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我國載人航天市場展望:未來十年規(guī)?;蜻_500億
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2015年,全球航天產(chǎn)業(yè)繼續(xù)穩(wěn)步向前,延續(xù)繁榮發(fā)展態(tài)勢,全年總收入約為3229.4 億美元,略低于2014年的3290億美元,主要原因是以美元計價的產(chǎn)業(yè)收入受美元升值影響所導(dǎo)致。如果均以各國的本國貨幣進行統(tǒng)計,全球大多數(shù)國家的政府預(yù)算和商業(yè)航天收入相較2014年均呈增長趨勢,發(fā)展勢頭良好(參見圖2)。其中,商業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施與保障業(yè)收入1200.9億美元,商業(yè)航天產(chǎn)品與服務(wù)收入1263.3億美元,全球政府航天預(yù)算與商業(yè)市場收入保持約1∶3的比例,為765.2億美元(參見圖3)。若以衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)和非衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)劃分,則衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入占比為62%,非衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)占比為38%。非衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)主要包括載人航天飛行收入、非地球軌道航天器收入和政府預(yù)算(參見圖4)。
圖1:美國航天基金會定義的航天經(jīng)濟構(gòu)成
圖2:2005-2015年全球航天產(chǎn)業(yè)收入
圖3:2015年全球航天產(chǎn)業(yè)收入構(gòu)成(億美元)
圖4:2015 年全球航天產(chǎn)業(yè)、衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入概況
我國載人航天領(lǐng)域穩(wěn)步發(fā)展,貨運飛船實現(xiàn)零突破。載人飛船領(lǐng)域,當(dāng)前掌握載人航天技術(shù)的只有美國、俄羅斯和中國。2016年,我國成功發(fā)射神舟十一號飛船,順利完成第6次載人飛行任務(wù),從神五到神十一的13年,我國平均每兩年發(fā)射一次載人飛船,未來隨著空間站建設(shè),載人飛船發(fā)射頻率會有所提高;俄羅斯在2016年成功發(fā)射了“聯(lián)盟號”MS-01、MS-02和MS-03三艘載人飛船,為國際空間站運送了7位宇航員;而美國在2011年發(fā)射“亞特蘭蒂斯”號航天飛機后,至今未發(fā)射過載人飛行器,因此當(dāng)前各國宇航員都通過俄羅斯載人飛船送往國際空間站。目前美國的下一代載人太空船“獵戶座(Orion)”的研制工作目前正在進行,未來將會作為載人月球及火星計劃中的一個關(guān)鍵裝備。貨運飛船領(lǐng)域,俄羅斯、美國、歐洲和日本的貨運飛船當(dāng)前都與國際空間站進行對接。我國的貨運飛船“天舟一號”實現(xiàn)貨運飛船零突破,“天舟”系列未來主要服務(wù)于我國自己的空間站。隨著2020年我國航天事業(yè)進入第三步空間站建設(shè),以及國際空間站預(yù)計于2024年退役或轉(zhuǎn)為私人經(jīng)營,我國未來極有可能成為全球唯一具有政府經(jīng)營的空間站的國家。屆時,國際社會都有可能參與到我國的空間站運營,我國在載人航天領(lǐng)域?qū)⒄莆崭嘣捳Z權(quán),航天事業(yè)進入新篇章(參見表1)。
商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域太空旅行處于起步階段,到2030年年均收入可達到30億-45億美元。從廣義上來說,常被提及的太空旅游至少有4種途徑:飛機的拋物線飛行、接近太空的高空飛行、亞軌道飛行和軌道飛行。當(dāng)前比較成熟的高端太空旅行是亞軌道飛行,而真正意義上的太空旅游是軌道飛行,其市場并未成熟。2012-2015年,亞軌道商業(yè)載人飛行穩(wěn)步發(fā)展,每次每人成本在10-15萬美元,實現(xiàn)了年均1000萬美元的收入。在軌道飛行領(lǐng)域,目前軌道飛行單次票價保持在2000萬美元,由于費用昂貴,全球經(jīng)歷過軌道飛行的還不超過十人。未來隨著航天技術(shù)和商業(yè)模式的成熟,亞軌道飛行和軌道飛行的費用都有望下降,從而擴大太空旅游市場。到2030年,亞軌道飛行有望達到年均10億-15億美元收入,軌道飛行太空旅游市場有望達到年均20億-30億美元。太空旅游總市場可達到年均30-45億美元(參見圖5、表2)。
表1:中美試驗性空間站對比
圖5:太空旅游的四種模式
表2:主要太空旅游公司亞軌道飛行產(chǎn)品
表3:我國未來空間站主要構(gòu)成
我國空間站將于2018年開建,2020年左右建成并開始運營。目前,我國己全面展開空間站研制建設(shè)工作,空間站工程己全面進入初樣詳細設(shè)計階段,同時我國正在進行空間站各艙段及新型運載火箭和其他相關(guān)設(shè)施研制,此外也在開展空間站運營管理和運營總體技術(shù)方案的深入論證。預(yù)計在2018年左右,我國將研制和發(fā)射空間站試驗核心艙,對空間站組裝建造、艙外操作、航天員長期駐留等空間站關(guān)鍵技術(shù)進行飛行驗證。飛行驗證結(jié)束后,對試驗核心艙及空間站建造技術(shù)進行全面評估,滿足要求后,發(fā)射實驗艙開始進行空間站建造。預(yù)計2020年左右空間站完成建設(shè)開始運營,開展科學(xué)研究和太空實驗??臻g站基本構(gòu)型包括核心艙、實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ,采用水平對稱T形構(gòu)型作為空間站三艙組合體基本拓撲結(jié)構(gòu),所有艙段均位于組合體當(dāng)?shù)厮矫鎯?nèi)。核心艙居中,實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ分別連接于兩側(cè)。核心艙有五個對接口,可以對接一艘貨運飛船、兩艘載人飛船和兩個實驗艙,另有一個供航天員出艙活動的出艙口(參見表3)。
未來10年,我國載人航天工程市場規(guī)模接近500億元。我國空間站的基本艙段囊括了一個核心艙,一個實驗艙I和一個實驗艙Ⅱ,三者均將在2020年之前發(fā)射升空。核心艙與實驗艙的重量均為20噸左右,假設(shè)造價約80億元左右。參考國外同類型火箭的發(fā)射費用,結(jié)合國內(nèi)航天業(yè)實際情況,長征二號F火箭與長征七號火箭的單次發(fā)射費用5億元左右;長征五號火箭由于其兩倍于長征七號的運載能力,單次發(fā)射費用8億元左右。假設(shè)在空間站正式建成后,我國每年向空間站發(fā)射一次神舟載人飛船和天舟貨運飛船,飛船造價約10億元/艘,未來10年,我國空間站制造和發(fā)射總市場規(guī)模接近500億元(參見圖6)。
圖6:我國空間站基本構(gòu)型
表5:空間站建設(shè)相關(guān)上市公司簡介與財務(wù)指標(biāo)
表4:空間站建設(shè)相關(guān)航天院所及上市公司
航天五院負責(zé)未來空間站相關(guān)的大部分飛行器的總體研制工作,航天八院負責(zé)實驗艙Ⅱ“夢天”號的總體研制工作。無論是核心艙、實驗艙,或是神舟載人飛船以及天舟貨運飛船,其分系統(tǒng)——動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、能源系統(tǒng)等,均由相關(guān)的特定航天院所負責(zé)研制。具體來說,航天五院負責(zé)結(jié)構(gòu)、熱防護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、環(huán)控與生保系統(tǒng)以及能源系統(tǒng),下屬上市公司為中國衛(wèi)星;航天六院負責(zé)動力系統(tǒng)研制,下屬上市公司為航天動力;其余院所,如航天九院,下屬上市公司為航天電子,航天八院下屬上市公司為航天機電。我國即將正式開始建設(shè)空間站,空間站各組成部分的研制和發(fā)射市場前景可期。與此同時,航天電子、中國衛(wèi)星、航天動力、航天機電等上市公司或?qū)⒂瓉硇碌陌l(fā)展機遇(參見表4、表5)。