义柏研究院|商业航天专题：低轨卫星星座“争夺赛”，民营企业竞速降本增效

2024年，商业航天里程碑式的大新闻不断。

• 就在近日，SpaceX的新一代重型运载火箭“星舰”以及飞船集成系统展开第四次试飞。“星舰”飞船在升入地球轨道后返回地球，最终成功溅落在印度洋。SpaceX超级火箭“星舰”历史上第一次完成了所有任务。
• 在此之前，波音的Starliner宇宙飞船进行了首次载人发射升空，本次的计划是将2名NASA宇航员送入国际空间站。
• 此外，今年3月，SpaceX的CFO表示星链Starlink（星链项目旨在通过构建一个由数千颗卫星组成的网络，为全球提供高速、低延迟的互联网接入服务）在2023年底实现了正向现金流，并实现了盈利。这也意味着商业航天的商业模式已被初步验证，同时也让更多人看到了卫星互联网的无限商业潜力。

图为Starlink的收入模型预测

• 5月，中国嫦娥六号探测器发射探索月球，6月完成人类首次月球背面采样和起飞；我国2030年实现首次载人登月的计划以及地月空间经济带的设想正在逐渐完成布局。

• 一面是实现多行星文明的计划，通过探索并建设可供人类使用的第二星球、建设多个空间站，使地球人在其他星球“安营扎寨”并挖掘地球之外的更多丰富资源成为可能。例如Axoim Space预计2024年完工的商业空间站、贝索斯旗下Blue Origin参与的Orbital Reef商业空间站；以及顺应而生的运输需求，如载人火箭、太空电梯等。

• 另一面是更快速可实现商业化的空中组网（将在本文第二部分产业链分析中详细分析），例如Starlink，通过推进星座建设而满足通信、遥感、导航等当下诉求。这也是目前国内民营企业主要布局的领域。

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星座积极布局的背后，是商业航天领域复杂且环环相扣的产业链。当前我国商业航天活动主要通过卫星与火箭两大航天器来展开，商业航天各个产业部门的技术经济关联与产业活动依次顺序如下：

首先卫星生产厂商制造出来各种类商业用途的卫星，由运载火箭负责将卫星送入预定的太空轨道；同时地面配套设备为运载火箭的成功发射、卫星正常在轨运行提供支撑；最后顺利进入太空预定轨道上的在轨卫星为经济社会各领域用户提供通信供遥感、通信广播、导航定位以及其他产品与服务，从而产生经济价值。

• 卫星产业链拆解

根据上述逻辑，商业航天产业链总体可分为上、中、下游三个环节。

卫星制造是卫星产业链的根基与核心。随着星座构建和服务提供等业务的高速发展，对于高效高可靠性的卫星制造能力需求日益凸显。卫星制造环节主要包括卫星平台和卫星载荷，涉及卫星制造和相关配件的生产。其中包括：

一、卫星平台

• 代表民营卫星平台公司包括：长光卫星、银河航天、微纳星空、工大卫星、鸿擎科技等。

其中又含括了多个分系统，包括：

1. 姿轨控分系统

姿态控制分系统和轨道控制分系统的总称。主要包括姿态测量部件、控制器与执行部件，姿态测量部件包括太阳敏感器、星敏感器、地球敏感器；执行部件包括飞轮、磁力矩器和推力器等。

• 星敏感器：卫星的“眼睛”，价值约占卫星制造的5%-15%。星载星敏感器指应用于卫星平台的星敏感器。第一代星载星敏感器是CCD星敏感器，第二代星载星敏感器采用成熟的大面阵CCD作为图像传感器，第三代星敏感器采用CMOSAPS图像传感器作为成像器件。国外星敏感器制造商主要为美国、德国、法国、意大利技术较强的公司，我国在高精度、甚高精度星敏感器研制技术上与国外水平相当。国内科研院所及军工集团主要承担高轨、高精度、甚高精度星敏感器研制，天银机电为微小卫星星敏感器主要制造商。
  
  

• 飞轮：卫星的“四肢”，价值占卫星制造的5%~8%左右。飞轮作为卫星的关键动力部件，是保障卫星在轨寿命和任务效能的核心关键部件，卫星的有效寿命很大程度上就取决于飞轮的寿命，其重要性如同航空发动机之于飞机。早前国外的飞轮制造商占据了国内市场一半以上的市场份额，国内主要研制单位为科研院所及军工集团，自主品牌揽月机电客户包括国内70%以上的卫星总体厂商。
  
  

• 星载计算机及数据管理分系统：卫星的“中枢神经”。数据管理分系统是指用于存储各种程序，采集、处理数据以及协调管理卫星各分系统工作的分系统。国内星载计算机、数管分系统的主要生产厂商为航天九院771所、772所、航天五院502所及康拓红外子公司轩宇空间，配套的电子元器件生产厂商较多、商业化程度高。

3. 电源分系统

电源分系统是用于产生、存储、变换电能的分系统，卫星上的发电设备主要是太阳电池阵，储能设备则是蓄电池，电源管理器负责电源系统的调节、控制和保护配电器和电缆网共同实现对用电设备安全可靠的配电控制。

4. 结构与机构分系统

由太阳翼机械部分、桅杆、机械臂构成，主要为各种仪器、设备、有效载荷提供工作平台。目前，卫星材料向着提高材料性能、减小结构质量、满足使用性能和降低制造成本等方向发展，高强度镁基合金、铝锂合金及高模量碳纤维、记忆合金等材料是未来的发展需求。卫星结构系统主要原材料及部组件逐步实现国产替代，市场化程度较高。

5. 测控及数传分系统

近年来测控与数传分系统逐步实现一体化，国内从事测控及数传分系统的主要单位包括航天电子、中国空间技术研究院西安分院、欧科微、天津迅联、京济通信、航天驭星等企业。

测控分系统是遥测、遥控和跟踪测轨分系统的总称。

• 遥测分系统：采集星上各种仪器设备的工作参数，并实时或延时发送给地面测控站，实现地面对卫星工作的监视；
• 遥控分系统：接收地面遥控指令，直接或者经数据管理分系统传送给星上有关仪器设备并加以执行，实现地面对卫星的控制；
• 跟踪测轨分系统：测定卫星运行的轨道参数，以提供地面系统和遥感卫星用户使用。数传分系统是对数据处理、存储和传输的分系统。

6. 热控分系统

热控分系统价值约占卫星平台的7%，大多数卫星都采用被动为主、主动为辅的热控模式。该系统用于控制卫星内外的热交换过程，使星上设备和结构部件的温度处于要求的范围内。

主动热控包括电加热器和制冷器等，被动热控包括热控涂层、热管、隔热垫片等。

科研院所中中科院上海硅酸盐所研制出30多种热控涂层，并成功地应用于我国已发射的各类航天器上，民企中上海沪工控股孙公司璈宇机电，是一家以卫星电子装联、热控实施、射频组件、卫星地面测控设备生产的产品供应商，用户广泛分布于以卫星研制任务为主的航天单位中。

二、卫星载荷

卫星有效载荷是直接执行特定卫星任务的仪器设备或分系统。通信卫星的有效载荷有通信转发器和天线。导航卫星的有效载荷有卫星时钟、导航数据存储器及数据注入接收机。侦察卫星的有效载荷有可见光胶片型相机、可见光CCD相机、雷达信息信号接收机(信道化接收机、测向接收机)和天线阵及大幅面测量相机等。

单一用途的卫星，一般装有几种有效载荷。随着航天技术的不断发展，有效载荷也在逐步向低功耗、小质量和小体积的方向发展，为提高卫星有效载荷比提供基础。对于对地观测卫星而言，把多种遥感器安装在一颗星上去完成不同的任务，将是提高效费比的主要发展趋势。

此外，地面设备制造主要面向导航、通信、遥感等多个应用终端，为卫星提供跟踪、控制和数据处理等服务。

• 代表民营公司包括：蓝箭航天、天兵科技、星际荣耀、箭元科技等。

下游主要是指卫星应用与服务，包括卫星通信、卫星导航与位置服务、卫星遥感技术应用等。卫星通信对国民经济发展和产业信息化有重要促进作用。卫星导航系统，如中国的北斗系统，对经济社会发展具有显著的辐射带动作用。目前，下游需求，尤其是在通信领域，是推动商业航天赛道火热的主要原因之一。低时延、低链路损耗的通信卫星在战略高地中展现出巨大潜力，吸引了投资者的关注。

• 代表民营公司包括：未来导航、航天宏图、椭圆时空、云遥宇航等。

2024年，中国商业航天按下加速键，国内投融资市场火热，民营企业技术能力、产品能力、商业化能力均有突破性进展。纵观中国商业航天发展历程，自2015年文件正式提出后开始发展，至今已经经历从1.0到2.0的迭代。

1. 里程碑事件驱动的1.0时代（2015年-2023年），其中包括如下特点：

a. 从产品的层面：目标是从无到有，证明民营公司的技术实力；

b. 从参与角色层面：民营火箭公司逐渐成为市场主角，包括蓝箭、天兵、星际荣耀等玩家；

c. 从融资层面：由于火箭是中游的发射环节，可以理解为基础建设或干线物流，前期投入大回报很慢，融资节奏基本以有关键节点融一轮进行，整体商业逻辑尚不清晰；

d. 从资方层面：投资人主要以航天体系圈内基金及双币/美元为主。

中国商业航天进入“大航海时代”，民企与国家队在科研能力与实践应用能力上的互补，或将推动中国在全球航天与深空资源抢夺中占据更有利的位置。

目前，中国商业航天的第一个10年已近尾声，第二个10年即将开启，民营航天企业面临一个重要的阶段性转折，那就是商业航天正在从基础制造、产品研发的1.0时代向应用牵引、市场主导的2.0时代加速布局，正在面对市场、模式、机制、动力、路径、创新等一系列深层次问题。

在资本市场上，商业航空航天行业快速发展的新阶段受到持续关注。投资人对产业链上游的布局、技术创新、以及具备产业化能力的企业的偏好明显。随着下游需求的不断增长，以及政府和资本市场的支持，商业航天行业展现出巨大的发展潜力和投资价值。

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