本文转载自“中信建投证券”，原标题《卫星互联网行业研究：全球低轨卫星通信产业研究》
01全球低轨通信卫星星座现状与产业发展回顾
商业与军事战略价值凸显
狭义上的卫星互联网即以构建太空高速通信网络为目标，通过采用低轨通信卫星组网方式，实现全覆盖通信，弥补现有地面互联网网络的覆盖盲点，解决偏远地区以及空中、海上通信盲区的联网需求，弥补数字鸿沟，典型模式包括美国SpaceX的星链计划等。
1.1 低轨通信卫星井喷式发射，占全球卫星年发射总额近九成
根据美国卫星工业协会（SIA）数据：2022年全球航天产业规模达到约3840亿美金，其中全球卫星产业规模占航天产业的73%，达2811亿美金。USCSatelliteDatabase数据显示，截至2023年1月1日，全球共有6718颗在轨运营卫星。1）按照国别统计：美国4529颗（约占全球67%），中国590颗（约占全球9%），英国563颗（约占全球的8%），俄罗斯174颗（约占全球3%）。2）按照卫星用途统计：通信卫星4823颗（占72%）、导航卫星155颗（占2%）、遥感卫星1192颗（占18%）。3）按照轨道类型统计：LEO/MEO/GEO轨道卫星分别有5938/141/580颗。其中，中国在轨卫星数量约为美国数量的1/6，尤其是通信卫星数量仅为美国的2%左右，差距较为明显。卫星轨道频谱资源有限，军事和商业竞争日趋白热化，卫星产业战略价值凸显。卫星产业特别是通信卫星面临着广阔的国家需求、战略推动力、与商业化市场蓬勃发展。
低轨通信卫星在过去的几年中发展迅速，已经逐渐成为了卫星产业发展的重中之重，截止2022年末低轨通信卫星占当年发射卫星总数的比例已达87.92%。其高强度的发射数量和占比说明了卫星通信（卫星互联网）领域的重要性与光明前景。从数量上分析，低轨通信卫星的迅速增长：2014年至2022年间，低轨通信卫星的发射数量从14颗增长到了1863颗，增长了超过130倍。特别是从2020年起，相较于2019年发射量上涨了超10倍。从通信卫星市场份额分析，低轨通信卫星处于绝对垄断地位：2014年时，低轨通信卫星占当年发射通信卫星数量的比例为28.00%，到了2022年这一比例已经增长到了99.20%。
按照轨道高度划分，低轨卫星由于传输时延小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低，非常适合卫星互联网业务的发展。总体来看，卫星互联网当前的发展趋势具有：（1）高通量、高频段（2）轨位高轨到低轨，（3）星体大型到小型，（4）卫星布局星座化，（5）天网地网一体化等特点。
1.2 低轨通信卫星商业与战略价值凸显：全球覆盖与频谱资源
（1）低轨通信卫星（星座）是实现全球覆盖唯一路径。卫星互联网被广泛视为通信全球普及的关键手段，其目标是为地球上未能接入互联网的巨大人口提供连接。当前的通信卫星技术，主要集中在中高轨道，但它们并不完全适应于全球覆盖和解决数字鸿沟问题。相比之下，低轨道卫星通信提供了一种更加灵活且具有成本效益的解决方案，它成为了地面通信的有效补充，尤其在空间和地面的融合通信中起到了中心角色。卫星互联网与传统4G、5G或互为补充。低轨卫星通信核心商业应用场景主要包括偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空宽带和灾难应急通信等。卫星互联网或成为新一代6G网络的重要组成。
（2）低轨道频谱和空间资源日渐紧张，抓紧布局迫在眉睫。根据赛迪顾问的研究数据显示，地球近地轨道最多能容纳约6万颗卫星。美国SpaceX星链计划共3期已申报超4.2万颗低轨卫星。AMAZON的Kuiper计划、英国Oneweb、加拿大Telesat等企业均开始布局并推出各自卫星互联网计划与低轨星座。根据国际电信联盟（ITU）要求，提交申请后的7年内必须发射第一颗卫星，在此基础上非地球静止卫星系统必须在当前投入使用的监管期结束后两年内部署其星座的10%，在五年内部署50%，然后在七年内完成部署。
1.3 低轨通信卫星军事与战略价值不容小觑：以美军为例
（1）俄乌战争六大启示-低轨通信卫星在网络通信、地面遭遇、情报信息、精确打击、无人机支援、反网络电子干扰等方面作用凸显。俄乌冲突以来，“星链”低轨卫星星座凭借大容量、高通量、低时延和重访周期短等优势首次介入战场，可实现对全球近乎全天候不间断的侦查与监视，充分证明近地轨道卫星的潜在军事应用价值。“星链”卫星的通信传输功能具有军民两用的特点，俄罗斯和乌克兰的冲突凸显了太空对于态势监视和军事通信的重要性。在俄乌冲突中，“星链”带来的卫星网络支撑，使乌军在通信、侦察等方面获得巨大助力，提升了其在网络通信、地面遭遇、情报信息、精确打击、无人机支援、反网络电子干扰等方面的能力。
（2）完善美军“空天地一体”作战能力、“无尽边疆”太空战略部署。星链计划与美国新成立的太空军的关系密切。星链计划与X-37B同属“星球大战”计划的一部分，背后依托的是美国太空安全的战略转型，蕴含着极高的全球军事价值，对完善美国“空天地一体”作战能力，太空战略部署均有着深远的战略意义。美国聚焦发展低轨卫星星座，可分为弹性分散（提升空间体系抗毁能力）、战术信息支撑（高时空密度、高功能密度、超低时延）、网云体系（一星多用、云端服务）支撑三大系统。“星链”卫星在军事领域的应用已成为美军战略的核心。其主要优势在于强化美军的指挥通信、侦察监视和指挥协同等多方面能力，从而助力多域作战概念的实现。
（3）军民一体通信系统，应用潜力广阔。1994年，美国首次提出“军民融合”概念，旨在将国防科技与民用科技结合，形成统一的国家科技创新体系。成熟的“军民融合”模式为美国军工产业的发展带来了诸多红利，“星球大战”计划、“阿波罗”计划等都是“军民融合”协同发展的典型案例。模块化设计是“星盾”的一个重要优势，未来，“星盾”卫星可以搭载多种载荷，增强美国的太空体系弹性能力，提升多样化的太空军事应用能力。俄乌冲突已经揭示了“星链”系统并非纯粹的“民用”项目。由于分散部署军用载荷，增强了美国太空力量的隐蔽性和抗毁性。同时，在商业卫星上托管军用载荷体现了航天领域军民融合的大趋势。
1.4 卫星产业政策大力扶持：全方位推动产业发展
国家产业政策大力扶持：需求端脉络清晰，能见度与确定性高。卫星产业关乎国家信息安全与发展，国家政策大力推动，自2013年起出台多方政策，例如鼓励民营小卫星企业参与国家项目，卫星互联网纳入新基建，作为“一带一路”战略的重大基础设施和应用工程，促进军民卫星资源和卫星数据共享等，从多方面发力推动产业发展。
1.5 国际形势倒逼，中国卫星互联网建设有望全面提速
目前多个航天强国已向ITU申报了大规模星座计划。比如，美国SpaceX星链低轨通信卫星申请总数超4万颗，目前实际在轨卫星数量约为4600颗。与之相对，2021年4月我国星网集团成立并申请了12992个近地轨位，代号GW国网。目前我国低轨卫星互联网仍处于早期起步阶段，2023年7月9号，由航天科技集团五院抓总研制的卫星互联网技术首颗试验卫星搭乘长二丙运载火箭在酒泉发射升空。2023年8月，我国“G60星链”垣信卫星已向ITU提交1296个近地轨位申请。10月，上海市政府发布《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划（2023—2025年）》与《上海市进一步推进新型基础设施建设行动方案（2023-2026年）》，上海将打造以“G60星链”为代表的卫星互联网产业集群，形成具有国际国内引领效应的“天地一体、万物互联”卫星产业标杆示范，我国卫星互联网建设有望全面提速。
02
全球卫星互联网星座计划布局分析
低轨通信卫星为绝对主力
2.1 全球近地轨道（LEO）星座申报与部署发展迅猛
从卫星互联网布局的星座计划分析，根据新太空网络数据统计，截止2023年10月31日，全球已申报的卫星互联网星座共52个。采用的轨道类型及对应计划数量如下：其中，近地轨道(LEO)的星座数量为46个，占全球卫星互联网星座的88%，远远超过其他轨道类型。
从卫星互联网布局的具体卫星数量计划分析，在本次汇总的52卫星互联网星座计划中，有11个星座未公布其计划部署卫星数量，其余41个星座共计划部署卫星57,630颗，其对应的不同轨道情况如下：当前的数据显示，近地轨道(LEO)在全球卫星互联网布局中扮演着最核心的角色，近地轨道(LEO)的卫星数量为56,594颗，占已公布的卫星数量的98.20%。而其他轨道类型在整体布局中所占比重相对较小，但根据其特性在某些特定应用中可能具有特定价值。未来随着技术的进步和市场的变化，这些数据可能会有所调整，但LEO的主导地位在中短期内较为稳固。
从发射情况分析，在已有的52个卫星互联网星座计划中，有23个星座计划已实际发射了共5562颗卫星。其中美国SpaceX星链一代已发射4714颗，占总发射数的84.75%；英国OneWeb一代已发射620颗，占总发射数的11.15%。以上两个星座发射卫星数占已发射卫星总数的95.49%，先发优势巨大。
目前世界各主要卫星互联网星座计划中，绝大多数计划都部署在LEO轨道；如按照卫星数量统计，已发射的LEO轨道卫星占已发射总数的99.51%；所有星座计划部署完成后，占用LEO轨道的卫星数量占卫星总数的98.60%。LEO轨道卫星在卫星互联网星座计划中占据绝对优势，是未来发展的中流砥柱。
2.2 全球卫星互联网近地轨道LEO星座：中美寡头领衔
按照全球已申报ITU的低轨通信卫星星座计划，如按计划全部部署完成后，中美两国或成近地轨道LEO寡头领先局势。美国巨头如SpaceX、Astra、Kuiper等，我国领军计划星网、G60等将合计占有全球LEO卫星互联网星座总规模的约85%。
目前，全球低轨通信卫星发展如火如荼，绝大多数卫星互联网LEO星座计划都处于原型开发阶段或早期阶段。仅有极少部分项目的卫星已经发射并在持续推出，如SpaceX星链一代和OneWeb一代。其中美国SpaceX先发优势巨大，占全球星座总发射数的84.75%。中国目前星网计划仍处于原型试验星阶段，新申报的G60星链也处于早期阶段，暂未发射试验卫星。从国家和地域分析，卫星互联网LEO星座计划遍布全球科技领先经济体，聚焦在美国、中国、与欧盟国家。主要参与者包括Iridium、Globalstar、Inmarsat等传统老牌全球通信企业，也有SpaceX这类行业变局者，我国星网、垣信等后来居上的新兴玩家等。
2.3 卫星星座发展不确定性高：国际巨头加速入局与出局
根据国际电信联盟（ITU）要求，提交申请后的7年内必须发射第一颗卫星，在此基础上非地球静止卫星系统必须在当前投入使用的监管期结束后两年内部署其星座的10%，在五年内部署50%，然后在七年内完成部署。可以看到，从2015年起，新成立的卫星星座项目数量开始激增，且多数处于原型试验阶段。根据ITU规则测算，预期从2024年起有望看到近地轨道卫星星座开始密集发射。
在全部已申报的卫星星座中，超20%已申报星座项目被标记为“已取消”或处于“休眠/未知”状态，说明该领域也存在极大的风险、挑战与不确定性。此外，由于卫星星座项目资金、资质、运营服务、技术与经验等壁垒显著、叠加投入周期久、政策及发展战略不确定性等特点，仅有2.6%的星座计划如期完成建设。
03全球卫星互联网产业
我国卫星制造和火箭发射与SpaceX仍存差距
3.1 全球卫星互联网产业：航天工业发展的新焦点
近年来，随着全球互联网技术的快速发展与日渐凸显的商业与军事方面战略价值，航天工业逐渐将重点转向了卫星互联网领域。根据美国卫星产业协会SIA数据，2022年全球卫星产业规模约占航天工业的73%，2022年全球航天工业规模达到约3840亿美金，其中卫星产业规模达2811亿美金。而卫星互联网产业又处于卫星产业发展的主导地位，截止2022年末低轨通讯卫星占当年发射卫星总数的比例已达87.92%。根据赛迪顾问《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》，卫星互联网产业链自上而下，主要包含卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运营及服务四大主要环节。目前，尤其是在低轨通信卫星星座的发展领域，全球正处于一个战略起步的关键时刻。在这一竞争中，英美两国在低轨通信卫星商业化方面呈现出明显的领先优势，而中国入局相对较晚。目前全球多数卫星互联网玩家处于发展初期–星座组网尚未完成，为了深入解析这一新兴产业的结构和未来趋势，本报告对于率先快速发展的产业链上游环节，即卫星制造、卫星发射两大领域进行重点梳理，聚焦产业内的主要布局玩家、新进参与者的横向对比，以及他们的市场策略和技术进展。
3.2 全球低轨通信卫星制造：星链Starlink与一网OneWeb率先发力
全球低轨通信卫星领域正经历一场前所未有的战略竞赛，在这一波浪潮的发展初期，尤为显眼的是星链Starlink和一网OneWeb，两者都已积累了宝贵的呈批部署和运营经验。特别是星链Starlink，其背后SpaceX凭借丰富的卫星发射经验、尖端的通讯技术，以及其宏大的星座规模，无疑已站在了全球低轨通信卫星领域的领先位置。SpaceX于2018年2月22号发射了首颗星链试验星，截止2023年10月31号，星链一代的四千余颗已接近部署完成。Oneweb紧随其后，于2019年2与27日发射了首颗试验星，由于星座部署规模较小，目前在轨卫星数量已达600余颗，也已接近部署完成。
与此同时，国内外主流玩家，比如加拿大TelesatLEO，美国亚马逊KuiperSystem，我国GW星网都在紧锣密鼓地推进自己的低轨通信卫星项目，并开始筹备与发射原型机和试验卫星。当前，由于低轨通信卫星星座部署数据较为有限，对尚未开始正式部署星座的长远前景还需保持观望态度。
3.3 全球低轨卫星火箭发射：SpaceX猎鹰9号独领风骚
从低轨卫星火箭发射情况分析，目前唯有SpaceX与OneWeb正式部署了低轨通信星座。其中，SpaceX使用的是自家的猎鹰9号实行的发射任务。Oneweb使用是SpaceX的猎鹰9号与俄罗斯的联盟2号，俄乌冲突爆发前的所有13次任务均为联盟2号实行，自2022年3月起改由SpaceX的猎鹰9号实行发射任务。由于全球其他主要玩家均处于试验星阶段尚未大规模发射，当前的全球低轨通信卫星火箭发射已基本由SpaceX垄断。从研制与服役情况分析，目前海外唯有美国SpaceX的猎鹰九号（Block5），俄罗斯的联盟2号（2-1b），与美国联合发射联盟企业（ULA）宇宙神5号为适合低轨通信卫星发射的现役火箭。从产业链布局的视角，只有SpaceX的Starlink星链与亚马逊的Kuiper的火箭发射使用了或计划使用自家火箭。SpaceX为马斯克（ElonMusk）于2002年创立，蓝色起源BlueOrigin为贝索斯（JeffBezos）于2000年创立。
火箭发射端，一箭多星（近地轨道运载能力）与火箭回收技术或为重要降本增效影响因素。在一箭多星方面，SpaceX猎鹰九号的一箭多星记录为一箭143星，我国一箭多星记录为一箭41星，由长征二号丁运载火箭发射。体现在运载能力方面，猎鹰9号在现役火箭中位居榜首，有效近地轨道载荷为22800千克（单次）、18500千克（复用）；宇宙神5号紧随其后，有效近地轨道载荷为9,750–18,810千克，俄罗斯联盟2号与我国长征2号系列有效近地轨道载荷均不足10000千克。我国目前单次火箭发射载荷能力据国际领先水平仍有较大差距。聚焦下一代LEO近地轨道运载能力，SpaceX依然处于领先地位。SpaceX的星舰是正在研制中的下一代运载火箭，近地轨道运载能力或可达100-150吨，2023年11月已进行两次轨道试飞测试，飞船与推进器分离后仍继续飞行了一段距离随后失联发生爆炸。相比起SpaceX的星舰，国内也有同级别的重型火箭“长征九号”，近地轨道运载能力或不少于150吨，目前正处于论证阶段，总体构型方案已基本确定，预计2033年前后实施飞行验证。在火箭回收技术方面，现役火箭唯有猎鹰9号具有可回收特性：其为历史上第一枚可多次重复使用一级助推器的液体燃料运载火箭，推翻了运载火箭只能一次性使用的思维定势，也为SpaceX商业模式中的低成本战略提供了有力支撑。自2010年6月以来，猎鹰9号运载火箭一共发射了256次，其中254次成功，一次部分失败以及一次航天器损毁（截止2023月8月26日的数据）。因此综合来看，火箭发射环节或为我国卫星互联网产业链短板之一。
从全球火箭发射频次来看，2023年全球年度发射达222次，相较于2022年全球年度发射量的186次进展迅速。分国别来看，美国以116次发射，占据全球第一（另有统计美国为108次），我国全年进行了67次发射（2022年为64次），位居第二；俄罗斯以15次发射量位居第三，中美两家合计占到全球火箭发射数量的超80%从发射机构上统计，美国SpaceX2023年共完成火箭发射98次，（含星舰组合体2次试飞失利），占美国全年发射数量的84%，占全球全年发射数量的44%。SpaceX企业凭借重复使用运载技术，进入空间能力大幅增强，在卫星互联网“星链”系统需求推动下，已占据美国发射活动的绝对主导地位，在全球发射市场也已占据“半壁江山”。我国航天科技集团紧随其后，共完成48次发射任务。从载荷质量上看，SpaceX全年发射质量达到1286吨，占全球发射质量的80%左右。根据《2022中国航天科技活动蓝皮书》，2022年全球发射载荷质量1041吨，美国约734吨，中国约197吨。而2023年，SpaceX一家企业的发射质量就超过了2022年全球载荷质量的总和。
从发射场资源来看，据中国宇航学会统计，从2007年开始，SpaceX企业陆续租用了美国空军的SLC-40、SLC4E、SLC-4W、SLC-13四个发射工位，以及美国宇航局的LC-39A发射工位（此前用于土星5号火箭和航天飞机的发射）。通过租赁方式得到上述设施的使用权之后，尽管SpaceX企业需要进行大量适应性改建，但是相比于完全自建发射场，租赁方式更加经济，而且最重要的是能够利用空军和美国宇航局提供的各类支撑服务。以肯尼迪航天中心LC-39A为例，SpaceX企业在租赁发射工位之后，还能够使用肯尼迪航天中心的发射控制室、有效载荷处理设施、发射遥测和通信服务、推进剂及处理服务、地面支撑设备等发射相关的设施和服务，以及发射组织、操作、安全等方面的流程支撑，甚至于火警、应急服务和媒体支撑等方面的辅助支撑。因此，政府为SpaceX企业提供的不仅仅是场地和设施，相关的配套服务都能够得到保障。
截止2022年末，按照年成功发射次数分析，全球较为活跃的发射场主要有美国的卡纳维拉尔角天军基地（34次）、肯尼迪航天中心（20次），范登堡空军基地（16次）；俄罗斯的拜科努尔航天发射场（7次，俄乌冲突前2021年为14次）。卡纳维拉尔角空军基地(CCAFS)40号航天发射场位于美国东南海岸，可以进入各种低倾角和中倾角轨道，这些轨道经常被通信和地球观测卫星以及国际空间站的补给任务使用。该站点还允许进入地球静止轨道，以及出发前往月球和星际目的地。SLC-40位于卡纳维拉尔角空军基地，南临帕特里克空军基地，北临NASA肯尼迪航天中心，受益于该地区的许多支撑服务，包括安全和发射范围控制、天气监测、地面支撑基础设施、有效载荷处理设施和远程跟踪摄像机，能够观察从升空到大西洋上空一级分离和二级点火的发射过程。肯尼迪航天中心由四个部分组成，工业区、39号发射中心和它的两个发射场LC-39A和LC-39B、飞行器组装建筑物和参观者中心。发射场东北和西北角上是圆柱体的氢和氧燃料仓，每个仓可以容纳330万立升冷凝液态的燃料。为了防止爆炸的危险，航天飞机的外部燃料箱，在起飞前不久才能被填满。
范登堡空军基地(VAFB)加利福尼亚州东4号航天发射场位于加利福尼亚州海岸线，为客户提供进入高倾角和极地轨道的机会，卫星通信星座、国防情报和地球观测卫星以及一些月球任务经常使用这些轨道。从范登堡发射的火箭一直向南穿过公海，一直到达南极洲，此时飞行器早已进入轨道。SpaceX在SLC-4E的运营受益于范登堡的安全和发射范围控制、天气监测、地面支撑基础设施、有效载荷处理设施以及远程跟踪摄像机，这些摄像机能够观察从升空到太平洋上空一级分离和二级点火的发射过程。星港（Starbase）是一所位于美国德克萨斯州的航天发射与实验中心，也被称为“星际基地”、“太空探索技术企业南德克萨斯发射场”（SpaceXSouthTexasLaunchSite）、“博卡奇卡发射场”（BocaChicalaunchsite）。该发射场靠近布朗斯维尔市的博卡奇卡村，隶属于太空探索技术企业，主要用于“为SpaceX提供一个独立的发射场地，进而为企业商业运载能力提供更大空间，满足企业未来的密集发射窗口期。”星港作为世界首座商用航天发射场，最初设想用于发射猎鹰9号、重型猎鹰和可重复使用亚轨道运载火箭，但SpaceX在2018年宣布将星港作为星舰的专属发射场。
拜科努尔航天发射场始建于1955年6月，是前苏联建造的航天器发射场和导弹试验基地，位于哈萨克斯坦共和国克则罗尔金州一片半荒漠地区。前苏联解体后，拜科努尔归属俄罗斯。拥有13个发射台，5个发射控制中心，9个地面跟踪站，是世界上第一座也是最大的一座航天发射场。半个多世纪里，这里发射了超过2500枚火箭，把3000多个航天器载入轨道，将130多位航天员送上太空遨游，创造了无数的世界第一，是人类遨游太空梦想成真的启程之地。东方发射场自2018年之后承担发射俄罗斯所有载人航天器的任务。除曾用作航天发射的卡普斯京亚尔（KapustinYar）战略导弹部队基地以外，这里将成为前苏联境内第四个、现俄罗斯联邦境内第三个航天发射场。圭亚那航天中心主要负责科学卫星、应用卫星和探空火箭的发射以及与此有关的一些运载火箭的试验和发射。玛西亚发射场由私人航天企业火箭实验室拥有和运营,该企业用于立方体纳米科研卫星的电子火箭发射。
04全球低轨通信卫星典型
行业标杆美国SpaceX全产业链布局
4.1 SpaceX打破NASA垄断，商业航天先驱者
企业发展历程：SpaceX企业是全球低轨卫星互联网领导者。旗下Starlink（星链）是一个低轨宽带卫星互联网计划。该计划将初步发射12000颗卫星，后续发射总量共42000颗，在太空中布局一个巨大的人造卫星星座，为全球每一个角落提供高速互联网连接。在轨运行数量方面，Starlink自2019年5月首次发射以来，已发射超5422颗卫星（包含星链一代与星链二代mini）。用户数方面，截至2023年9月，全球用户规模突破200万，遍布七大洲、60多个国家。
SpaceX主要业务范围包括面向军方发射需求的EELV发射业务、面向“国际空间站”（ISS）的“龙”飞船货物及乘员运输业务、面向商业发射的“猎鹰”火箭业务、面向消费市场的“星链”低轨通信业务，以及面向远期航天运输需求的“超重星舰”业务。自2002年成立起，聚焦火箭与航天器开发，通过设计与制造可重复使用的太空运载火箭，将货物、人员和卫星载荷运送至太空。
SpaceX组织架构：扁平化组织，提升运行效率，人员精简高效，技术背景雄厚。企业设有18位副总裁，分管不同的职能、业务及产品领域，并直接向高管汇报。截至2023年9月，企业共有约13000名员工，与其他航天集团相比人员相当精简。
在冷战时期，美苏两国展开了激烈的太空竞争。这一时期，特别是在实行阿波罗登月任务的时候，NASA的预算达到了历史最高点。然而，随着成功登月，一系列潜在问题逐渐显现，导致NASA的预算比例逐年下降。随着冷战的结束，美国政府开始推动商业航天领域的发展，并逐步削减NASA的预算。到了2003年，美国政府发布了《国家航天运输政策》和《美国国家航天政策》，这标志着近地轨道运营任务从NASA转移到私营航天企业，开启了商业航天的新篇章。SpaceX抓住了这个机遇，2006年通过竞标首次获得了NASA商业合同（COTS）并被授予3.96亿美金的资金，随后的十几年间接受了政府大量的订单、技术和场地资源支撑，才得以稳步成长。2006年至2008年间，火箭的前三次发射均以失败告终，差点导致企业破产。随着2008年9月28日第四次尝试首次成功发射，财务状况开始好转。同年12月，美国宇航局(NASA)向SpaceX授予了第一份商业补给服务(CRS)合同，价值16亿美金从而拯救了企业的财务。2012年5月，猎鹰9号搭载货运“龙”飞船为国际空间站运送货物，在成功交付货物后，从国际空间站离开并坠入太平洋。SpaceX作为有史以来第一家向国际空间站运送货物的私营企业，开创了历史先河。
4.2 SpaceX多元化投融资机制：政府支撑、资本市场融资、商业化运营
在分析SpaceX的资金来源时，大家可以看到企业实行了一种多元化的投融资机制，主要包括三个方面：政府合同订单、资本市场融资，以及商业化盈利模式。政府及军方合同订单在SpaceX的成长历程中扮演了至关重要的角色。在2006年至2018年的时间跨度中，SpaceX从美国政府获取的订单总值高达80亿美金，成为该时期其收入的主要来源。美国政府为SpaceX企业提供的资金支撑包括系统研制经费和服务采购经费，来源主要是美国宇航局（NASA）和空军。其中，美国宇航局提供的资金总计大约为72亿美金，美国空军提供的资金大约为9.6亿美金。这些订单不仅包括了系统开发和服务采购，而且涉及了多个关键领域。特别值得一提的是，SpaceX在开发关键技术如火箭、飞船和卫星方面，得到了NASA的大力支撑。从技术支撑来看，根据美国宇航局的航天法案协议清单，目前美国宇航局和SpaceX企业之间签订的航天法案协议中，有10项是由美国宇航局为SpaceX企业提供技术支撑，涉及的技术领域包括运载火箭研制、发动机建模、增材制造技术、乘员舱显示和控制技术、卫星再入分析、航天器结构的表面化学和材料分析、载人飞船试车监控所需的协调激光光谱技术等。NASA不仅提供了技术支撑，还允许SpaceX拥有这些技术成果的产权。这一策略显著促进了SpaceX的快速成长，使其在商业航天领域迅速崛起。这种政府和私营部门的合作模式，不仅为SpaceX带来了稳定的收入来源，同时也为其在技术创新和商业化方面提供了强大的助力。
自2018年以来，据不完全统计，美军与SpaceX在卫星领域以联合研发、性能测试、演习应用、服务采购等形式开展的合作达20余次。为保证商业卫星企业产品符合军方需求，或推进商业卫星企业难以独立完成的研究项目，美军通常与商业企业进行联合研发。
从政策制度支撑方面来看，自2018年起，美国政府在卫星互联网及其相关技术领域内发布了多项政策和战略，显著地展现了其对航天技术和太空通信的关注和支撑。根据中国宇航学会的整理，在顶层政策方面，美国1988年更新《国家航天政策》，将航天分为“军事航天”、“民用航天”和“商业航天”三部分并沿用至今。此后在1996年、2006年、2010年以及2018年的《国家航天政策》中都明确提出鼓励商业航天发展。而在2013年出台的《国家航天运输政策》中，更加具体地指出要鼓励商业航天企业研制和发展近地轨道航天运输系统，将国际空间站的运输服务交由商业企业竞争，先通过政府服务需求的牵引和带动，提高美国竞争力，继而在国际商业发射市场上争取更多份额。
基础设施是SpaceX企业从美国政府得到的另外一项直接支撑，主要包括发射设施和试验设施。SpaceX的三个主要航天发射工位均租借于美国政府，相比自建发射台，租赁方式更加经济，而且能够利用空军和NASA提供的各位支撑服务，这对于早期的SpaceX来说无异于雪中送炭。随着发射订单的增加，为了保障发射节奏，SpaceX建设了第四座发射台“星舰基地”（Starbase），位于德克萨斯州博卡奇卡，是未来发射星舰飞船的地点之一。从2007年开始，SpaceX企业陆续租用了美国空军的SLC-40、SLC4E、SLC-4W、SLC-13四个发射工位，以及美国宇航局的LC-39A发射工位（此前用于土星5号火箭和航天飞机的发射）。通过租赁方式得到上述设施的使用权之后，尽管SpaceX企业需要进行大量适应性改建，但是相比于完全自建发射场，租赁方式更加经济，而且最重要的是能够利用空军和美国宇航局提供的各类支撑服务。以肯尼迪航天中心LC-39A为例，SpaceX企业在租赁发射工位之后，还能够使用肯尼迪航天中心的发射控制室、有效载荷处理设施、发射遥测和通信服务、推进剂及处理服务、地面支撑设备等发射相关的设施和服务，以及发射组织、操作、安全等方面的流程支撑，甚至于火警、应急服务和媒体支撑等方面的辅助支撑。
SpaceX在资本市场上的融资活动也是其发展历程中的一个重要组成部分。企业利用其成熟的“火箭+卫星+发射服务”商业模式，成功开展了数轮大规模融资活动，吸引了包括Alphabet（GOOGLE的母企业）、FidelityInvestments（富达投资）、红杉资本在内的诸多外部投资者。据CNBC信息，截至2022年年底，SpaceX已经完成了46轮商业融资，累计融资额超过130亿美金，伴随着企业估值的持续增长。截止2023年1月的融资计划中，SpaceX筹集资金高达7.5亿美金，企业的投后市值达到1370亿美金。这一融资规模和估值的迅速增长，不仅展现了市场对SpaceX商业潜力的高度认可，也反映了其在航天领域的领导地位。
在商业化运营方面，SpaceX首次实现了盈利。2023年第一季度实现5500万美金的净利润和15亿美金的营业收入。该企业的业务主要集中在三个核心领域：火箭发射（包括猎鹰9号和猎鹰重型）、低轨通信（即星链项目），以及运载服务（包括国际空间站的运输服务“龙”飞船和深空运输的“星舰”）。在火箭发射领域，SpaceX几乎垄断了全球卫星的发射市场。从全球火箭发射频次来看，2023年上半年全球总计发射火箭97发。其中美国（53发）、中国（25发）分列前两位，占到全球火箭发射数量的81%。从发射机构上统计，SpaceX上半年共完成火箭发射44次，共发射卫星和航天器1400颗，位列全球第一。从载荷质量上看，美国2013上半年共发射载荷质量约510吨，其中SpaceX上半年发射的载荷质量约504吨。2023年7月，随着阿丽亚娜5号的退役，以及阿丽亚娜6号首飞的不确定性，欧洲短期内或将陷入无箭可用的境地。叠加美国德尔塔IV型接近停飞，俄乌冲突后俄罗斯被制裁、西方世界停止与联盟系列运载火箭合作，都或将进一步提升SpaceX在全球发射市场的份额。在低轨通信卫星领域，截至2023年9月，SpaceX的星链用户数量已超过2000万。星链目前在某些地区提供互联网服务，起价为每月99美金。用户初次购买需支付499美金（2022年末价格上调至599美金）以获取星链套件，包括用户终端、三脚架和路由器。此外，用户每月还需支付150至250美金的服务费。根据初步估算，星链服务在2023年有望为SpaceX带来超30亿美金的收入。这一数字或有望占据SpaceX总营收的超50%。这些数据不仅展示了星链服务的强劲增长势头，也突显了SpaceX在商业航天领域的领先地位和盈利能力。 在政府服务方面，SpaceX持续保持与政府、国防部等部门的深度合作。美国太空部队发言人证实，SpaceX于9月1日获得了一份为期一年的Starshield合同，最高价值7000万美金。根据合同，SpaceX企业的“星盾”网络将通过“星链”星座、用户终端、辅助设备、网络管理和其他相关服务为军方提供端到端服务。该合同的授予标志着SpaceX成为首个为美军方提供近地轨道卫星服务的供应商。10月，美陆军第五安全部队援助旅（SFAB）旅长布兰登·蒂格上校透露，该旅于10月1日接收了4套“星盾”系统。据悉，这些“星盾”系统将部署在太平洋联合多国战备中心，拟在后续轮换训练中进行相关测试。
4.3 SpaceX商业模式：全产业链布局与低成本策略
全产业链布局是商业航天领域的发展趋势之一。商业航天的产业链由多环节构成，从上游研制、发射，到下游运营、应用，几乎每一个环节都可能创造出千亿级别的市场。从商业价值来看，在这些环节中，地面设备制造和卫星应用及运营占市场规模比重较高，是商业航天率先商业化的环节。为了将这一环节中可以想象的空间转化为现实，全产业链的整合对于提升商业效率极其关键。这就要求商业航天要推动卫星制造从“定制化研制”到“批量化生产”的转变，卫星密集发射同时带动火箭发射向高可靠、低成本、灵活发射的方向发展。SpaceX已形成集卫星研发制造、火箭发射、地面站建造、卫星运维、终端消费市场应用于一体、相对完备的产业链条，有效避免庞的供应链、传统的设计、叠加的外包订单等高成本环节，从根本上降低星链计划的成本，并通过“顺风车”业务降低了单次发射成本。同时，SpaceX坚持自给自足，打破以往分系统外采的模式，自主研发和制造火箭的主要分系统，强化了对产业链的掌控能力。在SpaceX布局星链的低成本策略中：一箭多星（近地轨道运载能力）与火箭回收技术或为重要降本增效影响因素。在一箭多星方面，SpaceX猎鹰九号的一箭多星记录为一箭143星，我国一箭多星记录为一箭41星，由长征二号丁运载火箭发射。体现在运载能力方面，猎鹰9号在现役火箭中位居榜首，有效近地轨道载荷为22800千克（单次）、18500千克（复用）；宇宙神5号紧随其后，有效近地轨道载荷为9,750–18,810千克，俄罗斯联盟2号与我国长征2号系列有效近地轨道载荷均不足10000千克。
在火箭回收技术方面，现役火箭唯有猎鹰9号具有可回收特性：其为历史上第一枚可多次重复使用一级助推器的液体燃料运载火箭，推翻了运载火箭只能一次性使用的思维定势，也为SpaceX商业模式中的低成本战略提供了有力支撑。自2010年6月以来，猎鹰9号运载火箭一共发射了256次，其中254次成功，一次部分失败以及一次航天器损毁（截止2023月8月26日的数据）。根据解放军报《重复使用火箭：自由往返天地间》一文解析，一枚运载火箭的硬件成本约占到每次发射总成本的80%以上，这使得单位有效载荷的运输成本非常高。因此，如果能回收火箭，经过维护后再重复使用，则可极大降低发射成本。SpaceX采用垂直回收技术，在一级火箭分离后，通过姿态控制系统使一级火箭倒转，重启发动机反推火箭进入预定返回轨道。猎鹰9号火箭于2010年6月首飞成功，并于2015年12月完成首次回收，火箭的回收和复用大幅减少了发射成本，进而降低发射报价，使得产品更具有市场竞争力。
以垂直下降方式降落地面，必须提前为发动机反推预留推进剂，这会对火箭运载能力造成一定的损失。猎鹰9号预计在发射10次之后退休，此时维修保养费用与第一级火箭的残余价值比较接近。根据《SpaceX可回收火箭技术与成本分析》测算结果显示，第一次发射报价为6209.6万美金；第二次发射报价为4573.9万美金，是首次报价的73.3%；第三次发射报价为3919.4万美金，为首次报价的63.1%；到第8次发射报价为3101.3万美金，降至首次报价的49.9%。SpaceX在2023在12月23日创纪录地第19次发射了同一枚猎鹰9号火箭。该猎鹰9号火箭在一枚重复使用19次的第一级助推器（B1058芯一级）的帮助下，将23颗星链卫星发射到近地轨道。同时期，Oneweb使用联盟号2.1b火箭，发射价格约为8000万美金，单次发射约34颗卫星。根据中国宇航学会的统计，猎鹰9火箭发射报价是6200万美金（2023年最新报价已涨至6700万美金），猎鹰重型火箭报价是9000万美金。暂且不谈猎鹰重型火箭的产品成熟程度及发射市场的约束性，单论猎鹰9火箭，其单位质量有效载荷发射价格也是当前发射市场最低，或者接近最低。在目前国际GTO发射市场，猎鹰9火箭单位载荷发射价格约是1万美金1千克，而美国联合发射联盟企业（ULA）的“德尔塔4”和“宇宙神5”大约是2万美金1千克，欧洲阿里安5火箭也是大约2万美金1千克，俄罗斯质子号运载火箭大概是1.5万美金1千克。这些曾经的商业发射市场主力火箭单位载荷发射价格均高于“猎鹰9”。
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发表于 2024-4-21 21:31:34
