元动力⑥ | 商业航天与卫星互联网行业研究

商业火箭公司的生产组织形式完全打破了体制内分系统负责制，让各个系统之间充分沟通，并以整体最优为原则确定分系统设计指标。

商业火箭公司通过经济关系与上下游进行关联，没有了政治风险的束缚，整体业态更趋于市场化，有利于充分调动产业链的创新性和积极性。

商业火箭公司在体现全面性、人才储备、技术沉淀等方面无法与“国家队”媲美，在核心技术突破、探火、探月等代表国家高度方面无法与体制内团队竞争。但商业火箭作为“国家队”重要的补充，将以批量发射市场为目标，将航天技术平民化、常态化、廉价化，为海量卫星发射需求提供高可靠、低成本的发射服务。

大规模低轨星座组网建设是宽带通信和遥感应用的发展趋势。低轨卫星系统的空间段通常由大量卫星构成星座，且卫星的轨道高度通常在1000公里以下，相比于高轨系统通信时延更短、系统通信容量更高，能够面向大量用户同时提供宽带网络接入服务，整体通信性能已经基本达到4G蜂窝网络的水平。

卫星按轨道不同的分类

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GEO、MEO和LEO卫星的覆盖范围和距离比较

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卫星互联网是5G和空天海地一体化网络的重要组成部分。不管是占据地球面积71%的海洋，还是由于地形、自然灾害、战争等原因导致的地面通信设备缺失，都会阻碍我们的正常通信。爱立信2022年报告，全球未接入互联网的人口数量约20亿。卫星互联网能够作为传统地面通信的补充，实现通信网络的广泛覆盖，也将是我国一带一路战略在基础设施建设方面的重要输出。

遥感卫星是指利用遥感技术和遥感设备，对地球进行同步观测的卫星。遥感卫星通过携带多光谱成像仪、高光谱成像仪、全色成像仪、短波红外相机及合成孔径雷达等有源传感器和无源传感器，采集地球图像数据，广泛应用于城市管理/自然资源/基础设施管理/能源管理/应急管理/政府与军事等领域。

遥感卫星分为两种：光学卫星和SAR（合成孔径雷达）卫星。SAR卫星：一种主动微波遥感成像雷达SAR卫星，但具有全天候、全天时的优点与一定的地表穿透能力，弥补了光学和红外遥感的缺陷。在灾害监测、环境监测、 海洋监测、资源勘查、农作物估产、测绘和军事等方面的应用上具有独特的优势。

高实时性、高精度、高宽幅的时空数据成为遥感卫星应用的主要趋势。对遥感卫星而言，只有成功建设高密度、高覆盖率的卫星群，才能通过卫星在轨数量的优势，实现特定地点的快速重访和信息的及时更新，从而获取高时效性（分钟级重访能力）的遥感数据。

SpaceX是由埃隆·马斯克于2002年6月建立。SpaceX基于“火箭+卫星+星座建设运营与服务”的垂直整合商业模式，具备设计、制造、发射、运营的全流程协同能力，形成明显的成本和速度优势，长期与NASA密切开展各种业务合作，获得了军方和NASA的大量资金和订单支持，面向社会已成功融资高达几十亿美元，截止2023年1月，企业估值达到1370亿美元。

它发起的Starlink（星链）项目计划在2019年至2023年间在太空搭建由约1.2万颗卫星组成的“星链”网络提供互联网服务，其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道，并从2020年开始工作。该公司还准备再增加3万颗，这项计划名为星链“二代系统”, 使卫星总量达到约4.2万颗。

Starlink的发展可以划成两大阶段：

• 初期发射(2019-2020)：2019年5月，SpaceX发射了第一批60颗卫星。2019年10月15日，美国FCC代表SpaceX向国际电信联盟（ITU）提交文件，为3万颗额外的Starlink卫星安排频谱。

• 商业化(2021-至今)：2022年，SpaceX宣布推出Starlink Business服务层，它提供更大的高性能天线，标称速度为150至500Mbits。2022年12月1日，FCC批准SpaceX在525公里、530公里和535公里高度的三个低地球轨道外壳中发射第二代（Gen2）星座的首批7500颗卫星。2023年3月，SpaceX报告称，Starlink业务部门在2022年有一个季度现金流为正，预计将在2023年实现盈利。

低成本发射关键在于一箭多星和可回收技术的应用。一箭多星能够满足高密度发射任务需求，是巨型卫星星座组网的主要形式，可有效提高星座部署效率、摊薄单星发射成本。猎鹰9号火箭单次可以发射60颗Starlink V1/1.5卫星（卫星重量合计15.6吨（单星260kg））或22颗Starlink V2 Mini卫星，按照标准单次发射价格6200万计算，单星的发射成本为103万美元，单价不到3万RMB/kg。目前我国已基本掌握相关技术。6月15日，我国用长征二号丁火箭成功发射吉林一号高分06A星等41颗卫星，刷新我国一箭多星记录。

实现低成本的关键在于：

1. 合理的推力与箭体结构设计：为实现入轨发射奠定基础；

2. 可重复使用且成本可控的液体燃料；

3. 在大范围变推力、姿态与导航控制、着陆支撑等火箭回收复用的技术难点实现突破。

中国企业未来可能的发展路径：运载火箭的推力从小到大，推进剂从固体到液体，最终发展可回收与可复用技术，大规模降低成本。

体制内火箭型谱较为全面，但主要满足体制内需求，承担国家重要任务（科研与国防、载人航天、探月工程等），仅能满足少量商业化拼车需求。 

卫星由卫星平台和有效载荷组成。卫星有效载荷是卫星入轨后用于执行卫星特定的仪器、设备或分系统，有效载荷的种类因任务类型的不同而异；卫星平台指保障卫星和有效载荷在空间正常工作的系统，属于卫星的基础通用模块，主要包括热控、结构、供电、数据管理、推进、资轨控制、遥感测控等分系统组成。最后将卫星各大部分进行总装集成测试，生产出应用领域不同的卫星产品。

卫星平台和卫星载荷

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卫星制造与上游分系统是当前卫星产业链价值量最为集中的环节。2022年全球卫星制造业收入158亿美元，在卫星产业总收入中占比为5.6%,同比增长15.5%。其中美国卫星制造业收入56亿美元，占比为64.6%。其商业卫星制造收入增长了45%,政府卫星制造收入增长了34%。

卫星产业链价值分布

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2022年中国卫星产业链市场规模约340亿元，其中卫星制造市场规模193亿元，占比57%。卫星制造环节是目前中国卫星产业链价值量最为集中的环节，也是行业发展的关键门槛。由于目前中国在轨卫星数量尚少，下游应用服务市场尚未形成规模，卫星制造环节价值量占比最高。随着本轮次卫星互联网技术的突破以及XW等国内低轨卫星星座方案确立并逐渐拉开建设帷幕，上游卫星制造环节作为前端率先受益。

中国卫星产业市场空间

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卫星生产从“定制化”时代走向“工业化”时代。2014年之前，全球每年发射卫星数量约百颗。随着低轨星座的兴起，卫星年发射数量经历了100—>300—>1000颗的迅速增长，中金测算微小卫星生产将为全球新增200亿美元/年的产值。卫星需求的增长必然带来生产模式和产业链的变化。在生产模式上，我们认为，主要有模块化设计、柔性生产线、快速AIT、供应链优化四个主要影响要素。同时，卫星研制生产周期也将从传统的30个月缩短到数周/天时间。

我国民营企业专注高性能中小卫星的个性化研制服务和低成本中小卫星的批量生产，主要满足商业化卫星需求。长光卫星、银河航天、微纳星空作为当前民营卫星制造前三强，积极参与XW、垣信G60等国家级重大战略项目，有效激活商业航天产业链、极大降低卫星制造成本，提升我国商业航天整体竞争力。

• 行业火爆，是少数投资热点主题，叠加XW/垣信等下游大客户意向订单释放，导致企业估值预期普遍较高。

• 除卫星整体类头部企业具备一定收入规模外，火箭、卫星上游、星座运营与下游应用等企业收入规模普遍仍较小。卫星市场格局基本明朗，类似电信设备商（华为中兴逻辑）,有机会出大市值企业；火箭领域仍处于早期；星座运营和应用需求想象空间大，但市场分散，客户需求确立和商业化转换仍需要时间。

• 技术升级（6G、批产化）/战略追赶(占频保轨、SpaceX商业闭环形成)/大国竞争（军事、新经济增长点）等因素导致长期需求确定，且市场规模巨大（类似电信运营商建设周期）。但短期内仍处于需求爬坡期，预计规模放量在26/27年左右。