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未来10年小卫星发展前瞻分析

发布时间:2021-12-28作者来源:金航标浏览:259

随着计算机技术、数据分析技术、人工智能技术、高频率变化探测等相关科学技术的发展,卫星开始变得小型化和近地化。新建的低成本卫星星座旨在通过低延迟或高频率变化探测提供全球连接。欧洲咨询公司(Euroconsult)预计今后10年内将发射约10105颗500kg以下的卫星。小卫星数量增长的主要原因是少数资金充裕、雄心勃勃的新进入者寻求开发大型星座,例如太空探索技术公司(SpaceX)的“星链”(Starlink)星座,亚马逊公司 (Amazon) 的“柯伊柏”(Kuiper) 星座。新冠肺炎疫情(COVID-19)并不会使未来10年发射的小卫星总数量减少,其影响更多地体现在区域和应用市场等其他方面。



1 小卫星应用市场  

小卫星星座涵盖了一系列应用,包括通信、对地观测、科技、安全、科学与探索和空间物流等。随着时间的推移,小卫星服务于不同应用的侧重点也发生着变化,预计2020-2029年将呈现如下特点:


1)通信类小型卫星的发射数量预计将出现最强劲的增长:未来10年发射总数量将达到近5700颗,仅“星链”卫星和“柯伊柏”卫星就占92%。


2)虽然对地观测类小型卫星的市场份额有所下降,但预计其卫星数量将有所增长,从2010-2019年的580颗增加到2020-2029年的近1500颗。增长主要来源于多光谱和合成孔径雷达(SAR)小卫星。


3)科技类卫星被定义为未来技术和有效载荷的试验台,用于支持技术创新和教育,将从过去10年的710颗增长到未来10年的约1200颗。


4)利用窄带连接远程设备和用户的信息小卫星迎来了新的发展势头。预计将有950颗卫星通过新兴的物联网(IoT)和机器对机器(M2M)通信,从远程设备和联网车辆等地面传感器收集数据,用于空中和海上交通监测系统,包括天基船舶自动识别系统(AIS)、广播式自动相关监视系统(ADS-B)和射频监测。


5)用于安全、科学与探索和空间物流等其他新兴应用的卫星约560颗。


2 小卫星发射用途

未来10年,商业运营是小卫星应用最主要的部分,约占卫星总数的76%。大部分商业运营的小卫星将以卫星星座的形式存在。例如,SpaceX公司的“星链”卫星已经部署了千余颗,并在新冠肺炎疫情蔓延的背景下仍持续进行大规模生产。预计成熟度较高的项目也将在未来几年内完成全面部署。但值得注意的是,小卫星的商业化运营仍然存在多种风险和挑战,包括大量的前期资金支出、未经证实的商业模式,以及可能影响投资者投入资金意愿的复杂经济环境等。未来10年,除了商业运营的小卫星之外,还有11%的小卫星用于学术研究,7%用于民用政府,6%用于国防。


3 小卫星制造和发射市场总值

从市场价值来看,未来10年,小型卫星的制造和发射市场总值预计将达到513亿美元,是过去10年市场总值的3倍多。同期相比,总共发射的小卫星的数量预计增加6倍,这体现了新增卫星成本的降低。制造和发射成本的下降主要得益于立方体卫星和量产星座的兴起。商业小卫星将成为未来10年市场总值最高的一个类别,根据欧洲咨询公司估计,其市场总值将从过去10年的33亿美元增长到未来10年的约175亿美元。民用政府小卫星预计在未来10年是第二大小型卫星类别,其市场总值估计达到170亿美元,其主要参与者是空间机构和研究机构。由于政府的预算和采购周期变化,通常这类卫星的市场总值有周期性波动。国防类小卫星预计未来10年市场总值达到159亿美元,与过去10年相比,增长489%。以前国防类的卫星更倾向于使用能力强、寿命长、科技含量高的大型卫星,但现在逐步开始采用小型卫星参与运作。


2010-2019年,全球共发射了1805颗小卫星。“极轨卫星运载火箭”(PSLV)、猎鹰-9(Falcon-9)和“联盟”(Soyuz)3种火箭占发射卫星数量的46%,共计携带了829颗小卫星。以前,小卫星入轨困难且发射时间常有延误,经历了多年的瓶颈期,随着新型运载火箭和小卫星发射中介机构等的出现,小卫星有了更多的发射选择。未来10年,小卫星发射市场价值预计将从过去10年的39亿美元增加至176亿美元。火箭公司从前认为小卫星的发射需求分散,成本低廉,其利润不如传统的地球静止轨道(GEO)大型卫星,并没有引起重视。但由于小卫星项目如雨后春笋般迅速兴起,加之传统的大型卫星发射需求大大减少,火箭公司迅速调整市场战略,开始着手重点开发两种发射器,一种是成本低廉的微型或小型发射器,另外一种是如“新格伦”(New Glenn)火箭和“星际客船”(Starship)之类的重型发射器。


4 结语

总体而言,近年来,随着各大小卫星星座项目逐步启动发射,小卫星市场将迎来高速发展。新冠肺炎疫情的影响主要在一些小卫星项目的生产发射和投融资方面,长期来看并不会直接影响小卫星发射数量的增长。相反,由于大型卫星星座项目的推进、发射选择的多样性以及发射能力的提高。从发射数量、发射质量和制造发射市场总值上看,未来10年小卫星将会实现翻倍增长。



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