张绿云（北京航天长征科技信息研究所）

未来10年全球商业卫星发射市场预测分析

张绿云（北京航天长征科技信息研究所）

2013年6月，隶属于美国联邦航空管理委员会（FAA）的商业航天运输管理协会（AST）和美国商业航天运输咨询委员会（COMSTAC）联合发布了《2013年商业航天运输预测》报告，对未来10年（2013－2022年）地球静止轨道（GSO）和非地球静止轨道（NGSO）商业卫星及发射需求进行了分析预测。

1 商业卫星及发射需求综合预测

未来10年，全球商业卫星发射市场需求继续保持强劲，预计共发射312次（2012年的预测值为291次），将565颗卫星（2012年的预测值为509颗）送入预定轨道。其中，GSO卫星需求为228颗，年均发射需求为18.2次；NGSO卫星需求为337颗，年均发射需求为13.0次，是过去10年的年均发射次数的2.6倍。

2013－2022年全球商业卫星及发射需求综合预测结果

2 GSO商业卫星及发射需求预测

与过去10年（1993－2012年）相比，未来10年GSO商业卫星及发射需求在数量上均有所增加，并趋向于更平稳发展。

1993－2022年GSO与NGSO的实际发射次数与发射需求预测

未来10年GSO商业发射市场需求预测颗

1993－2022年GSO与NGSO的实际发射次数与发射需求预测

GSO商业卫星需求预测

2013－2022年间，GSO商业卫星总需求为228颗，总体上呈现出先升后降，之后又平稳上升的趋势，年均发射22.8颗，2015年将达到最高值，为28颗。

GSO卫星质量划分为4个范围，即2500kg以下、2500～4200kg、4201～5400kg以及5400kg以上。

未来10年GSO商业卫星的质量预测颗

2004－2015年每年发射卫星总质量及卫星年平均质量

2008年，GSO小型卫星的质量上线从2200kg上调至2500kg，此类卫星在2011年和2012年的发射记录为0次。2012年，波音公司签订了全球首份全电推进小型卫星平台（BSS－702SP）合同，该卫星平台采用全电子推进系统，明显降低了卫星总质量。全电推进系统卫星存在入轨时间长等缺点，但其在质量及发射成本等方面存在优势，许多卫星制造商纷纷表示未来将为客户提供此种技术。随着新技术的应用，未来10年质量小于2500kg的卫星年均需求为2.9颗，占总卫星需求的13%，明显高于2012年预测的4%。2013年此类卫星需求为1颗，2014年为0颗，2015年上升至4颗，此后基本维持在3～4颗。质量超过5400kg的卫星年均需求超过9颗，占总卫星需求的40%，仍占据GSO商业卫星市场的主流。2500～4200kg的卫星需求占总需求的27%，年需求基本维持在5～6颗，2014年和2015年达到8颗。4201～5400kg的卫星需求占总需求的20%，年需求基本维持在4～6颗，2013年为1颗。2004－2012年，卫星的平均质量基本维持在4000～4500kg，2012年达到4950kg，之后2年，在此基础上稳定上升，2015年开始随着小型卫星需求的增加，平均质量开始有所下降。

GSO商业发射需求预测

未来10年，GSO商业卫星总发射需求为182次，均由大、中型运载火箭发射入轨，年发射需求基本维持在16～19次。2015年发射次数将上升到最高值，达到23次。其中，“一箭双星”发射需求为46次，占总发射需求的25%，其年发射需求在数量上基本维持在4～5次。

目前，GSO商业卫星大多由阿里安空间公司的阿里安－5（Ariane－5）和国际发射服务公司的质子－M（Proton－M）运载火箭发射。未来10年，随着新型火箭的不断涌现，发射服务商纷纷采取措施提高现役运载火箭的能力，GSO商业卫星发射市场竞争将更加激烈。

阿里安空间公司为提高其在地球同步转移轨道（GTO）商业卫星发射市场的竞争力，研制改进型阿里安－5ME运载火箭，预计2018年投入使用。届时，其GTO的运载能力将从9.4t提升至11.3t，实现阿里安－5运载火箭同时发射2颗大型卫星的能力。同时，欧洲航天局（ESA）还将加快研制阿里安－6运载火箭，预计2021年投入使用，其GTO运载能力为3～6.5t，主要用于执行各类有效载荷单星发射任务。而欧洲联盟-ST（Soyuz-ST）运载火箭虽然具备将中型卫星送入GTO的能力，但目前该火箭主要用于执行低地球轨道（LEO）发射任务。

国际发射服务公司持续改进质子－M/微风－M（Proton-M/Briz-M）运载火箭，最终将其GTO运载能力（从拜科努尔发射）提升至6.9t以上。该公司于2010年初将质子－M运载火箭投入“一箭双星”的发射服务市场，执行过多次发射任务，目前的年发射次数为6～8次，未来将达到12～14次。此外，俄罗斯还在继续研制新型“安加拉”（Angara）系列运载火箭，计划2014年进行首飞，并最终取代质子－M运载火箭。2020年前，俄罗斯政府将为航天项目（包括运载火箭）投资500亿美元，以提高其在商业发射市场的竞争力。

美国太空探索技术公司的猎鹰－9v1.1（Falcon－9v1.1）运载火箭于2013年9月成功首飞，验证了有效载荷与5.2m整流罩的分离技术，该公司还将开始进行GTO卫星的发射任务。猎鹰－9运载火箭同样具备“一箭双星”的发射能力，预计未来10年内每年将执行5次“一箭双星”的发射任务。同时，该公司正在研制“猎鹰”重型运载火箭，以占领中重型商业卫星发射市场，预计于2015年投入使用。其GTO（从卡拉维拉尔角空军基地发射）运载能力将达到12t，该重型运载火箭一旦首飞成功，将同样具备同时发射2颗大型卫星的能力。此外，美国洛马公司将采用联合发射联盟公司的宇宙神－5（Atlas－5）火箭再次进军GTO商业发射市场。

由俄罗斯能源火箭航天集团经营的海上发射服务公司已于2011年恢复运营，在2012年完成了3次发射任务，但在2013年的首次发射中遭遇失败。该公司进一步改进天顶－3SL（Zenit－3SL）运载火箭，减轻火箭质量、增加推进剂储量并加大整流罩尺寸，实现到2014年将GTO运载能力从目前的6180kg增加到6700kg的目标。而陆射天顶－3SLB/F火箭仍将用于GTO中、小型卫星的发射。

日本和印度也积极开拓GTO商业发射市场，但因发射成本高、运载火箭能力有限等原因，发展缓慢。日本三菱重工于2012年9月开始全面负责H-2A运载火箭（GTO运载能力为5800kg）的各项工作，降低发射成本，提升火箭在商业发射市场的竞争力。印度空间研究组织努力改进其“地球同步轨道卫星运载火箭”（GSLV），其地球同步轨道卫星运载火箭－MK3的GTO运载能力为4000kg，印度空间研究组织将尽快实现该型火箭的首飞。中国积极参与斯里兰卡、巴基斯坦、老挝等国家的政府卫星发射任务。此外，韩国的罗老－1[Naro－1，全名为“韩国航天运载器”（KSLV－1)]火箭和巴西/乌克兰的旋风－4（Tsyklon－4）火箭都将用于发射商业GSO卫星。

随着全电子推进技术的应用，多数现役运载火箭都将具备“一箭双星”发射能力。与前10年相比，未来10年“一箭双星”发射需求趋于稳定，年均发射次数基本维持在4～5次。

“一箭双星”发射需求

近期GSO商业卫星任务模型

近期内（2013－2015年），GSO商业卫星已经签署合同，将由特定的运载火箭发射，但也存在因发射失败或其他原因造成的发射推迟。根据火箭发射服务商和卫星制造商提供的发射清单，与前3年（2010－2012）相比，2013－2015年GSO商业卫星在数量上有所增加，而在卫星质量方面，2500kg以下的小型卫星需求为5颗，占7%；2500～4200kg的中型卫星需求为22颗，占31%；4201～5400kg的大型卫星需求为10颗，占14%；5400kg以上的重型卫星需求为34颗，占48%。2013年的卫星需求为20颗，其中9颗将由阿里安－5火箭发射，占45%；7颗由质子－M火箭发射，占35%；剩下的4颗由猎鹰－9和天顶－3SL火箭发射，各占10%。2013年的发射需求为16次，其中4次“一箭双星”发射，12次单星发射。2014年卫星数量将略有增加，达到23颗，其中13颗将由阿里安－5火箭发射，占57%；7颗由质子－M火箭发射，占30%；其余3颗由猎鹰－9和天顶－3SL火箭发射，分别占9%和4%。2014年的发射需求为18次，其中5次“一箭双星”发射，13次单星发射。2015年卫星数量大幅增加，将有28颗卫星等待发射，发射需求23次，其中5次“一箭双星”发射，18次单星发射。单星发射任务中，阿里安－5火箭的发射需求为10次，占56%；猎鹰－9火箭的发射需求为6次，占33%；质子－M火箭的发射需求为2次，占11%。纵观近期发射任务，GSO商业卫星主要由阿里安－5、质子－M和猎鹰－9火箭发射入轨，其中阿里安－5火箭发射需求稳定，且持续占据GSO商业卫星发射市场的主要市场份额；质子－M火箭未来3年市场占有率呈现出下降趋势，且2015年大幅下降；猎鹰－9与“质子”火箭相反，未来3年市场占有率呈上升趋势，2015年大幅上升。

近2年GSO商业卫星任务模型

3 NGSO商业卫星及发射需求预测

商业航天运输管理协会对未来10年间的NGSO商业卫星及发射需求进行了预测。未来10年，随着NGSO通信卫星星座的补充、替换和“国际空间站”商业乘员及货物补给需求的增加，NGSO商业发射需求将大幅上升。未来10年NGSO商业发射需求为130次，总共将337个有效载荷送入预定轨道。

NGSO商业发射市场需求预测

NGSO商业卫星需求预测

NGSO商业卫星主要包括商业通信卫星、商业遥感卫星、商业轨道航天器和其他商业发射卫星（指由于缺乏国内发射能力而采取商业发射方式进行发射的政府卫星）。未来10年NGSO商业卫星需求为337颗，总体上呈现出先降后升再降的发展趋势，其中，2013年为74颗，2014年下降至32颗，之后3年稳定上升，达到2017年的44颗，2018年下降至23颗，之后4年维持在19～20颗。在五类NGSO商业有效载荷需求中，其他商业发射卫星为123颗，占总需求的36.4%，总体上呈现出先降后升的发展趋势，其中，2013年为42颗，之后3年急剧下降，最低达到2颗，2017年迅速回升，之后6年均维持在11～12颗。商业通信卫星需求为120颗，占总需求的35.6%，所有的卫星集中在2013－2017年，从2018年开始无此类卫星需求。商业轨道运输需求为74次，占总需求的21.9%，总体上平稳发展，年均需求为7次左右。商业遥感卫星需求为17颗，占总需求的5%，年均需求为2颗左右。技术验证需求为3次，占总需求的1.1%。

未来10年NGSO商业卫星需求分布

NGSO商业卫星质量相差很大，包括质量为5400kg以上的重型卫星、4200～5400kg的大型卫星、1200～4200kg的中型卫星、600～1200kg的小型卫星、200～600kg的微小卫星和0.01～200kg的微卫星及纳卫星等。

2013年和2014年NGSO商业卫星质量分布颗

NGSO商业发射需求预测

因商业轨道运输及通信卫星星座部署的需求，未来10年NGSO商业卫星发射需求为130次，年均发射需求为13.0次，与2012年的12.8次基本持平。相对于NGSO卫星年发射需求，NGSO商业卫星年发射需求所占比例偏低。在过去10年中，NGSO卫星年均发射量为44次，而其商业卫星发射次数约5次，仅占12%。与前10年相比，未来10年NGSO商业发射需求显著上升，将超过过去10年的2倍。

NGSO商业发射市场发射历史与需求预测

未来10年，NGSO商业卫星发射次数总体上呈下降趋势，从2013年的16次下降到2022年的10次。2013－2016年，因“铱”星（Iridium）、“全球星”（Globalstar）、“灾害监测星座”（DMC）卫星的部署需求及“国际空间站”商业乘员及货物运输需求，NGSO年均发射需求为16次，2015年达到17次。2017年之后，因包括“铱”星在内的通信卫星星座部署完毕，年均发射需求下降至11次左右。

未来10年，NGSO商业卫星发射将由NGSO大中型运载火箭和NGSO小型运载火箭完成，其中大中型运载火箭的年均发射需求为12.7次，占总需求的98%；小型运载火箭的年均发射需求为0.3次，占总需求的2%。与2012年的预测报告相比，因小型运载火箭发射成本偏高，大中型运载火箭具备“一箭多星”的发射能力，小型运载火箭的发射次数将持续下降，大、中型运载火箭发射需求有所上升。

未来10年NGSO运载火箭需求预测

NGSO商业发射需求由商业通信卫星、商业遥感卫星等五大类发射需求组成。

商业轨道运输（包括载货与载人）总需求为74次，占NGSO商业发射需求的57%，比2012年预测的50%增加了7%。未来10年，商业轨道运输需求总体上呈现出先上升然后平稳发展的趋势，其中2013年和2014年分别为4次和5次，之后8年的年发射需求基本维持在8次左右。商业轨道运输将全部采用大、中型运载火箭完成发射任务。其他商业发射卫星的总发射需求为29次，占NGSO商业发射需求的22%，总体上呈现出先降后平稳发展的趋势，其中2013年和2014年分别为6次和5次，之后8年在数量上基本维持2～3次左右。该类卫星将主要采用大、中型运载火箭发射，达到27次，而小型运载火箭发射需求仅为2次。商业通信卫星的发射需求集中在前5年，年均发射需求为3次，总发射需求为15次，占NGSO商业发射需求的12%。商业通信卫星将全部采取“一箭多星”发射方式或作为搭载载荷进行发射。2018年之后，因大型NGSO通信卫星星座[“铱”星、“全球星”、“轨道通信”（Orbcomm）卫星等]部署完毕，其发射需求将急剧下降。商业遥感卫星发射需求集中在2014－2018年，年发射次数维持在1～3次左右，总发射需求为9次，占NGSO发射需求的7%，其中1次采用小型运载火箭发射，其余8次采用大、中型运载火箭发射。技术验证指新型运载火箭的技术验证，未来10年总发射需求为3次，2013年2次，2014年1次，占NGSO商业发射需求的2%。

2013年和2014年NGSO商业卫星质量分布

未来10年NGSO各类商业卫星发射需求预测

近3年NGSO主星任务模型

续表

近期、NGSO商业发射任务模型

基于发射服务商、卫星制造商、系统运营商、政府机关和一些分析专家给出的公开信息，总结出了近期（2013－2016年）NGSO商业发射任务模型。

未来4年共有猎鹰－9、“安塔瑞斯”、“第聂伯”、联盟－2、“猎鹰”重型、“隆声”、“人牛怪”、宇宙神－5、德尔他－4H、“极轨卫星运载火箭”等运载火箭参与NGSO商业卫星发射任务。其中猎鹰－9火箭主要参与商业通信卫星、商业轨道运输和其他商业发射政府卫星的发射任务，发射需求为23次，占总发射需求的37%；“安塔瑞斯”火箭主要参与商业轨道运输任务，发射需求为10次，占总发射需求的16%；“第聂伯”火箭主要参与商业遥感卫星和其他商业政府卫星的发射任务，发射需求为10次，占总发射需求的16%；联盟－2火箭主要参与商业通信卫星的发射任务，发射需求为5次，占总发射需求的8%；隆声号等其他6种运载火箭的总发射需求为6次，占总发射需求的10%；其他9次发射任务未公布运载火箭名称。

4 小结

未来10年，全球商业卫星发射市场需求继续保持强劲，预计总共发射312次，将565颗卫星送入预定轨道。其中，GSO卫星需求为228颗，发射需求为182次，均由大、中型运载火箭发射入轨，年均发射需求为18.2次；NGSO卫星需求为337颗，发射需求为130次，年均发射需求为13.0次。

发射台上的美国“人牛怪”火箭

根据2013年进行的全球商业卫星发射市场的预测，未来10年商业GSO卫星服务需求总体上仍持续强劲，并呈现出稳中有升的发展趋势。卫星质量上，重型GSO商业卫星仍占据市场主流。而随着全电子推进技术的发展，未来10年小型GSO商业卫星发展迅速。由于“轨道通信卫星”、“铱”星和“全球星”卫星星座的替换需求以及“国际空间站”商业乘员/货物补给需求的增加，未来10年，NGSO商业卫星服务需求将大幅上升。

在商业卫星发射方面，未来10年GSO商业发射市场主要呈现出以下特点：首先，改进现役火箭提高竞争能力。阿里安航天公司、国际发射服务公司、海上发射公司等发射服务供应商纷纷改进阿里安－5、质子－M、天顶号等现役老牌运载火箭，进一步降低火箭发射成本，提高火箭可靠性和运载能力，满足发射市场需求，提高火箭的市场竞争力。其次，新型火箭加入市场竞争行列。猎鹰－9、“猎鹰”重型、“安加拉”、阿里安－6等新型运载火箭都将在未来10年进入GTO发射市场，将影响未来10年GSO商业卫星发射市场的动向，市场竞争将更加激烈。

未来10年，NGSO商业发射市场主要呈现以下特点：

首先，商业轨道运输占发射市场的主流，主要采用新型火箭完成发射任务，因此发射面临巨大的经济和技术风险。通信卫星星座的发射集中于前5年（2013－2017年），2017年完成“铱”星等通信卫星的替换之后便没有发射需求。商业遥感卫星发射需求相对稳定。

其次，用于执行NGSO商业发射的新型运载火箭将陆续登场。阿里安航天公司的“织女星”（VEGA）、美国太空探索技术公司的猎鹰－9、罗老号－1、轨道科学公司的“安塔瑞斯”、日本的“艾普斯龙”（Epsilon）运载火箭已于2012、2013年开始投入使用。洛马公司的“雅典娜”（Athena）、中国长征－6在研小型运载火箭将在未来2～3年内投入使用，用于执行NGSO小型有效载荷的单星或“一箭多星”发射任务。维珍银河公司（Virgin Galactic）的“发射者一”（LauncherOne）两级液体空射运载火箭预计于2016年开始进行商业发射服务。

第三，用于执行NGSO商业发射的一些老型号运载火箭将纷纷退役。美国国防部计划于2017年退役人牛怪系列运载火箭。俄罗斯的宇宙－3M（Cosmos－3M）、和“隆声”运载火箭也将在未来几年退役，由安加拉－1轻型运载火箭替代。第四，微卫星和纳卫星在NGSO商业发射市场上占有很大份额。其中，微卫星通常采用小型火箭以“一箭多星”的发射方式，而纳卫星则通常作为搭载载荷进行发射，随着商业亚轨道可重复使用运载器、小型轨道运载火箭的发展，未来此类卫星的发射市场将发生改变。

陆征/ 本文编辑