2020 年全球航天發(fā)射統(tǒng)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(xù)2019 年活躍態(tài)勢，盡管遭受到新冠疫情沖擊，但在美國、中國航天活動的發(fā)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(fā)射，其中，104 次發(fā)射成功，10 次發(fā)射失??；合計發(fā)射航天器1278 個，成功入軌航天器1259 個，發(fā)射數(shù)量創(chuàng)歷史新高。

1 2020 年全球航天活動創(chuàng)造“雙高”紀錄

2020 年，全球共完成114 次航天發(fā)射，實現(xiàn)連續(xù)三年“破百”，年度發(fā)射次數(shù)與2018 年次數(shù)持平，并列20 世紀90 年代冷戰(zhàn)結(jié)束以來的最高位。航天器發(fā)射數(shù)量首次“破千”，創(chuàng)造了航天器年度發(fā)射數(shù)量歷史新高。

按火箭所屬國家/地區(qū)統(tǒng)計

（1）發(fā)射次數(shù)和發(fā)射航天器數(shù)量統(tǒng)計分析

在全年114 次航天發(fā)射中，美國發(fā)射次數(shù)為44次，位居全球首席，共發(fā)射航天器953 個，發(fā)射航天器數(shù)量相較上一年顯著增長；中國發(fā)射次數(shù)為39 次，為本國及國際用戶發(fā)射航天器數(shù)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(fā)射，在全球航天企業(yè)中排名第一。

從火箭發(fā)射結(jié)果看，2020 年全球共有10 次火箭發(fā)射失敗，導(dǎo)致19 個航天器損毀。新研商業(yè)小型火箭首飛失敗、現(xiàn)役主力火箭發(fā)生故障是導(dǎo)致2020 年發(fā)射失敗次數(shù)偏高的主要原因。

（2）發(fā)射航天器質(zhì)量統(tǒng)計分析

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

2020 年各國家/地區(qū)火箭發(fā)射次數(shù)及發(fā)射航天器數(shù)據(jù)統(tǒng)計（含發(fā)射失?。?/p>

2020 年各國家/地區(qū)火箭成功發(fā)射航天器數(shù)據(jù)統(tǒng)計

按航天器所屬國家/地區(qū)統(tǒng)計

在2020 年全年發(fā)射的1278 個航天器中，按航天器所屬國家/地區(qū)統(tǒng)計，美國的航天器數(shù)量為994個，較2019 年增加約2.6 倍（2019 年為274 個），以絕對優(yōu)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(shù)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(wèi)星；歐洲的航天器數(shù)量為134 個，位居全球第二位，其主要構(gòu)成是“一網(wǎng)”（OneWeb）通信星座；中國的航天器數(shù)量為77 個，排名第三；俄羅斯的航天器數(shù)量為23 個，排名延續(xù)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(qū)統(tǒng)計

按航天器研制國家/地區(qū)統(tǒng)計，指的是按照航天器研制機構(gòu)所屬的國家/地區(qū)進行統(tǒng)計，既包括該研制機構(gòu)為本國/地區(qū)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(qū)研制航天器總數(shù)量和總質(zhì)量統(tǒng)計

從數(shù)量看，全球發(fā)射的1278 個航天器中，美國研制的航天器數(shù)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(guī)模化部署；中國研制的航天器數(shù)量為78 個，比2019 年略有下滑，但仍大幅度領(lǐng)先歐洲，位居全球第二位；歐洲研制航天器數(shù)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(shù)量為23 個，位居第四位；日本研制航天器數(shù)量為7 個，相較2019 年減少50%（2019年為14 個）；印度研制航天器數(shù)量大幅下降，從2019 年的10 個下降至3 個；其他國家/地區(qū)共研制了32 個航天器。

從質(zhì)量看，美國研制的航天器總質(zhì)量約347.0t， 較2019 年 增 長 約1.1 倍（2019 年 為168.6t），總質(zhì)量及增幅均高居榜首位置；中國研制航天器總質(zhì)量達到103.4t，大幅領(lǐng)先俄羅斯，位居全球第二位；俄羅斯研制航天器總質(zhì)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(shù)量和質(zhì)量統(tǒng)計

從研制機構(gòu)看，綜合考慮航天器數(shù)量和質(zhì)量指標(biāo)，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(fā)射的航天器數(shù)量占全球航天器總數(shù)的79.03%，總質(zhì)量占比為89.6%。美國SpaceX 公司憑借其研制發(fā)射的“星鏈”星座而高居榜首，成為新興商業(yè)航天力量的突出代表；中國空間技術(shù)研究院以82.98t 的總質(zhì)量排名第二，雖然研制發(fā)射航天器總數(shù)相較美國SpaceX 公司差距較大，但單星平均質(zhì)量高于SpaceX公司。其他的傳統(tǒng)知名航天企業(yè)表現(xiàn)相對平淡，研制發(fā)射的航天器數(shù)量普遍不高。整體看，美國與其他國家/地區(qū)的研制商呈現(xiàn)出顯著不同：2020 年，美國傳統(tǒng)制造商整體表現(xiàn)平淡，具備批量化研制能力的新興航天企業(yè)表現(xiàn)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(shù)領(lǐng)域統(tǒng)計

2020 年，隨著“星鏈”、“一網(wǎng)”等全球低軌寬帶星座啟動業(yè)務(wù)化部署，以及大量物聯(lián)網(wǎng)星座開展首批衛(wèi)星在軌飛行驗證，通信衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量大幅提高，總數(shù)達到1012 顆，相較2019 年增加約4.7 倍（2019年為178 顆），發(fā)射數(shù)量高居首位；低地球軌道（LEO）“鴿群”（Flock）光學(xué)遙感星座和“狐猴”（Lemur）商業(yè)氣象星座延續(xù)部署節(jié)奏，從星座建設(shè)邁入數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)階段，同時LEO 軌道其他的光學(xué)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(shù)驗證階段，使得對地觀測衛(wèi)星數(shù)量小幅增長至146 顆，位居第二；科學(xué)與技術(shù)試驗衛(wèi)星繼續(xù)保持較高數(shù)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(dǎo)航衛(wèi)星6 顆，空間探測器5 個。

2020 年全球發(fā)射航天器數(shù)量按技術(shù)領(lǐng)域統(tǒng)計情況

按航天器發(fā)射質(zhì)量統(tǒng)計

500kg 以下小衛(wèi)星延續(xù)高度活躍態(tài)勢，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94.4%。其中，2020 年發(fā)射的航天器相較2019 年，質(zhì)量為1 ～10kg的航天器數(shù)量顯著降低，原因主要是美國“鴿群”、“狐猴”等商業(yè)對地觀測微納星座放緩了衛(wèi)星部署節(jié)奏，進入了星座在軌運行及地面應(yīng)用開發(fā)階段；質(zhì)量為100 ～500kg 的航天器數(shù)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(guī)?；渴?，成為新的增長極。其他質(zhì)量區(qū)間的航天器發(fā)射數(shù)量變化相對平穩(wěn)。

2020 年全球發(fā)射航天器數(shù)量按質(zhì)量分布統(tǒng)計情況

2 在軌航天器數(shù)據(jù)統(tǒng)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(qū)統(tǒng)計

按照航天器所屬國家/地區(qū)統(tǒng)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(fā)射航天器數(shù)量按所屬國家/地區(qū)統(tǒng)計情況

按航天器技術(shù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)統(tǒng)計

按照航天器技術(shù)領(lǐng)域統(tǒng)計，通信衛(wèi)星數(shù)量最多，達到1851 顆，對地觀測衛(wèi)星894 顆，科學(xué)與技術(shù)試驗衛(wèi)星592 顆，導(dǎo)航定位衛(wèi)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(shù)量按技術(shù)領(lǐng)域統(tǒng)計情況

按航天器運行軌道數(shù)據(jù)統(tǒng)計

按航天器運行軌道數(shù)據(jù)統(tǒng)計，運行在LEO 軌道的在軌航天器數(shù)量最多，達2733 個，占在軌航天器總數(shù)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(shù)量按運行軌道分布情況

3 2020 年度發(fā)展特點分析

從2020 年全球航天器發(fā)射統(tǒng)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(fā)射數(shù)量首次“破千”

隨著“一箭多星”技術(shù)不斷成熟并獲得廣泛應(yīng)用，以及大量新的小型運載火箭投入業(yè)務(wù)化應(yīng)用，進入空間的成本門檻持續(xù)降低。與此同時，微小衛(wèi)星的快速發(fā)展及應(yīng)用，推動空間利用成本不斷降低，這使得大量發(fā)展中國家、初創(chuàng)企業(yè)具備了研制發(fā)射衛(wèi)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(shè)，2020 年，世界航天發(fā)展高度活躍，火箭發(fā)射次數(shù)居于20 世紀90 年代冷戰(zhàn)結(jié)束以來的最高位，航天器發(fā)射數(shù)量再次創(chuàng)造新的紀錄，特別是完成首次“破千”，實現(xiàn)了“高臺跨步”。由于大量商業(yè)公司陸續(xù)啟動LEO 軌道巨型星座計劃，未來航天活動將延續(xù)高速發(fā)展態(tài)勢。

SpaceX 公司創(chuàng)造記錄，“獵鷹”火箭25 次發(fā)射全部成功

2020 年，SpaceX 公司共完成25 次航天發(fā)射任務(wù)，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(zhì)量283.8t，占2020 年全球成功入軌航天器總質(zhì)量的53%（全球總質(zhì)量537.3t），航天運載能力表現(xiàn)搶眼。從用戶分布看，25 次發(fā)射包括該公司14 次“星鏈”任務(wù)、4 次“龍”（Dragon）飛船任務(wù)，美國軍方任務(wù)3 次，以及來自歐洲、韓國和其他商業(yè)公司的任務(wù)4 次，這表明SpaceX 公司火箭發(fā)射能力已經(jīng)獲得政府、軍方和商業(yè)市場的高度認可。近年來，SpaceX公司的亮眼表現(xiàn)，成為支撐美國在全球航天發(fā)射市場穩(wěn)居前二位置的主要原因，也極大地改變了世界航天發(fā)射市場格局。

新型火箭密集首飛，發(fā)射失敗創(chuàng)造近50 年新高

2020 年，全球發(fā)生10 次發(fā)射失敗事故，這是自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，現(xiàn)役主力火箭仍存在著航天活動的高風(fēng)險屬性，發(fā)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(yè)資本的推動下，商業(yè)小型運載火箭發(fā)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(shù)的引入必然帶來更大的技術(shù)挑戰(zhàn)，加上商業(yè)初創(chuàng)公司在高可靠性和低成本之間的成本考慮，導(dǎo)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(yè)航天“高歌猛進”，低軌小衛(wèi)星星座高速發(fā)展

2020 年，商業(yè)航天實現(xiàn)快速、廣泛發(fā)展，特別是通信領(lǐng)域低軌巨型星座加速部署、遙感領(lǐng)域星座維持運行，引發(fā)的模式變革、技術(shù)顛覆不容小覷。商業(yè)航天“高歌猛進”的背后，表現(xiàn)出的是小衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量跨越式增長，并在質(zhì)量細分區(qū)間呈現(xiàn)新的特點。100kg 以下微納衛(wèi)星延續(xù)了2010 年以來的高度活躍態(tài)勢，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)?；渴?。與此同時，100 ～500kg 的微小衛(wèi)星成為新增長極，“星鏈”、“一網(wǎng)”等通信星座和“天空衛(wèi)星”（SkySat）光學(xué)遙感星座都屬于此類。這類微小衛(wèi)星在保持性能和降低成本方面實現(xiàn)了較好的平衡，適用于“一箭多星”發(fā)射，在構(gòu)建低軌寬帶星座、低軌高分辨率光學(xué)或雷達成像星座方面具有顯著優(yōu)勢，將是商業(yè)航天后續(xù)發(fā)展的重要方向。