2021年全球航天發(fā)射統(tǒng)計(jì)分析

付郁（北京空間科技信息研究所）

1根據(jù)國際通用航天發(fā)射專業(yè)信息源，伊朗在2021年發(fā)射次數(shù)據(jù)推測(cè)有2次或3次兩種可能，本文結(jié)合多種信息渠道，采用伊朗發(fā)射3次的結(jié)論。

2021年，世界航天活動(dòng)克服疫情影響，呈現(xiàn)蓬勃開展、高位推進(jìn)態(tài)勢(shì)，特別是在中國和美國的強(qiáng)勁帶動(dòng)下，世界航天發(fā)展創(chuàng)造了新的紀(jì)錄。

1 2021年世界航天活動(dòng)再次創(chuàng)造“雙高”紀(jì)錄

2021年，全球航天發(fā)射活動(dòng)高度活躍，全球累計(jì)進(jìn)行了146次航天活動(dòng)，是1957年有航天發(fā)射活動(dòng)以來的最高值；發(fā)射航天器共計(jì)1846個(gè)，繼2020年全球發(fā)射航天器數(shù)量首次破千后再創(chuàng)歷史新高，總質(zhì)量達(dá)到約778t，為2009年（該年總發(fā)射質(zhì)量為829.1t）以來的最大值。中國以全年55次發(fā)射居世界首位，全年發(fā)射載荷總質(zhì)量191.19t；美國開展51次航天發(fā)射，發(fā)射載荷總質(zhì)量403.3t。

按火箭所屬國家或地區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

全年146次運(yùn)載火箭發(fā)射中，中國發(fā)射次數(shù)達(dá)到55次，自2018、2019年后第三次獨(dú)占發(fā)射榜首，為本國及國際用戶發(fā)射航天器數(shù)量達(dá)115個(gè)，發(fā)射次數(shù)及發(fā)射航天器數(shù)量均實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)，其中中國航天科技集團(tuán)有限公司研制的“長(zhǎng)征”系列運(yùn)載火箭共完成48次發(fā)射，在全球宇航企業(yè)中排名第一。美國全年進(jìn)行了51次發(fā)射活動(dòng)，排名第二，但其發(fā)射的航天器數(shù)量達(dá)到1335個(gè)，單箭平均發(fā)射航天器數(shù)量為26.2個(gè)，運(yùn)載能力突出。俄羅斯火箭發(fā)射次數(shù)為25次，發(fā)射航天器340個(gè)，發(fā)射次數(shù)和發(fā)射航天器數(shù)量均實(shí)現(xiàn)了增長(zhǎng)；歐洲火箭發(fā)射6次，發(fā)射航天器19個(gè)，發(fā)射航天器數(shù)量相較上一年大幅下滑；日本火箭發(fā)射3次，發(fā)射11個(gè)航天器；印度火箭發(fā)射2次，發(fā)射20個(gè)航天器；伊朗火箭發(fā)射3次，都未能取得成功；韓國火箭發(fā)射1次，也以失敗告終。

2021年各國/地區(qū)火箭發(fā)射次數(shù)及發(fā)射航天器數(shù)量統(tǒng)計(jì)表（含發(fā)射失敗）

從成功入軌的航天器總質(zhì)量統(tǒng)計(jì)來看，美國自2016年起連續(xù)六年排名全球第一，2021年發(fā)射入軌總質(zhì)量達(dá)到402.6t；中國以190.5t位列第二，俄羅斯、歐洲發(fā)射總質(zhì)量分列第三和第四位。

按航天器所屬國家或地區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

按照成功入軌航天器所歸屬的國家或地區(qū)統(tǒng)計(jì)，美國航天器數(shù)量為1251個(gè)，繼續(xù)以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)排名第一。美國航天器大幅增長(zhǎng)的主要原因在于，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）繼續(xù)推動(dòng)“星鏈”（Starlink）星座部署，分19批次部署了989顆“星鏈”衛(wèi)星。屬于歐洲的航天器數(shù)量為355個(gè)，位居全球第二，其主要構(gòu)成是“一網(wǎng)”（OneWeb）通信衛(wèi)星星座，分8個(gè)批次部署了284顆“一網(wǎng)”衛(wèi)星；屬于中國的航天器數(shù)量為113個(gè)，排名第三；日本航天器數(shù)量22個(gè)，排名第四；俄羅斯、印度位列其后。

2021年各國/地區(qū)所屬航天器數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

按航天器研制國家或地區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

本節(jié)所謂“按航天器研制國家或地區(qū)統(tǒng)計(jì)”，指的是按照航天器研制機(jī)構(gòu)所屬的國家或地區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，既包括該研制機(jī)構(gòu)為本國或地區(qū)研制的航天器，也包括其為國際用戶研制的航天器。

按成功入軌航天器研制國家或地區(qū)統(tǒng)計(jì)，美國研制航天器數(shù)量與質(zhì)量均排名第一，中國均排名第二。從數(shù)量看，美國研制的航天器數(shù)量為1535個(gè)，較2020年增加約40%，占比全球入軌航天器總數(shù)的84%，主要原因是美國太空探索技術(shù)公司的“星鏈”衛(wèi)星和歐洲“一網(wǎng)”星座衛(wèi)星目前都在美國研制，這兩個(gè)星座的衛(wèi)星總數(shù)達(dá)1273顆，占比美國全年研制航天器總數(shù)的83%；中國研制的航天器數(shù)量為113個(gè)，比2020年增加約44%，仍大幅度領(lǐng)先歐洲，位居全球第二；歐洲研制航天器數(shù)量為72個(gè)，位居全球第三；日本研制航天器數(shù)量為25個(gè)，位居第四；俄羅斯研制航天器數(shù)量為18個(gè)，位居第五。

從質(zhì)量看，美國研制航天器總質(zhì)量約447.5t，較2020年增長(zhǎng)約29%；中國研制航天器總質(zhì)量達(dá)到190.5t，較2020年增長(zhǎng)約84.2%，且大幅領(lǐng)先俄羅斯，穩(wěn)居全球第二，這主要得益于中國載人空間站開啟全面建設(shè)；俄羅斯研制航天器總質(zhì)量為95.5t，相較2020年實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)，排名第三。

2021年各國/地區(qū)研制航天器總數(shù)量和總質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

按航天器技術(shù)領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2021年，隨著“星鏈”“一網(wǎng)”等全球低軌互聯(lián)網(wǎng)星座繼續(xù)推進(jìn)業(yè)務(wù)化部署，通信衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量繼續(xù)維持在高位，總數(shù)達(dá)到1405顆，相較2020年增加約38.9%；科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星以199顆位居第二，相較2020年增加約1.1倍；低軌“鴿群”（Flock）光學(xué)遙感星座和“狐猴”（Lemur）商業(yè)氣象星座持續(xù)補(bǔ)網(wǎng)建設(shè)，同時(shí)低軌其他的光學(xué)成像星座、合成孔徑雷達(dá)成像星座、射頻定位星座持續(xù)推進(jìn)建設(shè)，使得對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)量小幅增長(zhǎng)至188顆，位居第三；其后依次為載人航天器（含載人飛船和貨運(yùn)飛船）21個(gè)，導(dǎo)航衛(wèi)星4顆，空間探測(cè)器4個(gè)。整體看，2021年，除導(dǎo)航衛(wèi)星和空間探測(cè)器外，其他技術(shù)領(lǐng)域的航天器發(fā)射數(shù)量相比2020年均實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。

2021年全球發(fā)射入軌的航天器按技術(shù)領(lǐng)域分布情況

按航天器發(fā)射質(zhì)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果

小衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量實(shí)現(xiàn)跨越式增長(zhǎng)。500kg以下小衛(wèi)星延續(xù)高度活躍態(tài)勢(shì)，該類小衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量占全年發(fā)射航天器總數(shù)的比例超過94.6%，發(fā)射質(zhì)量占全年發(fā)射航天器總質(zhì)量的42%。100kg以下微納衛(wèi)星延續(xù)了2010年以來的高度活躍態(tài)勢(shì)，特別是基于立方體衛(wèi)星的商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)星座、中高分辨率光學(xué)遙感星座保持規(guī)模化部署。與此同時(shí)，100～500kg的微小衛(wèi)星成為新增長(zhǎng)極，原因主要在于美國及歐洲低軌寬帶星座開啟規(guī)模化部署，“星鏈”“一網(wǎng)”等通信星座都屬于此類。其他質(zhì)量區(qū)間的航天器發(fā)射數(shù)量基本無變化。

2021年全球發(fā)射入軌的航天器質(zhì)量分布情況

2 在軌航天器數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

截至2021年底，全球在軌工作航天器達(dá)到5074個(gè)。

按航天器所屬國家/地區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

按照航天器所歸屬的（用戶）國家統(tǒng)計(jì)，美國最多，達(dá)3047個(gè)，歐洲812個(gè)，俄羅斯178個(gè)，日本106個(gè)，印度67個(gè)，其他國家或組織共864個(gè)。

按航天器技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

在軌運(yùn)行的5074個(gè)航天器中，按照航天器技術(shù)領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)，通信衛(wèi)星數(shù)量最多，達(dá)到3146顆，對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星1015顆，科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星705顆，導(dǎo)航定位衛(wèi)星154顆，深空探測(cè)器45個(gè)，載人航天器9個(gè)（包括“國際空間站”、載人及貨運(yùn)飛船）。從占比看，通信、對(duì)地觀測(cè)和導(dǎo)航構(gòu)成的應(yīng)用衛(wèi)星占比達(dá)到85.04%，占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。

按航天器運(yùn)行軌道的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

在軌運(yùn)行的5074個(gè)航天器中，運(yùn)行在低地球軌道（LEO）的航天器數(shù)量最多，達(dá)4248個(gè)，占在軌航天器總數(shù)的80%以上；地球靜止軌道（GEO）587個(gè)，中地球軌道（MEO）142個(gè)，大橢圓軌道（HEO）52個(gè)，非地球軌道45個(gè)。

截至2021年底的在軌航天器數(shù)量按所屬國家/地區(qū)統(tǒng)計(jì)

在軌航天器數(shù)量按技術(shù)領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)

在軌航天器數(shù)量按運(yùn)行軌道分布情況

3 年度發(fā)展特點(diǎn)分析

航天發(fā)射創(chuàng)造紀(jì)錄，發(fā)射次數(shù)及航天器發(fā)射數(shù)量雙創(chuàng)新高

2021年，全球航天發(fā)射活動(dòng)高度活躍，是1957年有航天發(fā)射活動(dòng)以來的最高值；全球發(fā)射航天器數(shù)量繼2020年首次破千后再創(chuàng)歷史新高，發(fā)射總質(zhì)量為2009年以來的最大值。中國以全年55次發(fā)射量居世界首位。其中，中國航天科技集團(tuán)有限公司“長(zhǎng)征”系列運(yùn)載火箭共計(jì)完成48次發(fā)射，發(fā)射成功率100%，發(fā)射次數(shù)居全球宇航企業(yè)第一。

小型運(yùn)載火箭密集試飛，導(dǎo)致全年發(fā)射失敗次數(shù)居高不下

2021年，全球發(fā)生11次發(fā)射失敗事故，是自1971年全球發(fā)生14次火箭發(fā)射失敗以來的最高峰。一方面，印度地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭（GSLV）失利再次證明，航天活動(dòng)高風(fēng)險(xiǎn)屬性始終存在，現(xiàn)役主力火箭需持續(xù)提高可靠性；另一方面，2021年共有4次全新型或改進(jìn)型火箭首飛，且全部失敗。新技術(shù)的引入必然帶來更大技術(shù)挑戰(zhàn)，特別是隨著近年來各國商業(yè)小型運(yùn)載火箭發(fā)展活躍，商業(yè)初創(chuàng)公司在高可靠性和低成本之間的權(quán)衡考量，導(dǎo)致新型火箭首飛失敗率較高。

低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座高速發(fā)展，演變成為新的大國競(jìng)技場(chǎng)

2021年，通信領(lǐng)域低軌巨型星座加速部署，美國“星鏈”星座全年部署989星，占美國全年部署航天器的74.8%；全球全年部署低軌互聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星1017顆，占全球全年部署總數(shù)量的55.9%，創(chuàng)歷史新高，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)演變成為新的大國競(jìng)技場(chǎng)。同時(shí)，加拿大“光速”星座、歐洲自主低軌星座、俄羅斯“球體”星座、日本多軌集成網(wǎng)絡(luò)等項(xiàng)目密集推進(jìn)，未來低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座的競(jìng)爭(zhēng)將進(jìn)一步白熱化，對(duì)于頻率軌道資源的爭(zhēng)奪將進(jìn)一步加劇。

空間環(huán)境日益擁擠，航天器運(yùn)行安全問題凸顯

在軌航天器和空間碎片激增，致使空間環(huán)境日益擁擠，航天器運(yùn)行安全問題嚴(yán)峻。2021年俄羅斯開展了反衛(wèi)試驗(yàn)，該試驗(yàn)產(chǎn)生了超過1500個(gè)可跟蹤空間碎片，另外還可能包括數(shù)十萬個(gè)微型空間碎片，對(duì)“國際空間站”（ISS）、中國空間站及其他國家衛(wèi)星安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。2021年底，“星鏈”星座兩顆衛(wèi)星險(xiǎn)些碰撞中國空間站，致使中國空間站進(jìn)行了緊急規(guī)避。大量航天器及空間碎片致使空間環(huán)境不斷惡化，空間環(huán)境保護(hù)及航天器運(yùn)行管理問題亟待解決。