2020 年全球航天發射統計分析

張鑫偉 付郁（北京空間科技信息研究所）

2020 年，全球航天活動延續2019 年活躍態勢，盡管遭受到新冠疫情沖擊，但在美國、中國航天活動的發展帶動下，全球航天活動蓬勃推進。2020 年全球共完成114 次航天發射，其中，104 次發射成功，10 次發射失敗；合計發射航天器1278 個，成功入軌航天器1259 個，發射數量創歷史新高。

1 2020 年全球航天活動創造“雙高”紀錄

2020 年，全球共完成114 次航天發射，實現連續三年“破百”，年度發射次數與2018 年次數持平，并列20 世紀90 年代冷戰結束以來的最高位。航天器發射數量首次“破千”，創造了航天器年度發射數量歷史新高。

按火箭所屬國家/地區統計

（1）發射次數和發射航天器數量統計分析

在全年114 次航天發射中，美國發射次數為44次，位居全球首席，共發射航天器953 個，發射航天器數量相較上一年顯著增長；中國發射次數為39 次，為本國及國際用戶發射航天器數量達90 個，其中，中國航天科技集團有限公司研制的火箭共完成34 次發射，在全球航天企業中排名第一。

從火箭發射結果看，2020 年全球共有10 次火箭發射失敗，導致19 個航天器損毀。新研商業小型火箭首飛失敗、現役主力火箭發生故障是導致2020 年發射失敗次數偏高的主要原因。

（2）發射航天器質量統計分析

從成功入軌的航天器總質量統計來看，美國自2016 年起連續第五年排名全球第一，2020 年發射總質量達到325.5t；中國以93t 位列第二，俄羅斯、歐洲發射總質量分列第三和第四位。

2020 年各國家/地區火箭發射次數及發射航天器數據統計（含發射失敗）

2020 年各國家/地區火箭成功發射航天器數據統計

按航天器所屬國家/地區統計

在2020 年全年發射的1278 個航天器中，按航天器所屬國家/地區統計，美國的航天器數量為994個，較2019 年增加約2.6 倍（2019 年為274 個），以絕對優勢排名第一。美國航天器大幅增長的主要原因在于，美國太空探索技術公司（SpaceX）全面推動“星鏈”（Starlink）星座部署，分14 批次部署了833 顆“星鏈”衛星；歐洲的航天器數量為134 個，位居全球第二位，其主要構成是“一網”（OneWeb）通信星座；中國的航天器數量為77 個，排名第三；俄羅斯的航天器數量為23 個，排名延續全球第四名；日本、印度分列第五和第六。

按航天器研制國家/地區統計

按航天器研制國家/地區統計，指的是按照航天器研制機構所屬的國家/地區進行統計，既包括該研制機構為本國/地區研制的航天器，也包括其為國際用戶研制的航天器。

2020 年全球各國家/地區研制航天器總數量和總質量統計

從數量看，全球發射的1278 個航天器中，美國研制的航天器數量為1099 個，較2019 年增加約3.1倍（2019 年為270 個），主要原因是“星鏈”星座的規模化部署；中國研制的航天器數量為78 個，比2019 年略有下滑，但仍大幅度領先歐洲，位居全球第二位；歐洲研制航天器數量為36 個，位居全球第三位，相較2019 年減少約43.75%（2019 年為64 個）；俄羅斯研制航天器數量為23 個，位居第四位；日本研制航天器數量為7 個，相較2019 年減少50%（2019年為14 個）；印度研制航天器數量大幅下降，從2019 年的10 個下降至3 個；其他國家/地區共研制了32 個航天器。

從質量看，美國研制的航天器總質量約347.0t， 較2019 年 增 長 約1.1 倍（2019 年 為168.6t），總質量及增幅均高居榜首位置；中國研制航天器總質量達到103.4t，大幅領先俄羅斯，位居全球第二位；俄羅斯研制航天器總質量為43.8t，相較上一年下降（2019 年為70.23t），排名第三位。

2020 年各主承包商研制的航天器數量和質量統計

從研制機構看，綜合考慮航天器數量和質量指標，2020 年，登上前10 名榜單的有5 家美國研制商、2 家俄羅斯研制商、1 家中國研制商、1 家歐洲研制商和1 家日本研制商。這10 家研制商在2020 年研制發射的航天器數量占全球航天器總數的79.03%，總質量占比為89.6%。美國SpaceX 公司憑借其研制發射的“星鏈”星座而高居榜首，成為新興商業航天力量的突出代表；中國空間技術研究院以82.98t 的總質量排名第二，雖然研制發射航天器總數相較美國SpaceX 公司差距較大，但單星平均質量高于SpaceX公司。其他的傳統知名航天企業表現相對平淡，研制發射的航天器數量普遍不高。整體看，美國與其他國家/地區的研制商呈現出顯著不同：2020 年，美國傳統制造商整體表現平淡，具備批量化研制能力的新興航天企業表現突出；中國、俄羅斯、歐洲、日本等仍以老牌制造商為主體。

按航天器技術領域統計

2020 年，隨著“星鏈”、“一網”等全球低軌寬帶星座啟動業務化部署，以及大量物聯網星座開展首批衛星在軌飛行驗證，通信衛星發射數量大幅提高，總數達到1012 顆，相較2019 年增加約4.7 倍（2019年為178 顆），發射數量高居首位；低地球軌道（LEO）“鴿群”（Flock）光學遙感星座和“狐猴”（Lemur）商業氣象星座延續部署節奏，從星座建設邁入數據應用開發階段，同時LEO 軌道其他的光學成像星座、合成孔徑雷達（SAR）成像星座、射頻定位星座暫時處于早期在軌技術驗證階段，使得對地觀測衛星數量小幅增長至146 顆，位居第二；科學與技術試驗衛星繼續保持較高數量，以96 顆位居第三；其后依次為載人航天器（含載人飛船和貨運飛船）13 個，導航衛星6 顆，空間探測器5 個。

2020 年全球發射航天器數量按技術領域統計情況

按航天器發射質量統計

500kg 以下小衛星延續高度活躍態勢，該類小衛星發射數量占全年發射航天器總數的比例超過94.4%。其中，2020 年發射的航天器相較2019 年，質量為1 ～10kg的航天器數量顯著降低，原因主要是美國“鴿群”、“狐猴”等商業對地觀測微納星座放緩了衛星部署節奏，進入了星座在軌運行及地面應用開發階段；質量為100 ～500kg 的航天器數量相較2019 年大幅增長，原因主要在于美國低軌寬帶星座開啟規模化部署，成為新的增長極。其他質量區間的航天器發射數量變化相對平穩。

2020 年全球發射航天器數量按質量分布統計情況

2 在軌航天器數據統計與分析

截至2020 年底，全球在軌工作航天器達到3536 個。

按航天器所屬國家/地區統計

按照航天器所屬國家/地區統計，美國最多，達1980 個，歐洲479 個，中國441 個，俄羅斯190 個，日本95 個，印度63 個，其他國家/組織共288 個。

截至2020 年底，全球發射航天器數量按所屬國家/地區統計情況

按航天器技術領域數據統計

按照航天器技術領域統計，通信衛星數量最多，達到1851 顆，對地觀測衛星894 顆，科學與技術試驗衛星592 顆，導航定位衛星154 顆，深空探測器40 個，載人航天器7 個（包括“國際空間站”、載人及貨運飛船）。

截至2020 年底，全球在軌航天器數量按技術領域統計情況

按航天器運行軌道數據統計

按航天器運行軌道數據統計，運行在LEO 軌道的在軌航天器數量最多，達2733 個，占在軌航天器總數的70%以上；地球靜止軌道（GEO）575 個，中地球軌道（MEO）139 個，大橢圓軌道（HEO）50 個，非地球軌道39 個。

截至2020 年底，全球在軌航天器數量按運行軌道分布情況

3 2020 年度發展特點分析

從2020 年全球航天器發射統計分析可以看出，全球航天活動具有如下特點和動向。

航天活動高度活躍，航天器發射數量首次“破千”

隨著“一箭多星”技術不斷成熟并獲得廣泛應用，以及大量新的小型運載火箭投入業務化應用，進入空間的成本門檻持續降低。與此同時，微小衛星的快速發展及應用，推動空間利用成本不斷降低，這使得大量發展中國家、初創企業具備了研制發射衛星的能力，推動了航天活動的繁榮與普及。隨著低軌巨型星座全面啟動建設，2020 年，世界航天發展高度活躍，火箭發射次數居于20 世紀90 年代冷戰結束以來的最高位，航天器發射數量再次創造新的紀錄，特別是完成首次“破千”，實現了“高臺跨步”。由于大量商業公司陸續啟動LEO 軌道巨型星座計劃，未來航天活動將延續高速發展態勢。

SpaceX 公司創造記錄，“獵鷹”火箭25 次發射全部成功

2020 年，SpaceX 公司共完成25 次航天發射任務，火箭型號均是獵鷹－9（Falcon－9）火箭，成功率100%，合計把857 個航天器送入軌道，入軌總質量283.8t，占2020 年全球成功入軌航天器總質量的53%（全球總質量537.3t），航天運載能力表現搶眼。從用戶分布看，25 次發射包括該公司14 次“星鏈”任務、4 次“龍”（Dragon）飛船任務，美國軍方任務3 次，以及來自歐洲、韓國和其他商業公司的任務4 次，這表明SpaceX 公司火箭發射能力已經獲得政府、軍方和商業市場的高度認可。近年來，SpaceX公司的亮眼表現，成為支撐美國在全球航天發射市場穩居前二位置的主要原因，也極大地改變了世界航天發射市場格局。

新型火箭密集首飛，發射失敗創造近50 年新高

2020 年，全球發生10 次發射失敗事故，這是自1971 年全球發生14 次火箭發射失敗以來的最高峰。一方面，現役主力火箭仍存在著航天活動的高風險屬性，發射成功率有待進一步提升；另一方面，近年來各國火箭升級換代不斷加速，特別是在商業資本的推動下，商業小型運載火箭發展活躍并進入試飛密集期，2020 年共有11 次全新型或改進型火箭首飛。新技術的引入必然帶來更大的技術挑戰，加上商業初創公司在高可靠性和低成本之間的成本考慮，導致新型火箭首飛失敗率較高，2020 年11 次首飛火箭失敗5 次，失敗率達到45.5%。

商業航天“高歌猛進”，低軌小衛星星座高速發展

2020 年，商業航天實現快速、廣泛發展，特別是通信領域低軌巨型星座加速部署、遙感領域星座維持運行，引發的模式變革、技術顛覆不容小覷。商業航天“高歌猛進”的背后，表現出的是小衛星發射數量跨越式增長，并在質量細分區間呈現新的特點。100kg 以下微納衛星延續了2010 年以來的高度活躍態勢，特別是基于立方體衛星的商業物聯網星座、中高分辨率光學遙感星座保持規模化部署。與此同時，100 ～500kg 的微小衛星成為新增長極，“星鏈”、“一網”等通信星座和“天空衛星”（SkySat）光學遙感星座都屬于此類。這類微小衛星在保持性能和降低成本方面實現了較好的平衡，適用于“一箭多星”發射，在構建低軌寬帶星座、低軌高分辨率光學或雷達成像星座方面具有顯著優勢，將是商業航天后續發展的重要方向。