2020 年全球航天發(fā)射統(tǒng)計(jì)分析

張?chǎng)蝹?付郁（北京空間科技信息研究所）

2020 年，全球航天活動(dòng)延續(xù)2019 年活躍態(tài)勢(shì)，盡管遭受到新冠疫情沖擊，但在美國(guó)、中國(guó)航天活動(dòng)的發(fā)展帶動(dòng)下，全球航天活動(dòng)蓬勃推進(jìn)。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)射失敗；合計(jì)發(fā)射航天器1278 個(gè)，成功入軌航天器1259 個(gè)，發(fā)射數(shù)量創(chuàng)歷史新高。

1 2020 年全球航天活動(dòng)創(chuàng)造“雙高”紀(jì)錄

2020 年，全球共完成114 次航天發(fā)射，實(shí)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(jì)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(guó)家/地區(qū)統(tǒng)計(jì)

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

在全年114 次航天發(fā)射中，美國(guó)發(fā)射次數(shù)為44次，位居全球首席，共發(fā)射航天器953 個(gè)，發(fā)射航天器數(shù)量相較上一年顯著增長(zhǎng)；中國(guó)發(fā)射次數(shù)為39 次，為本國(guó)及國(guó)際用戶發(fā)射航天器數(shù)量達(dá)90 個(gè)，其中，中國(guó)航天科技集團(tuán)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(gè)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(jì)分析

從成功入軌的航天器總質(zhì)量統(tǒng)計(jì)來看，美國(guó)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(dá)到325.5t；中國(guó)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(guó)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(jì)（含發(fā)射失敗）

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

按航天器所屬國(guó)家/地區(qū)統(tǒng)計(jì)

在2020 年全年發(fā)射的1278 個(gè)航天器中，按航天器所屬國(guó)家/地區(qū)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)的航天器數(shù)量為994個(gè)，較2019 年增加約2.6 倍（2019 年為274 個(gè)），以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)排名第一。美國(guó)航天器大幅增長(zhǎng)的主要原因在于，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）全面推動(dòng)“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(gè)，位居全球第二位，其主要構(gòu)成是“一網(wǎng)”（OneWeb）通信星座；中國(guó)的航天器數(shù)量為77 個(gè)，排名第三；俄羅斯的航天器數(shù)量為23 個(gè)，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(guó)家/地區(qū)統(tǒng)計(jì)

按航天器研制國(guó)家/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(guó)家/地區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，既包括該研制機(jī)構(gòu)為本國(guó)/地區(qū)研制的航天器，也包括其為國(guó)際用戶研制的航天器。

2020 年全球各國(guó)家/地區(qū)研制航天器總數(shù)量和總質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

從數(shù)量看，全球發(fā)射的1278 個(gè)航天器中，美國(guó)研制的航天器數(shù)量為1099 個(gè)，較2019 年增加約3.1倍（2019 年為270 個(gè)），主要原因是“星鏈”星座的規(guī)模化部署；中國(guó)研制的航天器數(shù)量為78 個(gè)，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(gè)，位居全球第三位，相較2019 年減少約43.75%（2019 年為64 個(gè)）；俄羅斯研制航天器數(shù)量為23 個(gè)，位居第四位；日本研制航天器數(shù)量為7 個(gè)，相較2019 年減少50%（2019年為14 個(gè)）；印度研制航天器數(shù)量大幅下降，從2019 年的10 個(gè)下降至3 個(gè)；其他國(guó)家/地區(qū)共研制了32 個(gè)航天器。

從質(zhì)量看，美國(guó)研制的航天器總質(zhì)量約347.0t， 較2019 年 增 長(zhǎng) 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(guó)研制航天器總質(zhì)量達(dá)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(jì)

從研制機(jī)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(guó)研制商、2 家俄羅斯研制商、1 家中國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(duì)平淡，研制發(fā)射的航天器數(shù)量普遍不高。整體看，美國(guó)與其他國(guó)家/地區(qū)的研制商呈現(xiàn)出顯著不同：2020 年，美國(guó)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(guó)、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(jì)

2020 年，隨著“星鏈”、“一網(wǎng)”等全球低軌寬帶星座啟動(dòng)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(yàn)證，通信衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量大幅提高，總數(shù)達(dá)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(shí)LEO 軌道其他的光學(xué)成像星座、合成孔徑雷達(dá)（SAR）成像星座、射頻定位星座暫時(shí)處于早期在軌技術(shù)驗(yàn)證階段，使得對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)量小幅增長(zhǎng)至146 顆，位居第二；科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)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(yùn)飛船）13 個(gè)，導(dǎo)航衛(wèi)星6 顆，空間探測(cè)器5 個(gè)。

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

按航天器發(fā)射質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

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94.4%。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(guó)“鴿群”、“狐猴”等商業(yè)對(duì)地觀測(cè)微納星座放緩了衛(wèi)星部署節(jié)奏，進(jìn)入了星座在軌運(yùn)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(zhǎng)，原因主要在于美國(guó)低軌寬帶星座開啟規(guī)?；渴穑蔀樾碌脑鲩L(zhǎng)極。其他質(zhì)量區(qū)間的航天器發(fā)射數(shù)量變化相對(duì)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(jì)情況

2 在軌航天器數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

截至2020 年底，全球在軌工作航天器達(dá)到3536 個(gè)。

按航天器所屬國(guó)家/地區(qū)統(tǒng)計(jì)

按照航天器所屬國(guó)家/地區(qū)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)最多，達(dá)1980 個(gè)，歐洲479 個(gè)，中國(guó)441 個(gè)，俄羅斯190 個(gè)，日本95 個(gè)，印度63 個(gè)，其他國(guó)家/組織共288 個(gè)。

截至2020 年底，全球發(fā)射航天器數(shù)量按所屬國(guó)家/地區(qū)統(tǒng)計(jì)情況

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

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1851 顆，對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星894 顆，科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星592 顆，導(dǎo)航定位衛(wèi)星154 顆，深空探測(cè)器40 個(gè)，載人航天器7 個(gè)（包括“國(guó)際空間站”、載人及貨運(yùn)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(jì)情況

按航天器運(yùn)行軌道數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

按航天器運(yùn)行軌道數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，運(yùn)行在LEO 軌道的在軌航天器數(shù)量最多，達(dá)2733 個(gè)，占在軌航天器總數(shù)的70%以上；地球靜止軌道（GEO）575 個(gè)，中地球軌道（MEO）139 個(gè)，大橢圓軌道（HEO）50 個(gè)，非地球軌道39 個(gè)。

截至2020 年底，全球在軌航天器數(shù)量按運(yùn)行軌道分布情況

3 2020 年度發(fā)展特點(diǎn)分析

從2020 年全球航天器發(fā)射統(tǒng)計(jì)分析可以看出，全球航天活動(dòng)具有如下特點(diǎn)和動(dòng)向。

航天活動(dòng)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(yùn)載火箭投入業(yè)務(wù)化應(yīng)用，進(jìn)入空間的成本門檻持續(xù)降低。與此同時(shí)，微小衛(wèi)星的快速發(fā)展及應(yīng)用，推動(dòng)空間利用成本不斷降低，這使得大量發(fā)展中國(guó)家、初創(chuàng)企業(yè)具備了研制發(fā)射衛(wèi)星的能力，推動(dòng)了航天活動(dòng)的繁榮與普及。隨著低軌巨型星座全面啟動(dòng)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(jì)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(jì)錄，特別是完成首次“破千”，實(shí)現(xiàn)了“高臺(tái)跨步”。由于大量商業(yè)公司陸續(xù)啟動(dòng)LEO 軌道巨型星座計(jì)劃，未來航天活動(dòng)將延續(xù)高速發(fā)展態(tài)勢(shì)。

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(hào)均是獵鷹－9（Falcon－9）火箭，成功率100%，合計(jì)把857 個(gè)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(yùn)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(guó)軍方任務(wù)3 次，以及來自歐洲、韓國(guó)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(chǎng)的高度認(rèn)可。近年來，SpaceX公司的亮眼表現(xiàn)，成為支撐美國(guó)在全球航天發(fā)射市場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)的高風(fēng)險(xiǎn)屬性，發(fā)射成功率有待進(jìn)一步提升；另一方面，近年來各國(guó)火箭升級(jí)換代不斷加速，特別是在商業(yè)資本的推動(dòng)下，商業(yè)小型運(yùn)載火箭發(fā)展活躍并進(jìn)入試飛密集期，2020 年共有11 次全新型或改進(jìn)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(dá)到45.5%。

商業(yè)航天“高歌猛進(jìn)”，低軌小衛(wèi)星星座高速發(fā)展

2020 年，商業(yè)航天實(shí)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(yùn)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(jìn)”的背后，表現(xiàn)出的是小衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量跨越式增長(zhǎng)，并在質(zhì)量細(xì)分區(qū)間呈現(xiàn)新的特點(diǎn)。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)?；渴?。與此同時(shí)，100 ～500kg 的微小衛(wèi)星成為新增長(zhǎng)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(shí)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(dá)成像星座方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，將是商業(yè)航天后續(xù)發(fā)展的重要方向。