛星星座部署節奏放緩影響,其航天器發射數量相較上一年減少約1/3,俄羅斯航天器數量與上一年持平,中國、歐洲、日本、印度以及其他國家則實現了不同幅度的上漲。這表明,世界航天活動正在快速普及到傳統航天版圖之外,新興航天國家數量不斷增長。截至2018年底,全球超過90個國家、地區或組織利用航天器開展了空間活動。
2018年,全球宇航市場的“新”“舊”力量并行發展,以其各自的特點不斷重塑全球宇航市場秩序:初創商業公司以創新的研制模式和商業模式快速發展,如美國行星公司(Planet)利用傳統行業技術實現微納衛星批量化研制與快速制造,這類新興公司主要業務集中于50kg以下小衛星,其業務模式主要是垂直集成型,即宇航研制能力主要滿足公司內部提出的低軌大規模星座需求,不面向全球市場提供宇航制造服務;傳統宇航企業兼并重組持續上演,繼2017年加拿大麥德公司收購美國數字地球公司(DigitalGlobe)并重構全球遙感衛星市場后,2018年美國諾格公司收購軌道-ATK公司,以進一步豐富其面向美國政府和軍方用戶提供多樣化服務的能力。