未來10年小衛(wèi)星發(fā)展前瞻分析

郭夢媞 （歐洲咨詢公司）

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)、人工智能技術(shù)、高頻率變化探測等相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星開始變得小型化和近地化。新建的低成本衛(wèi)星星座旨在通過低延遲或高頻率變化探測提供全球連接。歐洲咨詢公司（Euroconsult）預(yù)計(jì)今后10年內(nèi)將發(fā)射約10105顆500kg以下的衛(wèi)星。小衛(wèi)星數(shù)量增長的主要原因是少數(shù)資金充裕、雄心勃勃的新進(jìn)入者尋求開發(fā)大型星座，例如太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的“星鏈”（Starlink）星座,亞馬遜公司(Amazon)的“柯伊柏”(Kuiper)星座。新冠肺炎疫情（COVID-19）并不會使未來10年發(fā)射的小衛(wèi)星總數(shù)量減少，其影響更多地體現(xiàn)在區(qū)域和應(yīng)用市場等其他方面。

1 小衛(wèi)星應(yīng)用市場

小衛(wèi)星星座涵蓋了一系列應(yīng)用，包括通信、對地觀測、科技、安全、科學(xué)與探索和空間物流等。隨著時間的推移，小衛(wèi)星服務(wù)于不同應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)也發(fā)生著變化，預(yù)計(jì)2020－2029年將呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：

1）通信類小型衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量預(yù)計(jì)將出現(xiàn)最強(qiáng)勁的增長：未來10年發(fā)射總數(shù)量將達(dá)到近5700顆，僅“星鏈”衛(wèi)星和“柯伊柏”衛(wèi)星就占比92%。

2）雖然對地觀測類小型衛(wèi)星的市場份額有所下降，但預(yù)計(jì)其衛(wèi)星數(shù)量將有所增長，從2010－2019年的580顆增加到2020－2029年的近1500顆。增長主要來源于多光譜和合成孔徑雷達(dá)（SAR）小衛(wèi)星。

3）科技類衛(wèi)星被定義為未來技術(shù)和有效載荷的試驗(yàn)臺，用于支持技術(shù)創(chuàng)新和教育，將從過去10年的710顆增長到未來10年的約1200顆。

4）利用窄帶連接遠(yuǎn)程設(shè)備和用戶的信息小衛(wèi)星迎來了新的發(fā)展勢頭。預(yù)計(jì)將有950顆衛(wèi)星通過新興的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和機(jī)器對機(jī)器（M2M）通信，從遠(yuǎn)程設(shè)備和聯(lián)網(wǎng)車輛等地面?zhèn)鞲衅魇占瘮?shù)據(jù)，用于空中和海上交通監(jiān)測系統(tǒng)，包括天基船舶自動識別系統(tǒng)（AIS)、廣播式自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng) (ADS-B) 和射頻監(jiān)測。

5）用于安全、科學(xué)與探索和空間物流等其他新興應(yīng)用的衛(wèi)星約560顆。

2010－2019 年發(fā)射小衛(wèi)星數(shù)量（左）及2020－2029 年預(yù)計(jì)發(fā)射小衛(wèi)星數(shù)量（右）

2 小衛(wèi)星發(fā)射用途

未來10年，商業(yè)運(yùn)營是小衛(wèi)星應(yīng)用最主要的部分，約占衛(wèi)星總數(shù)的76%。大部分商業(yè)運(yùn)營的小衛(wèi)星將以衛(wèi)星星座的形式存在。例如，SpaceX公司的“星鏈”衛(wèi)星已經(jīng)部署了千余顆，并在新冠肺炎疫情蔓延的背景下仍持續(xù)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。預(yù)計(jì)成熟度較高的項(xiàng)目也將在未來幾年內(nèi)完成全面部署。但值得注意的是，小衛(wèi)星的商業(yè)化運(yùn)營仍然存在多種風(fēng)險和挑戰(zhàn)，包括大量的前期資金支出、未經(jīng)證實(shí)的商業(yè)模式，以及可能影響投資者投入資金意愿的復(fù)雜經(jīng)濟(jì)環(huán)境等。未來10年，除了商業(yè)運(yùn)營的小衛(wèi)星之外，還有11%的小衛(wèi)星用于學(xué)術(shù)研究，7%用于民用政府，6%用于國防。

3 小衛(wèi)星制造和發(fā)射市場總值

從市場價值來看，未來10年，小型衛(wèi)星的制造和發(fā)射市場總值預(yù)計(jì)將達(dá)到513億美元，是過去10年市場總值的3倍多。同期相比，總共發(fā)射的小衛(wèi)星的數(shù)量預(yù)計(jì)增加6倍，這體現(xiàn)了新增衛(wèi)星成本的降低。制造和發(fā)射成本的下降主要得益于立方體衛(wèi)星和量產(chǎn)星座的興起。商業(yè)小衛(wèi)星將成為未來10年市場總值最高的一個類別，根據(jù)歐洲咨詢公司估計(jì)，其市場總值將從過去10年的33億美元增長到未來10年的約175億美元。民用政府小衛(wèi)星預(yù)計(jì)在未來10年是第二大小型衛(wèi)星類別，其市場總值估計(jì)達(dá)到170億美元，其主要參與者是空間機(jī)構(gòu)和研究機(jī)構(gòu)。由于政府的預(yù)算和采購周期變化，通常這類衛(wèi)星的市場總值有周期性波動。國防類小衛(wèi)星預(yù)計(jì)未來10年市場總值達(dá)到159億美元，與過去10年相比，增長489%。以前國防類的衛(wèi)星更傾向于使用能力強(qiáng)、壽命長、科技含量高的大型衛(wèi)星，但現(xiàn)在逐步開始采用小型衛(wèi)星參與運(yùn)作。

2010－2019年，全球共發(fā)射了1805顆小衛(wèi)星。“極軌衛(wèi)星運(yùn)載火箭”（PSLV）、獵鷹－9（Falcon－9）和“聯(lián)盟”（Soyuz）3種火箭占發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量的46%，共計(jì)攜帶了829顆小衛(wèi)星。以前，小衛(wèi)星入軌困難且發(fā)射時間常有延誤，經(jīng)歷了多年的瓶頸期，隨著新型運(yùn)載火箭和小衛(wèi)星發(fā)射中介機(jī)構(gòu)等的出現(xiàn)，小衛(wèi)星有了更多的發(fā)射選擇。未來10年，小衛(wèi)星發(fā)射市場價值預(yù)計(jì)將從過去10年的39億美元增加至176億美元。火箭公司從前認(rèn)為小衛(wèi)星的發(fā)射需求分散，成本低廉，其利潤不如傳統(tǒng)的地球靜止軌道（GEO）大型衛(wèi)星，并沒有引起重視。但由于小衛(wèi)星項(xiàng)目如雨后春筍般迅速興起，加之傳統(tǒng)的大型衛(wèi)星發(fā)射需求大大減少，火箭公司迅速調(diào)整市場戰(zhàn)略，開始著手重點(diǎn)開發(fā)兩種發(fā)射器，一種是成本低廉的微型或小型發(fā)射器，另外一種是如“新格倫”（New Glenn）火箭和“星際客船”（Starship）之類的重型發(fā)射器。

小衛(wèi)星市場2個10年對比一覽表

4 結(jié)語

總體而言, 近年來，隨著各大小衛(wèi)星星座項(xiàng)目逐步啟動發(fā)射，小衛(wèi)星市場將迎來高速發(fā)展。新冠肺炎疫情的影響主要在一些小衛(wèi)星項(xiàng)目的生產(chǎn)發(fā)射和投融資方面，長期來看并不會直接影響小衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量的增長。相反，由于大型衛(wèi)星星座項(xiàng)目的推進(jìn)、發(fā)射選擇的多樣性以及發(fā)射能力的提高。從發(fā)射數(shù)量、發(fā)射質(zhì)量和制造發(fā)射市場總值上看，未來10年小衛(wèi)星將會實(shí)現(xiàn)翻倍增長。