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商業(yè)航天應(yīng)用概述:我們的未來是宇宙星辰
傳統(tǒng)的航天應(yīng)用以衛(wèi)星為主,包括通信、導(dǎo)航、遙感、科研四大方向。隨著商業(yè)航天的 興起,產(chǎn)生了新的方向,在衛(wèi)星通信領(lǐng)域出現(xiàn)了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),以及太空旅行、太空采礦、 深空探測等。更長期的如建設(shè)太空基地、移民火星等,也是人類航天技術(shù)未來可能的發(fā) 展方向。更長遠(yuǎn)的看,我們認(rèn)為,航天技術(shù)可能是改變?nèi)祟愒谟钪嬷忻\(yùn)的關(guān)鍵力量。
本篇報(bào)告中,我們對(duì)商業(yè)航天的應(yīng)用前景進(jìn)行了分析討論,包括衛(wèi)星導(dǎo)航、遙感、通信, 以及太空旅行、太空采礦、深空探測等。
衛(wèi)星導(dǎo)航:北斗三代性能接近 GPS,生態(tài)鏈培養(yǎng)有待提高
全球四大衛(wèi)星定位系統(tǒng):GPS,北斗,Galileo,GLONASS
全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS,Global Navigation Satellite System)能在地球表面或近地空間 的任何地點(diǎn)為適當(dāng)裝備的用戶提供 24h、三維坐標(biāo)和速度以及時(shí)間信息的空基無線電定 位系統(tǒng),包括一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星星座及其支持特定工作所需的增強(qiáng)系統(tǒng)。目前,全球范圍 內(nèi),能實(shí)現(xiàn)全球覆蓋的 GNSS 主要包括美國的 GPS,中國的北斗,歐盟的 Galilio 和俄羅斯 的 GLONASS。
? GPS:GPS 是美國國防部發(fā)射并管理的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。目前,GPS 是全球使用最 廣泛的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可為地球表面絕大部分地區(qū)(98%)提供較為準(zhǔn)確的定位、 測速和高精度的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。GPS 系統(tǒng)由新舊衛(wèi)星共同組成,新一代衛(wèi)星 GPS III 是對(duì) 舊 GPS 衛(wèi)星的替換和升級(jí),信號(hào)可靠性、準(zhǔn)確性均有所提升,且不具備選擇可用性 (SA)功能(在全球范圍內(nèi)有意降低民用 GPS 精度)。目前,GPS III 已成功發(fā)射 SV01 和 SV02 兩顆衛(wèi)星,剩余 8 顆衛(wèi)星計(jì)劃于 2023 年前發(fā)射完成。
? Galileo: Galileo(伽利略)是由歐盟通過歐洲空間局和歐洲導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)管理局建造, 目標(biāo)是在水平和垂直方向提供精度 1 米以內(nèi)的定位服務(wù),并在高緯度提供比其他系 統(tǒng)更好的定位服務(wù)。Galileo 計(jì)劃發(fā)射 30 顆衛(wèi)星,目前已發(fā)射 28 顆(包括 2 顆測試 衛(wèi)星、2 顆退役、2 顆無法使用)。Galileo 曾多次發(fā)生過短期服務(wù)中斷。
? GLONASS:是由蘇聯(lián)(現(xiàn)由俄羅斯)研制建設(shè)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可為提供全天候、 高精度的三維位置、三維速度和時(shí)間信息。GLONASS 于 2011 年年底實(shí)現(xiàn)全球覆蓋, 目前有 24 顆衛(wèi)星正常工作。
北斗:經(jīng)歷三代 26 年建設(shè),2020 年開始向全球提供服務(wù)
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)按照“先有源、后無源”、“先區(qū)域、后全球”的發(fā)展思路,在“三步 走”的總體規(guī)劃下分步實(shí)施。北斗三號(hào)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)由 3 顆靜止軌道衛(wèi)星(GEO)、 3 顆傾斜 軌道衛(wèi)星(IGSO)、 24 顆中軌道衛(wèi)星(MEO)組成,此外還包括 5 顆試驗(yàn)衛(wèi)星;MEO 衛(wèi)星均勻分布在 3 個(gè)軌道面。
? 根據(jù)《北斗技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2019)》, 北斗三號(hào)計(jì)劃于 2020 年向全球用戶提 供定位導(dǎo)航授時(shí)、短報(bào)文通信、國際搜救三種服務(wù),向中國及周邊地區(qū)提供星基增 強(qiáng)、地基增強(qiáng)、精密單點(diǎn)定位和區(qū)域短報(bào)文通信四種服務(wù)5。
? 北斗三號(hào)已全面突破核心關(guān)鍵技術(shù),完成地面驗(yàn)證,并在保留北斗二號(hào)短報(bào)文功能 的前提下,全面提升相關(guān)性能。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與高精度測繪是高精度領(lǐng)域的兩個(gè)重要應(yīng)用場景。2018 年,我國高精度衛(wèi)星導(dǎo) 航產(chǎn)值 66.1 億元,YoY+5.0%,2010~2018 年 CAGR 25.1%。其中高精度 GNSS 接收機(jī) 2018 年市場規(guī)模為 18.9 億元,按照國產(chǎn)高精度 GNSS 接收機(jī)銷量約占 50%的比重測算,我國 高精度北斗接收機(jī)規(guī)模達(dá)到 9.45 億元。NDP Consulting 根據(jù) 2005~2010 年北美市場數(shù)據(jù) 測算,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域全面應(yīng)用 GPS 可以增加 10%的產(chǎn)量、降低 15%的成本投入,在測繪領(lǐng) 域全面應(yīng)用 GPS可降低 59.8%的人力成本、降低 30%的資本投入、降低 32.4%的能源成本。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè):應(yīng)用前景廣闊,2025 年市場規(guī)模可達(dá) 113 億元
我國北斗自動(dòng)駕駛系統(tǒng)農(nóng)機(jī)滲透率低于 1%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國 40%的滲透水平。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 是指應(yīng)用不同的技術(shù)和解決方案來管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多變性,以提高作物產(chǎn)量和減少環(huán)境 影響,幫助農(nóng)民提高效率。截止 2018 年底,由我國自主研發(fā)的北斗智能化農(nóng)機(jī)監(jiān)控終端 設(shè)備在 21 個(gè)省市區(qū)、378 個(gè)縣市、1200 多個(gè)農(nóng)場推廣應(yīng)用,累計(jì)裝機(jī)量超過 30000 臺(tái), 覆蓋 6000 萬畝耕地。其中,新疆已經(jīng)推廣安裝了北斗自動(dòng)駕駛終端超過 10000 臺(tái),精準(zhǔn) 農(nóng)業(yè)作業(yè)面積超過 1200 萬畝。
我國 2025 年精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)市場規(guī)??蛇_(dá) 113 億元。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局,我國 2018 年大中型農(nóng) 業(yè)拖拉機(jī)數(shù)量為 422 萬臺(tái);根據(jù)《2019 中國衛(wèi)星(32.210, 1.22, 3.94%)導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》,我 國 2018 年農(nóng)機(jī)數(shù)量為 3 萬臺(tái),計(jì)算滲透率為 0.71%。我們預(yù)計(jì) 2025 年我國北斗導(dǎo)航滲 透率將分別上升至 4.84%(假設(shè)每年增加 0.59%);預(yù)計(jì)未來農(nóng)機(jī)數(shù)量按照 3.83% (2016~2017)的增長率增長,2025 年我國農(nóng)機(jī)數(shù)量將達(dá)到 549 萬臺(tái);按照單臺(tái)農(nóng)機(jī)導(dǎo) 航設(shè)備價(jià)格 4.25 萬元(2020 年價(jià)格為 5.5 萬元,假設(shè)每年降低 0.25 萬元)測算,2025 年精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)市場規(guī)模達(dá) 113 億元(僅考慮北斗農(nóng)機(jī)導(dǎo)航設(shè)備)。
高精度測繪:預(yù)計(jì) 2025 年 GNSS 測繪儀器市場規(guī)模 26.90 億元
測繪儀器是在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工及經(jīng)營管理等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,可以實(shí)現(xiàn)各種定向、測 距、測角、測高、測圖等功能。衛(wèi)星導(dǎo)航測繪儀器從技術(shù)、精度、數(shù)字化、功能應(yīng)用、 數(shù)據(jù)處理等方面全面超越常規(guī)測繪儀器。
據(jù)統(tǒng)計(jì),2015 年 GNSS 測繪儀器市場規(guī)模 15.02 億元、YoY+6%。我們判斷,隨著國家基 礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、國家地理國情監(jiān)測、城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的不斷推進(jìn),衛(wèi)星導(dǎo)航測繪儀器市場將保 持穩(wěn)定增長,2025 年市場預(yù)計(jì)可達(dá) 26.90 億元。
智慧城市:北斗高精度定位賦能智慧城市發(fā)展
北斗導(dǎo)航系統(tǒng)有望在智慧城市建設(shè)中獲得廣泛應(yīng)用。截至目前,我國智慧城市試點(diǎn)名單 近 300 個(gè),隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展,智慧城市作為新型信息化的城市形態(tài), 未來發(fā)展前景廣闊。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是智慧城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一,在城市燃?xì)狻?城鎮(zhèn)供熱、電力電網(wǎng)、供水排水、智慧交通、智慧養(yǎng)老等多種行業(yè)提供了北斗高精度服 務(wù)。
千尋位置有望加速北斗在 IoT 領(lǐng)域的應(yīng)用。2015 年 8 月,阿里巴巴與中國兵器工業(yè)共同 出資設(shè)立千尋位置。千尋位置基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)(兼容 GPS、GLONASS、Galileo)基礎(chǔ)定 位數(shù)據(jù),利用遍及全國的北斗地基增強(qiáng)站及自主研發(fā)的定位算法,通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行 大數(shù)據(jù)運(yùn)算,為遍布全國的用戶提供精準(zhǔn)定位及延展服務(wù)7。千尋位置自成立以來,與多 方合作,重點(diǎn)布局無人駕駛、無人機(jī)、電子地圖、共享單車等領(lǐng)域,助力北斗系統(tǒng)應(yīng)用 推廣。
北斗系統(tǒng)在 5G 基站授時(shí)領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景
? 目前 4G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步需求為±1.5μs,而未來 5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步的需求為±130ns,網(wǎng) 絡(luò) PRTC 設(shè)備的時(shí)間同步要求為±30ns,這些為 5G 通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行和增值服務(wù) 帶來挑戰(zhàn)。依托國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間,應(yīng)用北斗衛(wèi)星,可使全網(wǎng)任意節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間同步精 度優(yōu)于 30ns。
? 目前,基于北斗的 4G 通信基站時(shí)間同步設(shè)備,已成功應(yīng)用于中國移動(dòng)通信集團(tuán)新 疆有限公司、河南省電信公司的現(xiàn)網(wǎng)中;基于北斗的 5G 通信基站時(shí)間同步設(shè)備, 已在中國移動(dòng)通信集團(tuán)上海有限公司的現(xiàn)網(wǎng)中通過了入網(wǎng)測試,為其應(yīng)用到 5G 同 步網(wǎng)中拿到了入網(wǎng)通行證,我們認(rèn)為,將伴隨著 5G 的正式商用而進(jìn)行規(guī)?;牟?署。
預(yù)計(jì) 2025 年我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)值達(dá) 8050 億元,北斗導(dǎo)航產(chǎn)值達(dá) 6440 億元
? 產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值: 《2019 中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,2018 年中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá) 3,016 億元、YoY+18%,2012-2018 年 CAGR 達(dá) 24%,其中北斗對(duì)產(chǎn)業(yè)的核心貢獻(xiàn)率達(dá) 80%。根據(jù)前瞻研究院預(yù)測,2019-2025 年,中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)值增長率將保持在 15%左右,預(yù)計(jì)到 2025 年我國北斗產(chǎn)業(yè) 產(chǎn)值或?qū)⑦_(dá) 6440 億元。
? 分產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看:2018 年終端集成和運(yùn)營服務(wù)占比分別為 35%和 42%。隨著產(chǎn)業(yè) 鏈成熟,各環(huán)節(jié)競爭加速,特別是終端集成環(huán)節(jié),2018 年同比減少 2ppt。多年的市 場積累使終端需求逐漸穩(wěn)定,終端價(jià)格穩(wěn)中趨降,終端設(shè)備附加值較低且其市場競 爭壓力明顯,而下游的運(yùn)維服務(wù)則具有較強(qiáng)的靈活性,推動(dòng)下游運(yùn)維服務(wù)環(huán)節(jié)快速 增長,在產(chǎn)業(yè)鏈中漲幅最快。
建議關(guān)注公司:中國衛(wèi)星,海格通信(11.960, 0.12, 1.01%),北斗星通(34.070, 1.07, 3.24%)等
北斗產(chǎn)業(yè)鏈主要包括 1)芯片:關(guān)注擁有技術(shù)優(yōu)勢及資質(zhì)壁壘的企業(yè);2)板卡:關(guān)注具 有技術(shù)優(yōu)勢并能在國產(chǎn)化進(jìn)程中占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢的企業(yè);3)終端:關(guān)注在通導(dǎo)一體化領(lǐng)域 布局較早、技術(shù)更優(yōu)的企業(yè);4)運(yùn)營服務(wù):2018 年我國有 16 家企業(yè)具備分理級(jí)服務(wù)資 質(zhì),關(guān)注具有資質(zhì)壁壘與規(guī)模效應(yīng)的企業(yè)。
衛(wèi)星遙感:商業(yè)應(yīng)用快速崛起
全球衛(wèi)星遙感市場:美國在遙感衛(wèi)星運(yùn)營、制造、分辨率等方面遙遙領(lǐng)先
衛(wèi)星遙感(Satellite Remote Sensing)即衛(wèi)星從高空通過傳感器探測和接收來自目標(biāo)物體 的信息(如磁場、電磁波、電場、地震波等),進(jìn)而識(shí)別物體的屬性及其空間分布等特征。目前,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)地理信息測繪、智慧地理空間框架建設(shè)、農(nóng)業(yè)、 林業(yè)、國土資源、勘探等領(lǐng)域。遙感系統(tǒng)由遙感器、遙感平臺(tái)、信息傳輸和信息處理設(shè) 備組成,其中遙感器是遙感系統(tǒng)的核心。
據(jù) UCS(The Union of Concerned Scientists)統(tǒng)計(jì),截至 2019 年 9 月 30 日,全球在軌衛(wèi) 星總計(jì) 2218 顆,其中共有 838 顆為遙感衛(wèi)星,占比 38%,僅次于通信衛(wèi)星。
? 從國別來看:美國遙感衛(wèi)星數(shù)量(426 顆、51%)遙遙領(lǐng)先,遠(yuǎn)高于位列第二的中國 (157 顆、19%);
? 從軌道來看:以近地軌道(LEO)遙感衛(wèi)星為主、占比約 94%;近地軌道部署遙感衛(wèi) 星,具有衛(wèi)星成本低、發(fā)射費(fèi)用低、無軌位限制等特點(diǎn);
? 從載重來看:以小衛(wèi)星及微納衛(wèi)星為主、合計(jì)占比 68%;遙感衛(wèi)星越來越小型化、 星座化,研制周期短、成本低。
美國在遙感衛(wèi)星運(yùn)營、制造、分辨率等方面遙遙領(lǐng)先。從在軌衛(wèi)星數(shù)量來看,遙感衛(wèi)星 運(yùn)營商 Top10 中,美國 Planet Labs 運(yùn)營遙感衛(wèi)星數(shù)量 233 顆,美國 Spire Global 運(yùn)營遙感 衛(wèi)星數(shù)量 84 顆;我國長光衛(wèi)星運(yùn)營遙感衛(wèi)星 12 顆、躋身前十。遙感衛(wèi)星制造商 Top10 中,美國 Planet Labs 研制遙感衛(wèi)星數(shù)量 218 顆,我國空間技術(shù)研究院研制遙感衛(wèi)星數(shù)量 72 顆。從遙感衛(wèi)星分辨率來看,美國 Digital Globe 的 WorldView-3/4 分辨率可達(dá) 0.31m, 領(lǐng)先世界;我國四維世景的高景一號(hào)分辨率可達(dá) 0.5m,具有領(lǐng)先優(yōu)勢。
遙感衛(wèi)星的主要用途: 目前國防安全為主,基建、環(huán)境監(jiān)測等商業(yè)用途快速崛起
根據(jù) Euroconsult 統(tǒng)計(jì),2017 年,全球商業(yè)遙感數(shù)據(jù)及增值服務(wù)市場規(guī)模 46 億美元。其 中數(shù)據(jù)市場規(guī)模為 14 億美元、數(shù)據(jù)增值服務(wù)市場規(guī)模為 32 億美元,增值服務(wù)市場增長 (過去 5 年 CAGR 7%)快于數(shù)據(jù)市場(過去 5 年 CAGR 5%)。按照數(shù)據(jù)市場增長 CAGR=5%、 增值服務(wù)市場 CAGR=6%測算,2025 年數(shù)據(jù)市場規(guī)模為 22 億美元,增值服務(wù)市場規(guī)模為 51 億美元。
國防應(yīng)用占全球商業(yè)遙感數(shù)據(jù)市場 61%,行業(yè)級(jí)應(yīng)用在全球商業(yè)遙感增值服務(wù)市場占比 較高。據(jù) Euroconsult 統(tǒng)計(jì),基建相關(guān)的行業(yè)應(yīng)用(如測繪制圖、土地清冊等)在全球商 業(yè)遙感數(shù)據(jù)市場和增值服務(wù)市場分別占比 9%和 26%,而國防應(yīng)用在數(shù)據(jù)與增值服務(wù)市場 占比分別為 61%與 18%。
? 自然資源:艾倫珊瑚圖集(Allen Coral Atlas)是由 Planet Labs 對(duì)地球上珊瑚礁群捕 捉到的高分辨率圖像。亞利桑那州立大學(xué)和昆士蘭大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)密切合作,對(duì)圖 像中阻擋洋底景色的大氣層和海水等元素進(jìn)行去除并分析“清潔”后的圖像,從而 探測到珊瑚礁的白化現(xiàn)象。艾倫珊瑚圖集能夠?qū)ΡWo(hù)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)提供重要的數(shù) 據(jù)支持。
? 環(huán)境監(jiān)測:Starling 由空客、非營利組織 Forest Trust 和總部位于荷蘭的 SarVision 聯(lián) 合開發(fā),向雀巢、費(fèi)列羅等公司提供森林監(jiān)測服務(wù),幫助其完成“供應(yīng)鏈零砍伐” 的承諾。
我國衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì):小型衛(wèi)星尚有較大發(fā)展空間
2014 年以來我國遙感衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量明顯增加,微納衛(wèi)星尚有較大發(fā)展空間。根據(jù) UCS 統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù),截至 2019 年 9 月 30 日,我國在軌遙感衛(wèi)星 157 顆,其中 2014~2019 年發(fā)射的 遙感衛(wèi)星數(shù)量占比 73%,發(fā)射數(shù)量明顯增加;微納衛(wèi)星占比僅 23%,尚有較大發(fā)展空間。
? 技術(shù)層面:美國于 1999 年發(fā)射了全色分辨率 1m 級(jí)的遙感衛(wèi)星,法國、以色列、印 度等也陸續(xù)步入亞米級(jí)的遙感衛(wèi)星行列,美國 WorldView-4 的空間分辨率已達(dá)到 0.31m。我國高景一號(hào)、高分二號(hào)的空間分辨率雖然已經(jīng)進(jìn)入亞米級(jí),但遙感數(shù)據(jù)精 度仍有提升空間。
? 應(yīng)用層面:我國遙感行業(yè)應(yīng)用層次、深度和廣度遠(yuǎn)不及美國,應(yīng)用主要集中于政府 部門、科研機(jī)構(gòu)和大型國有企業(yè)。在此次防疫抗疫中,衛(wèi)星遙感廣泛應(yīng)用于復(fù)工復(fù) 產(chǎn)監(jiān)測。1)遙感衛(wèi)星對(duì)夜間地球表面的光亮數(shù)據(jù)顯示,中國夜間燈光數(shù)據(jù)正在回升。以京津冀地區(qū)為例,夜間燈光亮度自 2 月下旬起出現(xiàn)提升;2)使用通信衛(wèi)星和岸基 基站獲取的船舶數(shù)據(jù)顯示,中國沿海及內(nèi)河的船舶活躍度正在快速恢復(fù),港口船舶 航跡密度的提升表明船舶出港、航行的活躍度提升。
建議關(guān)注公司:DigitalGlobe,Planet Labs,長光衛(wèi)星
衛(wèi)星通信:低軌衛(wèi)星通信吸引全球關(guān)注
衛(wèi)星通信與車聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合:Starlink 車聯(lián)網(wǎng)和 Tesla 結(jié)合,相比 4G 車聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)模較 小,可以實(shí)現(xiàn)汽車在大范圍內(nèi)的聯(lián)網(wǎng),同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)通信+導(dǎo)航的一體化。Starlink 可以 打破車聯(lián)網(wǎng)建設(shè)資本開支較高和覆蓋較差的問題,大量地區(qū)可以通過衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)覆蓋。甚 至可以在未來火星探測中實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)連接。但基于 Starlink 的車聯(lián)網(wǎng)僅可實(shí)現(xiàn) V2N 和 V2V 的通信,難以實(shí)現(xiàn) V2I 和 V2P 的通信,相比現(xiàn)有提出的路面車聯(lián)網(wǎng)的功能略遜一籌。衛(wèi) 星互聯(lián)網(wǎng)與車聯(lián)網(wǎng)結(jié)合,可以打破車聯(lián)網(wǎng)建設(shè)資本開支較高和覆蓋較差的問題。
衛(wèi)星通信和地面通信相比在覆蓋面積上具有優(yōu)勢。1)優(yōu)勢:覆蓋面積廣;2)劣勢:由 于軌道位置較遠(yuǎn)、發(fā)星成本較高等原因,具有信號(hào)時(shí)延長、覆蓋深度弱、通信速率低等 缺點(diǎn),因此需要新的終端支持。在用戶規(guī)模有限的境況下資費(fèi)較貴。
新興應(yīng)用
太空旅行:Virgin Galactic,Blue Origin,SpaceX
太空旅行一般是指非以執(zhí)行任務(wù)為目的而搭乘航天器飛行的活動(dòng)。2001~2009 年,有 7 位太空游客乘坐俄羅斯聯(lián)盟號(hào)飛船飛往國際空間站,共進(jìn)行 8 次太空飛行。近幾年一些 商業(yè)航天公司,如 Virgin Galactic、Blue origin 都在致力于普及太空旅行。
Virgin Galactic
太空旅行領(lǐng)域內(nèi)的首家上市公司。Virgin Galactic(維珍銀河)由 Virgin Group(維珍集團(tuán)) 創(chuàng)始人成立,2019 年上市(股票代碼 SPCE), 旨在提供私人太空旅行服務(wù),目前維珍銀 河的單次船票定價(jià)為 25 萬美元,可持續(xù)飛行時(shí)間約 90 分鐘。2018 年 12 月和 2019 年 2 月,Virgin Galactic 成功完成兩次載人飛行;2019 年 7 月,公司與 Hedosophia 宣布合并;2020 年 2 月公司開放“One Small Step”在線預(yù)訂通道,客戶可通過支付 1000 美元可退 還押金進(jìn)行預(yù)訂。2019 財(cái)年,維珍銀河實(shí)現(xiàn)收入 400 萬美元,凈利潤-2.1 億美元;現(xiàn)階 段,Virgin Galactic 主要通過運(yùn)輸科學(xué)有效載荷并提供工程服務(wù)來實(shí)現(xiàn)收入。
400 筆太空旅行定金,約 1 億美元的潛在收入。截至 2020 年 4 月 29 日,已有 9,160 位用 戶注冊咨詢;已收到來自 44 個(gè)國家的客戶、累計(jì) 400 筆定金,意味著 1 億美元的潛在收 入。
? 運(yùn)載飛機(jī) Carrier Aircraft:白騎士 2 號(hào)(WhiteKnightTwo)是 Virgin Galactic 的運(yùn)載飛 機(jī),使用雙機(jī)身,旨在搭載太空飛船 SpaceShipTwo,在飛行到高度約 45,000 英尺時(shí), 釋放太空飛船,太空飛船再飛向太空。
? 太空飛船 Spaceship:太空船 2 號(hào)(SpaceShipTwo)是一種可重復(fù)使用的太空船,能 夠攜帶兩個(gè)飛行員和多達(dá)六名未來的宇航員進(jìn)入太空,然后安全地將其返回地球。從運(yùn)載飛機(jī)釋放后,可持續(xù)飛行時(shí)間約 90 分鐘。
Blue Origin
2000 年,由亞馬遜 CEO Jeff Bezos 創(chuàng)立;2014 年進(jìn)入軌道飛行領(lǐng)域,同聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公 司(ULA)簽訂合作協(xié)議,為其在研火箭研制 BE-4 火箭發(fā)動(dòng)機(jī);2015 年 11 月,達(dá)成亞 軌道火箭“新謝潑德”的垂直著陸回收,是第一個(gè)成功回收的火箭;2018 年 4 月,成功 試飛并回收“新謝潑德”2.0 飛行器,此次飛行達(dá)到未來任務(wù)的目標(biāo)高度;目前,Blue Origin 預(yù)計(jì)于 2020 年進(jìn)行首次載人飛行,業(yè)界預(yù)估票價(jià)在 20 萬美元左右,但公司尚未正式 公布票價(jià)與售票。
俄羅斯聯(lián)盟號(hào)
自費(fèi)太空旅行最早起源于 2001 年美國富商 Dennis Tito 對(duì)俄羅斯“和平號(hào)”空間站贊助的 交換條件,后被俄羅斯航空部門開發(fā)為“太空旅游”商業(yè)項(xiàng)目。每位游客必須經(jīng)過嚴(yán)格 的體檢和訓(xùn)練才能有幸成為太空游客。太空旅程大約十天,“門票”價(jià)格以俄羅斯盧布計(jì) 算,約 2000 萬美元。
SpaceX
SpaceX 于 2018 年 9 月正式公布將在 2023 年送日本億萬富翁前澤友作進(jìn)行為期一周的繞 月飛行;2020 年 2 月與 Space Adventures 簽約,計(jì)劃于 2021 年底或 2022 年年初帶最多 4 名旅客實(shí)現(xiàn)太空旅行;2020 年 3 月,與 Axiom Space 簽約,計(jì)劃于 2021 年下半年用載 人龍飛船將 3 名旅客送往國際空間站,旅程為期 10 天,此趟太空旅行的票價(jià)大約為 5500 萬美元。
太空采礦:Deep Space Industries,Planetary Resources,起源太空
在火星和木星行星帶上,目前已知有超過 9000 顆直徑大于 46 米的小行星,其中不少擁 有重金屬、碳等礦石資源以及水資源,這些資源將會(huì)為地球帶來無盡的價(jià)值。太空采礦 主要涉及法律和技術(shù)兩方面。
法律上:目前美國和盧森堡是唯一對(duì)太空采礦立法的國家。2015 年 11 月,美國通過《太 空采礦法》賦予美國公民獲取太空資源的權(quán)利;2017 年 8 月,盧森堡通過《太空采礦法》, 允許私營企業(yè)太空采礦,合法采回的礦物歸企業(yè)所有。
技術(shù)上:目前技術(shù)是阻礙人類進(jìn)行太空采礦的最大障礙,但是已經(jīng)有一些公司與研究機(jī) 構(gòu)致力于小行星采礦的相關(guān)工作,未來發(fā)展值得期待。
市場空間:根據(jù)美國市場調(diào)研機(jī)構(gòu) Markets and Markets,2018 年太空采礦的市場規(guī)模為 6.5 億美元,2025 年市場規(guī)模預(yù)計(jì)可以達(dá)到 28.4 億美元。
? Deep Space Industries:是一家總部位于美國的專門從事小行星采礦研究的公司, 2015 年在盧森堡辦事處啟動(dòng)了“SpaceResources.lu”計(jì)劃,旨在在盧森堡創(chuàng)建太空采 礦生態(tài)系統(tǒng)及法律框架。DSI 在小行星采礦技術(shù)上已取得很大發(fā)展,2015 年 5 月已 經(jīng)發(fā)射了第一艘太空飛船,對(duì)其小行星勘探技術(shù)進(jìn)行了測試;2016 年 1 月 28 日, 成功地實(shí)現(xiàn)了首次編隊(duì)衛(wèi)星無人操控式自主軌道機(jī)動(dòng)測試。2019 年 1 月被 Bradford Space 收購。
? JAXA:為日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu),其 2003 年發(fā)射的“隼鳥 1 號(hào)”是首個(gè)對(duì)小天體采礦的飛船,于 2010 年返回地球,帶回約 1500 粒巖石樣本,包含有橄欖石,輝 石,斜長石和硫化鐵等礦物。2014 年,JAXA 發(fā)射了“隼鳥 2 號(hào)”,并在 2019 年 4 月成為第一個(gè)成功“轟炸”小行星的探測器。目前“隼鳥 2 號(hào)”攜帶所采集的巖石 樣本,正在返回地球。
? Planetary Resources:總部位于盧森堡,目標(biāo)是開采小行星中的水資源,用來在太空 中生產(chǎn)推進(jìn)劑或作為人類在太空中的生命保障支持。2018 年 1 月,公司成功發(fā)射 6U 立方體衛(wèi)星 Arkyd-6,并對(duì)水資源探測進(jìn)行了測試。2018 年 10 月 31 日,公司被區(qū) 塊鏈公司 ConsenSys 收購。
? 起源太空:是我國目前唯一一家小行星采礦公司,2017 年在北京成立。2019 年 9 月,搭載著該公司研發(fā)的以探測為目的的小型紫外光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的衛(wèi)星成功發(fā)射;2019 年 10 月,獲得來自經(jīng)緯中國的天使輪、線性資本的天使+輪,總計(jì)近 5000 萬人民幣 的投資。起源太空預(yù)計(jì)在 2021 年發(fā)射航天器對(duì)小行星進(jìn)行抵近探測,在 2025 年 完成小行星首次商業(yè)開采。
深空探測:空間科學(xué)探索的重點(diǎn)方向之一
深空探測是指人類對(duì)月球及更遠(yuǎn)的天體或空間環(huán)境開展的探測活動(dòng),作為人類航天活動(dòng) 的重要方向和空間科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新的重要途徑,是當(dāng)前和未來航天領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)之一。
? 開展深空探測的主要研究對(duì)象一般由近及遠(yuǎn):一般而言,月球是深空探測的起點(diǎn);火星是月球之后的又一個(gè)探測熱點(diǎn);近年來,小天體探測也日益受到重視。
? 探測方式:一般而言,包括飛越、硬著陸、環(huán)繞、軟著陸、無人采樣返回、載人探 測等形式。
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