中金 | 卫星互联网#05:商业火箭——航天发射新力量,可复用开启低成本航天时代
中金点睛·2025-12-05 07:38

文章核心观点 - 全球商业航天蓬勃发展,巨型星座建设拉动火箭发射需求快速增长,商业火箭凭借低成本、快履约、大运力优势,正成为全球发射主力 [5][7] - 可重复使用是商业火箭实现低成本的关键技术路径,能大幅降低发射成本,国内外可复用火箭型号计划在2025-2026年密集首飞,有望成为运力的有力补充 [5][6][16] - 商业火箭的经济性优势将有力支撑大规模空间基础设施建设,其发展正牵引火箭发动机、箭体材料、测控系统等分系统技术加速迭代 [5][6][35][37] 全球商业火箭发展现状与需求 - 发射需求快速增长:全球航天发射次数从2020年的112次增长至2024年的263次,商业火箭已成为全球发射主力 [5][7] - 商业火箭运力崛起:2011至2020年,SpaceX的Falcon-9系列共完成99次发射,高居所有火箭型号第一,通过回收复用实现成本大幅下降,逐渐成为发射主力 [8] - 市场规模持续增长:2024年全球商业航天发射服务市场规模达93亿美元,其中美国市场达61亿美元,较2021年增长2倍以上 [15] 国内外政策与市场机遇 - 美国政策支持:自1984年《商业航天发射法》以来,美国持续完善商业航天法律体系,NASA通过Commercial Crew and Cargo等项目培育商业火箭公司 [10] - 中国政策加码:2014年以来国内商业航天政策频出,2024年以来政策定位持续提升,在“航天强国”目标和商业发射需求牵引下,国内商业火箭产业成长有望加速 [10] - 中国商业发射活跃:国内商业火箭发射次数已由2017年的1次增长至2024年的16次,2025年前11个月已完成15次发射,主力型号如谷神星一号已进行22次发射,逐步具备常态发射能力 [16][19] 商业火箭的经济性优势 - 显著降低发射成本:发射成本约占星座建设总成本的30%~40%,商业化模式下Falcon-9单位运载成本降至约3000美元/千克 [5][29] - 回收复用降本效果显著:箭体和推进系统约占火箭成本的60%~80%,关键结构复用能有效降本,测算显示Falcon-9在十次复用情况下发射成本可降至1270美元/千克 [6] - 大幅缩短履约周期:相较传统火箭约20个月的履约周期,Falcon-9等商业火箭履约周期可降至100天以内,未来“火箭超市”模式有望将任务周期缩短至数天 [5][23] 可复用火箭技术路径与降本 - 垂直回收为主流:Falcon-9通过垂直回收实现一级火箭和整流罩复用,使其成为全球运载成本最低的商业火箭之一 [29] - 液体发动机成为复用关键:液体发动机具备可重复加注、推力可调的特点,是当前回收模式下的唯一选择 [31] - 液氧甲烷成为主流燃料:液氧甲烷凭借低成本、少积碳(初始结焦温度978℃)优势,对可复用火箭适配性强,成为Starship、朱雀三号等下一代火箭的选择 [33] 分系统技术发展趋势 - 发动机技术迭代:动力循环向闭式循环发展,全流量补燃循环(如SpaceX的猛禽发动机)具备更高比冲和效率,国内外相关研制正在加速 [33] - 箭体材料创新:为降低成本,箭体结构材料从传统铝合金向不锈钢、复合材料等拓展,例如Starship采用304不锈钢,以适配可复用火箭的经济性要求 [35] - 测控体系商业化:测控系统向天地一体化方向发展,国内航天驭星、星图测控等商业测控公司蓬勃发展,开始为商业发射提供测控服务 [37] 商业火箭对产业的影响 - 支撑巨型星座建设:传统火箭难以满足大规模、低成本运力需求,以Falcon-9为代表的商业火箭单次可提供17.5吨低地球轨道运力,2024年发射134次即可提供超2000吨运力,有力支撑如星链等星座建设 [25] - 开启低成本航天时代:商业火箭的低成本、快履约、大运力导向明确,将为大规模空间基础设施建设提供充沛的低成本运力支持,进一步夯实商业航天产业发展基础 [5]