【國信通信·衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)專題四】民營火箭亟待突破手機直連與激光通信未來可期_第1頁
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證券研究報告|證券研究報告|2025年07月14日【國信通信●衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)專題四】民營火箭亟待突破,手機直連與激光通信未來可期投資評級:優(yōu)于大市(維持評級)證券分析師:袁文uanwenchong@S0980523110003聯(lián)系人:張宇hangyufan1@聯(lián)系人:趙haoyu6@請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容1.2025年全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)加速,星鏈Starlink領(lǐng)先行業(yè),我國加速推進。截至2025年6月,Starlink已累計發(fā)射近9000顆衛(wèi)星,全球服務(wù)用戶突破500萬,網(wǎng)絡(luò)覆蓋逾100個國家與地區(qū);Starlink項目2024年收入超過80億美元(Playload預(yù)測預(yù)計2025年收入或超過110億美元。Starlink在通信技術(shù)方面不斷創(chuàng)新,新一代V3星座衛(wèi)星具備單顆1Tbps能力,全面搭載星間激光鏈路;Starlink還率先實現(xiàn)手機直連衛(wèi)星功能,已與T-mobile等全球多個頭部運營商合作,截止6月底,Starlink母公司SpaceX(Starlink占其經(jīng)營體量約70%)估值達4000億美元。我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已規(guī)劃三個星座,過去自去年底到今年中,星網(wǎng)的“GW星座”已完成4組40顆低軌衛(wèi)星部署,垣信的“千帆星座”已完成5組90顆衛(wèi)星發(fā)射。我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)進入加速發(fā)展階段,今年6月星網(wǎng)董事長和總經(jīng)理分別變更為前國資委副主任茍坪和前中國電信總經(jīng)理梁寶俊。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)商業(yè)模式和技術(shù)瓶頸亟待突破,變化顯著。2.商業(yè)模式:手機直連(DTCDirecttocell)亟待規(guī)模應(yīng)用,激光通信未來可期。(1)手機直連DTC:中國電信于2024年大規(guī)模推廣手機直連衛(wèi)星業(yè)務(wù),截止2025年5月,中國電信已經(jīng)聯(lián)合華為、小米等主流廠商發(fā)布30余款直連機型,年銷量突破1600萬部。從技術(shù)演進看,手機直連將由目前電信運營的“新手機+老衛(wèi)星”,向Starlink/ASTSpacemobile運營商“舊手機+新衛(wèi)星”,向未來5G-NTN/6G的“新手機+新衛(wèi)星”方式發(fā)展,手機直連衛(wèi)星場景可以從普通C端向B端行業(yè)(應(yīng)急、農(nóng)業(yè)、公共事業(yè)等)應(yīng)用拓展,也可以由DTC方式向物聯(lián)網(wǎng)D2D方式延展,有望成為我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)出海的快速路徑。Starlink今年4月完成手機直連衛(wèi)星星座部署(570顆)。(2)激光通信:Starlink自V1.5代星就開始配置星間激光通信技術(shù),該技術(shù)有望成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)配,太空星間通信骨干網(wǎng)的跨國傳輸較海底光纜優(yōu)勢明顯,星地通信大速率傳輸有望在遙感等大數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域應(yīng)用。我國民營企業(yè)已驗證極光星通實現(xiàn)400Gbps星間通信,長光衛(wèi)星完成100Gbps遙感影像下傳。3.火箭突破:我國民營火箭企業(yè)加速技術(shù)迭代,有望在可回收、液體動力、箭體材料等關(guān)鍵領(lǐng)域突破。以頭部民營火箭公司藍箭航天為例,其“朱雀三號”可回收火箭使用自研甲烷-液氧發(fā)動機,近地軌道載荷運載能力對標(biāo)SpaceX獵鷹9的18.3噸。該火箭于今年6月20日完成一級九臺引擎的靜態(tài)點火測試,CCTV報道該火箭預(yù)計在今年下半年首次試飛。此外,今年5月底,箭元科技完成其自研的元行者一號(我國首個“不銹鋼箭體+液氧甲烷”民營火箭)可回收火箭3公里高度試飛。4.投資建議:我國商業(yè)航天正處在加速發(fā)展期,市場空間廣闊。根據(jù)我們測算,我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)未來五年市場規(guī)模有望達近千億元,配套民營火箭市場規(guī)模有望超300億元。同時參考Starlink發(fā)展,衛(wèi)星應(yīng)用及終端市場發(fā)展未來可期。建議率先關(guān)注民營火箭公司相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈,再關(guān)注衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信載荷相關(guān)供應(yīng)商【臻鐳科技】、【國博電子】、【信科移動】、【上海瀚訊】,地面終端供應(yīng)商【海格通信】等。風(fēng)險提示:低軌衛(wèi)星星座建設(shè)進度不及預(yù)期;衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展應(yīng)用場景開拓不及預(yù)期;頻軌資源被大量占用;衛(wèi)星通信與6G融合存在不確定性。2025年全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)加速建設(shè)商業(yè)模式:手機直連亟待突破,激光通信未來可期技術(shù)突破:民營火箭快速發(fā)展投資建議一、2025年全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)加速衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是下一代6G通信網(wǎng)絡(luò)重要組成,占頻保軌任重道遠衛(wèi)星通信是下一代6G通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成。NR-NTN(non-terrestrialnetwork,非地面網(wǎng)絡(luò))是5.5G的核心技術(shù),而空天地一體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也是6G的核心方向之一,被ITU列為七大關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)需求之一??仗斓匾惑w網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將以地面蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),結(jié)合寬帶衛(wèi)星通信的廣覆蓋、靈活部署、高效廣播的特點圍內(nèi)的深度連接,尤其在海洋、空中、邊遠地區(qū)等傳統(tǒng)通信盲區(qū)展現(xiàn)出不可替代的戰(zhàn)略價值。當(dāng)前,全球主要經(jīng)濟體紛紛將低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)納入國家發(fā)展戰(zhàn)略,推動星座部署加速,搶占未來網(wǎng)絡(luò)新高地。隨著全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)布局加速,近地軌道位置與通信頻譜資源成為高度稀缺且無法復(fù)用的戰(zhàn)略資產(chǎn),其先占先得的特性,正推動新一輪國際太空競賽。頻譜方面,通信衛(wèi)星需向國際電信聯(lián)盟(ITU)完成從提前公布(A階段)—協(xié)調(diào)(C階段)—通知(N階段)的三級申報流程;ITU對星座建設(shè)設(shè)定了明確的時間表:自申報日起,7年內(nèi)須完成全部衛(wèi)星發(fā)射,否則頻譜資源將面臨失效風(fēng)險。申報時間越早,協(xié)調(diào)優(yōu)先級越高。此外,頻譜的落地使用還受到國家主權(quán)保護的限制。以Starlink為例,盡管其已完成全球部署,但因未在中國完成頻譜申報和落地申請,其信號在中國境內(nèi)并不受保護。目前,我國“GW-2”和“GW-A59”兩個星座段的協(xié)調(diào)階段,積極參與全球頻譜資源爭奪。圖:3GPP5GNTN演進路線圖:Ku頻段NGSO衛(wèi)星中,我國星網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)先級靠后圖:3GPP5GNTN演進路線圖:Ku頻段NGSO衛(wèi)星中,我國星網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)先級靠后USACHNFDRUSNORVTNNZLGLUXCANJ50資料來源:中國電信《5GNTN技術(shù)白皮書》,國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:ITU,楊文翰等《星鏈計劃衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料申報情況分析》[J],國信證券經(jīng)濟研究所整理表:主要衛(wèi)星頻段劃分情況頻段范圍下行頻率應(yīng)用領(lǐng)域L1-2GHz1.5GHz衛(wèi)星電話、天文無線電、航空通信、數(shù)字聲音廣播S2-4GHz3GHz宇航通信、衛(wèi)星電話、聲音廣播/轉(zhuǎn)播C4-8GHz4GHz聲音廣播、電視廣播、聲音/電視轉(zhuǎn)播X8-12GHz軍用通信Ku12-18GHz12GHz聲音、電視廣播、聲音/電視轉(zhuǎn)播、互聯(lián)網(wǎng)Ka26.5-40GHz20GHz衛(wèi)星電話、聲音/電視廣播,聲音/電視轉(zhuǎn)播,互聯(lián)網(wǎng)Q33-50GHz40-50GHz衛(wèi)星通信,地面微波通信V40-75GHz40-50GHz衛(wèi)星通信,地面毫米波通信資料來源:C114通信網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理全球各國積極推動衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展美國Starlink:SpaceX于2015年啟動Starlink計劃,計劃分三階段建設(shè)超4.2萬顆衛(wèi)星的低軌通信星座。截至2025年6月,Starlink已發(fā)近9000顆衛(wèi)星,在軌工作超6,500顆,服務(wù)范圍覆蓋全球100多個國家與地區(qū),用戶數(shù)超460萬,成為全球最大低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。美國Kuiper:亞馬遜Kuiper項目規(guī)劃部署3,236顆低軌衛(wèi)星,為全球用戶提供高速帶寬、低延遲互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。2023年成功發(fā)射2顆原型衛(wèi)星并完成通信測試,2025年4月成功發(fā)射首批27顆衛(wèi)星。英國OneWeb:OneWeb計劃發(fā)射7000多顆衛(wèi)星。OneWeb第一代星座計劃部署648顆衛(wèi)星,截至2024年10月,發(fā)射衛(wèi)星總數(shù)達650余顆,現(xiàn)有630多顆衛(wèi)星在軌運行,已實現(xiàn)商業(yè)化運營。OneWeb的主要目標(biāo)市場是向企業(yè)、政府、電話網(wǎng)絡(luò)運營商和社區(qū)集群提供高速、低延遲的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),尤其是在航空和海事領(lǐng)域。歐盟IRIS2:歐盟于2024年12月正式啟動IRIS2低軌衛(wèi)星計劃,擬投資106億歐元建設(shè)覆蓋歐盟及其周邊的獨立衛(wèi)星通信系統(tǒng)。星座計劃部署約290顆中低軌衛(wèi)星,預(yù)計2030年正式投入運營,目標(biāo)是降低對美系星座系統(tǒng)的依賴,保障數(shù)據(jù)安全與主權(quán)通信能力。加拿大TelesatLightspeed:TelesatLightspeed是加拿大Telesat公司開發(fā)的低軌衛(wèi)星寬帶星座,計劃發(fā)射組網(wǎng)衛(wèi)星198顆,尚未開始發(fā)射。2023年9月,Telesat宣布與SpaceX簽訂一份新合同,從2026年中期開始為Lightspeed星座進行14次發(fā)射,每次發(fā)射最多18顆衛(wèi)星。表:全球主要衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計劃公司星座名稱數(shù)量(顆)建成年份軌道高度頻段用途美國SpaceXStarLink4191420271,130kmKu,Ka,V寬帶英國OneWebOneWeb2,46820271,200kmKu,Ka,V,E寬帶美國鐵星公司第二代鐵星752018780km-寬帶、STLV美國亞馬遜Kuiper3,236-590km/610km/630kmKa寬帶美國FacebookFacebookAthenaProject77-1,200km--加拿大AACClydeKepler2022-Ku/Ka物聯(lián)網(wǎng)印度AstromeSceNet20201,400km亳米波寬帶俄羅斯YalinyYaliny-600km-寬帶德國KLEOConnectKLEO624-1,050km/1,425kmKa工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)韓國三星三星4,600-1,400km-寬帶資料來源:各公司官網(wǎng)、商業(yè)航天官微,國美國的星鏈Starlink星座在低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已處于全面領(lǐng)先地位。星鏈(Starlink)是SpaceX推出的一項通過大規(guī)模近地軌道衛(wèi)星群,面向全球提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的項目。盡管不是最早進入低軌寬帶賽道的企業(yè),但Starlink憑借強大的火箭發(fā)射能力與產(chǎn)業(yè)化能力,已成為迄今為止發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最多、部署速度最快、覆蓋國家最多、用戶規(guī)模最大、全球影響力最高的衛(wèi)星星座系統(tǒng)。900080007000600050004000300020001000020209000800070006000500040003000200010000202020212022202320242025資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:獵鷹發(fā)射次數(shù)及發(fā)射收入構(gòu)成圖:SpaceX最新KPI數(shù)據(jù)資料來源:PayloadSpace,國信證券經(jīng)濟研究所整理從營收規(guī)模看,據(jù)Telecompaper的報告,2024年星鏈Starlink的收入預(yù)計約80億美元,預(yù)計2025年Starlink項目的收入將達到118億美元;截止7月10日,SpaceX的估圖:SpaceX估值數(shù)據(jù)及Starlink項目收入趨勢Starlink項目收入(億美元)SpaceX估值(十億美元)400350300250圖:SpaceX估值數(shù)據(jù)及Starlink項目收入趨勢Starlink項目收入(億美元)SpaceX估值(十億美元)400350300250200500202020212022202320242025E806040200圖:Starlink業(yè)務(wù)收入構(gòu)成資料來源:PayloadSpace,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:Starlink用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)計9008007006005004003002000用戶數(shù)量(萬)覆蓋國家數(shù)量20212022202320242025E資料來源:Satellitemap,衛(wèi)星通信觀察,國信證券經(jīng)濟研究所整理Starlink的成功得益于其低成本、高性能的衛(wèi)星技術(shù)和強大的火箭發(fā)射能力。在馬斯克的帶領(lǐng)下,Starlink具備極強的產(chǎn)業(yè)化制造能力,其每顆衛(wèi)星的造價在次發(fā)射成本降至2000萬美元以下,成本目前為中國長征系列商用火箭的1/4-1/2,進一步降低了衛(wèi)星部署的成本。SpaceX計劃在2025年執(zhí)行超過180次獵鷹9號發(fā)射任務(wù),平均每兩天一次;得益于火箭助推器的重復(fù)使用效率提升,將任務(wù)次數(shù)上限由去年的25次提升至今年30次,單枚火箭從著陸到再次發(fā)射的周轉(zhuǎn)時間縮短至3周,在大幅降低發(fā)射成本的同時,進一步提高了星座部署效率。SpaceX在美國德州設(shè)立的Starbase正進行產(chǎn)能升級,為進一步提升產(chǎn)業(yè)化效率。新投建的“StarFactory”集成從原材料加工到整機組裝的全流程火箭制造體系,占地超百萬平方英尺,計劃至2025年底實現(xiàn)每3天生產(chǎn)一艘星際飛船的能力,構(gòu)建具備高頻率發(fā)射的能力儲備。同時,位于德州的星鏈終端工廠也在大幅擴張,預(yù)計2025年年產(chǎn)能力將達到550萬套終端設(shè)備,并進一步擴建以滿足多樣化場景需求。高效的工業(yè)化制造體系使Starlink具備快速擴張、低成本普及、全球化布局的能力,成為當(dāng)前低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化最成功的典范。表:Starlink衛(wèi)星成本及火箭發(fā)射成本<50萬美元<50萬美元<150萬美元9資料來源:Visualcapitalist,SpaceX,國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:Visualcapitalist,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:SpaceX發(fā)射成本對比圖:星際基地全貌Starlink的商業(yè)模式圍繞低成本、高性能的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)展開,目標(biāo)用戶涵蓋個人、企業(yè)、政府和移動市場:個人用戶市場方面,Starlink為普通家庭用戶提供高速、低延遲的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù),特別適用端設(shè)備價格也在持續(xù)下降,進一步降低了使用門檻,推動用戶數(shù)快速增長。截至2024年底,Starlink已覆蓋全球118個國家和地區(qū),服務(wù)超過460萬用戶。企業(yè)和政府市場方面,Starlink提供定制化的專線解決方案,滿足高帶寬、低時延、高可靠性的專業(yè)通信需求。其服務(wù)廣泛應(yīng)用于礦業(yè)、油氣鉆井平臺、森林防火、邊遠地區(qū)政府機構(gòu)等場景,有效解決傳統(tǒng)通信無法覆蓋的“通信盲區(qū)”問題。網(wǎng)服務(wù);在遠洋運輸、郵輪、邊防巡邏等場景中亦加快部署,進一步豐富了其使用場景。圖:Starlink個人市場家庭用戶資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:Starlink移動市場航空領(lǐng)域應(yīng)用資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理合理的商業(yè)模式架構(gòu)為圖:Starlink個人市場家庭用戶資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:Starlink移動市場航空領(lǐng)域應(yīng)用資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:Starlink政企市場固定終端資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理Starlink在火箭與衛(wèi)星平臺技術(shù)上持續(xù)突破,包括從發(fā)射頻率、火箭能力到衛(wèi)星通信性能,逐步構(gòu)建覆蓋更廣、容量更大、成本更低的下一代衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)能力:在火箭發(fā)射能力方面,SpaceX不斷突破迭代型號,從獵鷹1型到獵鷹9型到獵鷹重型、再到Starlship星艦,發(fā)動機從Merlin到Raptor,每一次產(chǎn)品迭代都在不斷提升產(chǎn)品的性價比。目前星艦Starship在德州基地計劃完成多達25次發(fā)射與塔式機械臂回收實驗,有望在今年首次完成繞地軌道的完整飛行,并通過塔式機械臂捕獲實現(xiàn)精準(zhǔn)回收。圖:星艦部署星鏈V3衛(wèi)星演示資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:Starlink容量發(fā)射統(tǒng)計資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理在星座衛(wèi)星平臺方面,Starlink已經(jīng)研制并發(fā)射了V1、V1.5、V2Mini、V2等型號衛(wèi)星。2025年Starlink將全面部署新一代V3星鏈衛(wèi)星。V3版本在通信能力方面實現(xiàn)跨越式提升:單顆衛(wèi)星的下行帶寬高達1Tbps,上行帶寬達160Gbps;搭載激光通信鏈路后,單次發(fā)射的總通信容量提升至60Tbps,是當(dāng)前V2圖:星艦部署星鏈V3衛(wèi)星演示資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:Starlink容量發(fā)射統(tǒng)計資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:Starship發(fā)射回收技術(shù)分解資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理在衛(wèi)星與火箭平臺持續(xù)升級的同時,Starlink也在終端側(cè)不斷推進技術(shù)創(chuàng)新,通過終端形態(tài)、通信能力與連接方式的持續(xù)演進,進一步完善其全球通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)閉環(huán)。Starlink用戶終端采用電子相控陣天線,具備自動波束追蹤與動態(tài)切換功能,能夠智能鎖定最優(yōu)衛(wèi)星信號,保障在高動態(tài)、復(fù)雜環(huán)境中的通信穩(wěn)定性。2024年,終端售價降至349美元,伴隨制造成本持續(xù)下降,Starlink終端進入加速普及階段,為全球用戶尤其是發(fā)展中市場提供更具性價比的接入選擇。在此基礎(chǔ)上,Starlink今年推出StarlinkMini終端,適用于車載、艦載等多場景復(fù)雜環(huán)境,具備輕量化、小型化、便攜部署等優(yōu)勢,推動星鏈網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急通信、遠程運輸、野外作業(yè)等專業(yè)場景中的廣泛應(yīng)用。在手機直連方面,Starlink于2024年率先推出“Direct-to-Cell”服務(wù),無需地面基站即可實現(xiàn)短信通信,合作運營商包括美國T-Mobile和新西蘭OneNZ,后續(xù)將拓展至語音、數(shù)據(jù)等高階服務(wù)。該技術(shù)打破了傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋邊界,為未來全球直連衛(wèi)星通信提供可行路徑,標(biāo)志著C端終端與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的直接融合加速落地。表:Starlink終端及套餐價格表:Starlink終端及套餐價格--圖:Starlink手機衛(wèi)星直連運行示意圖:Starlink裝載相控天線資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理在頻譜管制方面:隨著低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場快速發(fā)展,全球各國政府正在加強對衛(wèi)星頻譜的監(jiān)管,以確保有限的頻譜資源得到合理分配,并減少對其他通信系統(tǒng)干擾:國際電信聯(lián)盟(ITU)限制:由于全球范圍內(nèi)的低軌衛(wèi)星項目織加大了對頻譜資源的管理力度。ITU規(guī)定,企業(yè)必須在指定的時間窗口內(nèi)完成衛(wèi)星星座的部署,否則將面臨頻譜分配的調(diào)整或回收。這一規(guī)則可能會影響Starlink未來的擴展速度;美國監(jiān)管加強:2024年起,美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)加強對低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的審批程序,特別是涉及頻譜共享、軌道碎片管理和天文觀測影響的部分。Starlink需與美國政府保持密切溝通,確保其頻譜使用不會干擾其他無線電通信服務(wù);歐盟監(jiān)管收緊:歐盟委員會推動“安全和可持續(xù)太空通信”政策,要求運營商提供更詳細的軌道管理和頻譜使用計劃。Starlink需要與歐盟成員國協(xié)調(diào),滿足各國不同的合規(guī)要求,例如德國、法國對衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的特定頻譜限制;中國的頻譜管理政策:由于中國正在推進自己的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)項目,政府加強了對外國衛(wèi)星通信服務(wù)的監(jiān)管,Starlink在中國境內(nèi)的運營可能受限。中國已向ITU申請多個低軌衛(wèi)星頻譜,未來可能會與Starlink在全球市場上競爭頻譜資源。在市場準(zhǔn)入方面:全球多個國家對外國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)持謹(jǐn)慎態(tài)度,甚至可能禁止Starlink的商業(yè)運營,這對其全球擴展計劃構(gòu)成挑戰(zhàn):俄羅斯禁止使用Starlink:俄羅斯政府出于國家安全考慮,對外國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)實施嚴(yán)格限制。2021年,俄羅斯立法機構(gòu)國家杜馬提出一項法律,禁止公民使用Starlink等外國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。印度尼西亞需要運營許可:2024年5月,印尼通信與信息部表示,SpaceX已獲得在印尼運營Starlink衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的必要執(zhí)照,并計劃在新首都努山塔拉市進行我國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已規(guī)劃部署三個“萬顆”星座我國已規(guī)劃三個“萬顆”衛(wèi)星星座:“GW星座”:由中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團有限公司(中國星網(wǎng))牽頭,計劃打造一個由1.3萬顆衛(wèi)星組成的GW-A59子星座計劃由6080顆衛(wèi)星組成,分布在500km以下的極低軌道。GW-2子星座則由6912顆衛(wèi)星組成,分布在1145km的近地軌道,這些衛(wèi)星的軌道傾角分布在30°-85°之間,旨在實現(xiàn)全球覆蓋,并為用戶提供高效的互聯(lián)網(wǎng)連接。“千帆星座”(又名:G60星鏈計劃):于2023年啟動建設(shè),包括三代衛(wèi)星系統(tǒng),采用全頻段、多層多軌道星座設(shè)計?!扒Х亲苯ㄔO(shè)第一階段目標(biāo)為到2025年底實現(xiàn)648顆星提供區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋,第二階段到2027年,648顆星提供全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋;第三階段,到2030年底,實現(xiàn)1.5萬顆星提供手機直連多業(yè)務(wù)融Honghu-3:今年5月24日,上海藍箭鴻擎科技有限公司(又稱鴻擎科技)向國際電信聯(lián)盟(ITU)提交了預(yù)發(fā)信息(API)。Honghu-3(中文為鴻鵠)的星座的計劃將在160個軌道平面上總共發(fā)射10,000顆衛(wèi)星。圖:G60衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地資料來源:中國新聞網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:星網(wǎng)雄安總部資料來源:新華網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:藍劍航天智能制造基地資料來源:藍箭航天官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理我國GW星座已開始高低軌聯(lián)合部署,共發(fā)射12992星去年我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在高軌方面多次成功發(fā)射衛(wèi)星,今年開始布局衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌衛(wèi)星:低軌01組:2024年12月16日,在文昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征五號B低軌02組:2025年2月11日,成功發(fā)射第二組低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星。2月11日,長征八號甲Y1運載火箭在文昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火起飛,將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌衛(wèi)星02組發(fā)射。低軌03組:4月29日,成功發(fā)射第三組低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星。2025年4月29日4時10分,由航天科技集團五院抓總研制的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌03組衛(wèi)星,搭乘長征五號乙運載火箭/遠征二號上面級,于中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射。隨后,衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。低軌04組:6月6日4時45分,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征六號改運載火箭,成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌04組衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道。今年6月,中國星網(wǎng)集團新增負(fù)責(zé)人變更事項,法定代表人由張冬辰變更為茍坪,總經(jīng)理由張洪太變更為梁寶俊。表:2024-2025年我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)布局情況(截止2025.6.6)發(fā)射次數(shù)名稱部署顆數(shù)研制單位發(fā)射時間運載火箭發(fā)射地點1衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)高軌衛(wèi)星01星1航天五院2024年02月29日長征三號乙西昌2衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)高軌衛(wèi)星02星1航天五院2024年8月1日長征三號乙西昌3衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)高軌衛(wèi)星03星1航天五院2024年10月10日長征三號乙西昌4衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗衛(wèi)星、技術(shù)試驗衛(wèi)星03星2銀河航天2024年11月30日長征十二號海南商業(yè)航天發(fā)射場5衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌01組航天五院2024年12月16日長征五號B/遠征二號文昌6衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌02組航天五院2025年2月11日長征八號甲Y1文昌7衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗衛(wèi)星0001星-0004星4銀河航天、長光衛(wèi)星有限公司2025年4月1日長征二號丁Y78酒泉8衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌03組航天五院2025年4月29日長征五號B/遠征二號文昌9衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌04組航天五院2025年6月6日長征六號甲太原資料來源:商業(yè)航天人官微,國信證券經(jīng)濟研究所整理“千帆星座”已完成五批次組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射千帆星座規(guī)劃分為三期部署,一期部署648顆衛(wèi)星,提供區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋;二期部署1296顆衛(wèi)星,實現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋;三期規(guī)劃由超過1.5萬顆衛(wèi)星提供多元業(yè)務(wù)融合服務(wù)。衛(wèi)星制造方格思航天表示,2025年預(yù)計將完成超200圖:“千帆星座”組網(wǎng)示意圖資料來源:央視新聞網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理2024年到2025年7月,垣信衛(wèi)星的千帆星座共進行5次發(fā)射任務(wù)。5次均發(fā)射成功,涉及90顆衛(wèi)星,均順利進入預(yù)定軌道。“千帆星座”第五批組網(wǎng)衛(wèi)星在今年3月12日以“一箭18星”的方式在海南文昌成功發(fā)射,在軌衛(wèi)星數(shù)量增至90顆,正在開展衛(wèi)星(寬帶)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)性圖:“千帆星座”組網(wǎng)示意圖資料來源:央視新聞網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:“千帆星座”01組星發(fā)射定位表:千帆星座衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)布局情況1千帆極軌01組衛(wèi)星中國科學(xué)院上海微小衛(wèi)星工程中心2024年82024年8甲太原2千帆極軌02組衛(wèi)星格思航天2024年10長征六號月15日甲太原3千帆極軌03組衛(wèi)星中國科學(xué)院上海微小衛(wèi)星工程中心長征六號甲2024年12長征六號甲太原4千帆極軌06組衛(wèi)星中國科學(xué)院上海微小衛(wèi)星工程中心2025年12025年1甲太原5千帆極軌04組衛(wèi)星格思航天長征八號2025年3月12日長征八號海商資料來源:谷歌地圖,國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:灰機wiki網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理天通系統(tǒng)主要面向應(yīng)急通信、海事、邊防、森林防火、抗震救災(zāi)等特殊場景,具備廣覆蓋、全天候、強抗毀性等突出優(yōu)勢,可在地面網(wǎng)絡(luò)癱瘓或無覆蓋區(qū)域提供穩(wěn)定的通信保障,是我國構(gòu)建戰(zhàn)略級空間通信體系的重要抓手。天通一號系統(tǒng)是我國首個自主研發(fā)、獨立運行的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),具備語音、短信、數(shù)據(jù)及增值服務(wù)能力,填補了我國在移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)方面的空白。2016年8月6日,天通一號01星由長征三號乙火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,系統(tǒng)首次入軌運行;此后,天通02表:天通一號布局情況發(fā)射次名稱署顆數(shù)研制單位發(fā)射時運載火表:天通一號布局情況發(fā)射次名稱署顆數(shù)研制單位發(fā)射時運載火發(fā)射地箭1天通一號01星1航天五院2016年8月5日長征三號乙G3西昌2天通一號02星1航天五院2020年11月12日長征三號乙G3西昌3天通一號03星1航天五院2021年1月19日長征三號乙G3西昌資料來源:天通通信官微,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:天通一號示意圖圖:天通衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)圖資料來源:中國電信,國信證券經(jīng)濟研究所整理我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)整體市場規(guī)模有望達到千億元根據(jù)泰伯智庫預(yù)測,在未來五年,中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將以年均約12.8%以上的速度高速增長,2025-2030年間,我國衛(wèi)星發(fā)射需求預(yù)計將超過7000顆;到2028年市表:我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星主要星座市場規(guī)模測算表:我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星主要星座市場規(guī)模測算78資料來源:各公司官網(wǎng),Playload,航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模預(yù)測(億元)資料來源:泰伯智庫,國信證券經(jīng)濟研究所整理二、手機直連亟待突破,激光通信未來可期2024年以來,手機直連衛(wèi)星(DTC,Directtocall)成為我國衛(wèi)星通信領(lǐng)域技術(shù)和商業(yè)化進程中的核心突破點,標(biāo)志著衛(wèi)星通信從“專業(yè)終端”向“民用終端”的跨越進入實質(zhì)性階段。隨著華為、榮耀、小米等手機廠商陸續(xù)推出具備衛(wèi)星通話/消息功能的機型,產(chǎn)業(yè)鏈從衛(wèi)星、終端到芯片模組形成協(xié)同推進的格局,低與此同時,政策端釋放出強烈支持信號。2025年6月正式施行的《終端設(shè)備直連衛(wèi)星服務(wù)管理規(guī)定》由國信辦、發(fā)改委、工信部等七部委聯(lián)合發(fā)布,全面規(guī)范DTC相關(guān)服務(wù)、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施管理,明確鼓勵衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)絡(luò)融合、支持在應(yīng)急通信、邊遠地區(qū)、海洋漁業(yè)等關(guān)鍵場景推廣應(yīng)用,并強調(diào)頻率、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)安全等底線監(jiān)管要求。作為首個針對終端直連衛(wèi)星的專項法規(guī),該政策標(biāo)志著DTC服務(wù)納入國家通信戰(zhàn)略體系,具備了從試驗走向規(guī)模化商用的制度保障。此外,DTC也成為我國運營商推動衛(wèi)星通信“走出去”的重要路徑。2024年底,中國電信在老撾落地“天通手機直連衛(wèi)星”服務(wù),啟動“衛(wèi)星百村通”計劃,推動中國自主通信體系走向東南亞等“一帶一路”沿線國家。結(jié)合“天通一號”衛(wèi)星體系與國產(chǎn)終端,中國運營商構(gòu)建出“空天地一體”的跨境通信解決方案,率先在區(qū)域性通信盲區(qū)實現(xiàn)可復(fù)制落地,展現(xiàn)出較強的商業(yè)化可行性和國際輸出潛力。圖:天通手機直連衛(wèi)星業(yè)務(wù)落地老撾資料來源:中國電信,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:手機直連衛(wèi)星通信構(gòu)成資料來源:衛(wèi)星應(yīng)用網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理整體看,手機直連衛(wèi)星在終端、標(biāo)準(zhǔn)、政策、場景四個維度同步突破,成為2024-2025年低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中最明確的產(chǎn)業(yè)化方向之一。在國家安全、應(yīng)急圖:天通手機直連衛(wèi)星業(yè)務(wù)落地老撾資料來源:中國電信,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:手機直連衛(wèi)星通信構(gòu)成資料來源:衛(wèi)星應(yīng)用網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:《終端設(shè)備直連衛(wèi)星服務(wù)管理規(guī)定》政策發(fā)布資料來源:國家廣電總局官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理手機直連衛(wèi)星技術(shù)作為天地一體化網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵突破,其發(fā)展路徑大致可劃分為三種技表:三種技術(shù)路線解析技術(shù)路徑技術(shù)邏輯終端適配衛(wèi)星要求挑戰(zhàn)商業(yè)化典型通信速率路徑一:新手機+舊衛(wèi)星(雙模終端直連在軌衛(wèi)星)在現(xiàn)有衛(wèi)星系統(tǒng)基礎(chǔ)上(如天通/銥星)定制集成衛(wèi)星通信模組的新型手機專用雙模手機內(nèi)置衛(wèi)星通信芯片與天線無需更改衛(wèi)星系統(tǒng)復(fù)用已有星座采用衛(wèi)星通信專用協(xié)議,衛(wèi)星運營商獨有的頻譜資源;手機需要定制,無法迅速做大生態(tài)鏈已經(jīng)進入商業(yè)化應(yīng)用階段,最成熟0.8-2.4bit/s路徑二:舊手機+新衛(wèi)星(增強衛(wèi)星兼容現(xiàn)有手機)不更改現(xiàn)有4G/5G手機在星上增強基站能力實現(xiàn)兼容普通4G/5G手機需部署高增益衛(wèi)星支持大功率大陣列對衛(wèi)星的軌道、天線、通信頻率等有更高的要求0到1臨界點基于再生衛(wèi)星測:下行660mbps,上行135mbps路徑三:新手機+新衛(wèi)星(NTN標(biāo)準(zhǔn))基于3GPPNTN標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建統(tǒng)一協(xié)議體系,推進天地融合通信生態(tài)NTN標(biāo)準(zhǔn)手機兼容5G演進架構(gòu)協(xié)同設(shè)計低軌星座支持NTN協(xié)議棧開展協(xié)同組網(wǎng)、協(xié)議增強、設(shè)備兼容標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為指定,技術(shù)儲備-資料來源:人民郵電報網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:手機直連技術(shù)演進路線圖請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容圖:天通一號手機直連衛(wèi)星服務(wù)資料來源:中國電信官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:天通一號手機直連衛(wèi)星服務(wù)資料來源:中國電信官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理“新手機+老衛(wèi)星”的路徑是目前手機直連衛(wèi)星技術(shù)率先落地的現(xiàn)實選擇。該技術(shù)路線不依賴衛(wèi)星端的大規(guī)模改造,而是以終端為核心突破口,在智能手機中集成衛(wèi)星通信模組或獨立芯片,直接接入已在軌運營的通信衛(wèi)星,如中國的天通一號、美國的銥星和GlobalStar系統(tǒng)等。此路徑下,地面網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之間通過協(xié)議對接、頻段適配與功率控制等軟硬件手段完成融合,從而實現(xiàn)終端在特定區(qū)域或特殊場景中繞開地面基站直接通信。在具體實現(xiàn)中,廠商通常采用獨立衛(wèi)星通信模組架構(gòu)方案,即通過在手機主板上增加一塊衛(wèi)星通信模組,使其在必要時自動切換至衛(wèi)星信道。這類模組需支持L波段或S波段通信,具備低功耗工作機制,并能與手機操作系統(tǒng)深度協(xié)同,以在無地面信號時實現(xiàn)切換。為提升星地鏈路性能,手機內(nèi)部還需集成高度定制的陶瓷貼片天線,并通過射頻前端匹配電路實現(xiàn)信號放大與調(diào)諧,從而保障在戶外、遮擋或極弱信號條件下的接入成功率。與傳統(tǒng)衛(wèi)星電話相比,用戶無需攜帶額外設(shè)備,通信體驗更加接近普通移動通信。該路徑技術(shù)成熟、部署效率高,具備顯著的先發(fā)優(yōu)勢。目前中國電信已攜手產(chǎn)業(yè)鏈伙伴完成直連天通一號衛(wèi)星的手機商用突破,截至2024年底,支持該功能的國產(chǎn)智能機累計推出25款,銷量超1600萬臺。依托穩(wěn)定運行的在軌衛(wèi)星系統(tǒng),無需等待新星座部署便可實現(xiàn)實網(wǎng)接入,率先覆蓋應(yīng)急通信、邊境哨所、野外勘探等特種場景,加快了產(chǎn)業(yè)生態(tài)啟動與示范擴散。但受限于L/S波段窄帶系統(tǒng)能力,該模式下的通信速率僅為kbps量級。圖:中國電信發(fā)布5G衛(wèi)星手機系統(tǒng)和天翼鉑頓S9手機資料來源:中國電信官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理多廠商發(fā)布支持手機直連衛(wèi)星,通信能力不斷增強通過對天線結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議和能耗控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的持續(xù)優(yōu)化,當(dāng)前智能手機已能夠在不依賴外掛模塊的前提下,直接接入衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)從地面蜂窩通信到衛(wèi)星通信的無縫切換。多廠商陸續(xù)公布2025年將支持手機直連衛(wèi)星:截至2025年4月,中國電信聯(lián)合華為、榮耀、小米、OPPO、vivo、中興、三星等主流品牌,已推出30款支持手機直連衛(wèi)星功能的終端,覆蓋高端到大眾多個價位段,進一步加快了該技術(shù)的市場滲透速度。這一數(shù)字標(biāo)志著衛(wèi)星通信已經(jīng)從“專業(yè)領(lǐng)域”成功邁入“大眾消費市場”。與此同時,中國電信正加速業(yè)務(wù)出海布局,率先在香港率先商用后,已正式落地老撾市場,未來計劃拓展至更多東南亞及“一帶一路”沿線國家,推動衛(wèi)星通信服務(wù)全球覆表:目前已推出手機直連衛(wèi)星業(yè)務(wù)的品牌及終端型號廠商代表機型衛(wèi)星系統(tǒng)說明華為Mate60Pro、Mate60Pro+、Mate70Pro+、Mate60RS、Pura70Ultra、MateX6、Pura70Pro+、MateXT、Mate70RS、PuraX天通一號首批量產(chǎn)支持手機直連衛(wèi)星,已商用通話與短信功能榮耀Magic6Pro、Magic6、Magic6RSR、MagicV3、Magic7Pro、Magic7RSR天通一號支持衛(wèi)星短信與語音通信,定位戶外高端市場小米天通一號小部分機型已測試功能OPPOFindXUltra、FindX8Pro、FindN5、FindX8Ultra天通一號與中國電信合作測試中vivoX100Ultra天通一號正在進行內(nèi)部適配測試Axon60Ultra天通一號已展示直連衛(wèi)星樣機努比亞Z60SPro、Z70Ultra天通一號面向?qū)I(yè)用戶,支持雙衛(wèi)星系統(tǒng);具備較強的信號適應(yīng)性與工程集成能力三星GalaxyS25Ultra天通一號與中國電信合作,國行版本支持衛(wèi)星語音通信,區(qū)別于海外僅支持Globalstar的SOS短信天翼鉑頓S9天通一號中國電信自主研發(fā),支持5G和天通衛(wèi)星通信,集成量子加密功能資料來源:中國電信官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理基于現(xiàn)有地面移動通信體制的方案獲得青睞。該方案無需用戶更換現(xiàn)有的4G或5G手機,也無需對終端硬件進行改動,而是通過衛(wèi)星和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的技術(shù)升級,實現(xiàn)存量手機的衛(wèi)星直連。這不僅有效降低了用戶端的切換成本,也使龐大的手機用戶基數(shù)成為手機直連衛(wèi)星業(yè)務(wù)快速發(fā)展的重要基礎(chǔ)。這一方案的核心在于衛(wèi)星端的大規(guī)模陣列天線的技術(shù)突破。由于傳統(tǒng)手機受限于低發(fā)射功率和接收靈敏度,難以承受星地鏈路中的巨大信號損耗,通信系統(tǒng)必須依賴衛(wèi)星側(cè)具備強大收發(fā)能力的超大規(guī)模相控陣天線陣列。相控陣天線通過精確控制陣元相位,實現(xiàn)波束的定向與快速掃描,具備高增益、多波束與靈活跳頻能力,可大幅提升鏈路增益,從而實現(xiàn)對地面手機信號的高效捕獲與回傳,保障通信質(zhì)量。大規(guī)模陣列天線技術(shù)早在10年前的5G預(yù)研前期就已被中興、華為等頭部通信企業(yè)深入研究并應(yīng)用在5G基站上。同時,該方案也面臨多重挑戰(zhàn)。為了兼容現(xiàn)有4G/5G手機的技術(shù)體系,衛(wèi)星軌道高度、波束成形等設(shè)計需滿足嚴(yán)格限制,這導(dǎo)致通信速率和系統(tǒng)容量存在瓶頸。與此同時,新建一整套高性能低軌衛(wèi)星星座的資金和周期壓力巨大,衛(wèi)星制造和發(fā)射的技術(shù)復(fù)雜度及成本投入均圖:大規(guī)模陣列天線應(yīng)用在多用戶波束賦形技術(shù)專利資料來源:GooglePatents,中興通訊,國信證券經(jīng)濟研究所整理總體來看,“圖:大規(guī)模陣列天線應(yīng)用在多用戶波束賦形技術(shù)專利資料來源:GooglePatents,中興通訊,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:相控陣天線原理資料來源:是德科技官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:ASTBlueWalker3運行原理資料來源:TheFastMode,國信證券經(jīng)濟研究所整理AST圖:ASTBlueWalker3運行原理資料來源:TheFastMode,國信證券經(jīng)濟研究所整理2023年,AST公司利用藍行者-3(BlueWalker-3)低軌衛(wèi)星,開展存量手機直連衛(wèi)星進行語音通話、4G視頻通話、5G蜂窩寬帶連接等測試,最高5G下載速度達14Mbit/s,并與約40家移動運營商建立合作關(guān)系。BW3衛(wèi)星的相控陣天線已完全在軌展開,面積約64.4平方米(693平方英尺),衛(wèi)星重量達到1500公斤,成本高達數(shù)億美元。圖:AST目前用戶簽約情況領(lǐng)先資料來源:面向未來衛(wèi)星通信官微,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:AST圖:AST目前用戶簽約情況領(lǐng)先資料來源:面向未來衛(wèi)星通信官微,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:ASTBluebirds已制造的5顆星資料來源:ASTSpacemobile官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:ASTSpacemobile的大規(guī)模相控陣天線資料來源:ASTSpacemobile官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理基于3GPPNTN(Non-TerrestrialNetwork)標(biāo)準(zhǔn)體系的“新手機+新衛(wèi)星”方案,正成為面向未來的主流方向。該技術(shù)路線強調(diào)終端與衛(wèi)星系統(tǒng)的雙向演進,即通過軟硬件協(xié)調(diào)優(yōu)化,在智能手機中嵌入具備標(biāo)準(zhǔn)化NTN功能的芯片模組,同時部署新一代具備通信增強能力的低軌通信衛(wèi)星,實現(xiàn)從底層物理層到協(xié)議層的標(biāo)準(zhǔn)一致性連接。這一方案不僅兼顧系統(tǒng)性能與終端成本,更具備大規(guī)模商用與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的可行性,代表了消費級衛(wèi)星通信的演進主線。標(biāo)準(zhǔn)層面,3GPPR17已將NTN納入5G體系,支持短消息、語音等低速服務(wù),后續(xù)R18/R19將擴展至寬帶業(yè)務(wù),推動6G時代“天地一體”廣域連接體系構(gòu)建。技術(shù)上,該方案主要采用L/S頻段,適配手機發(fā)射功率限制(≤23dBm通過物理層同步、功率控制等優(yōu)化,實現(xiàn)終端無感接入。相較其他路徑,該方案在系統(tǒng)復(fù)雜度與產(chǎn)業(yè)落地之間實現(xiàn)平衡。不依賴外掛設(shè)備,終端硬件成本接近現(xiàn)有5G手機,可在換機周期內(nèi)自然演進。頻譜上則需政策支持,推動在偏遠地區(qū)實現(xiàn)地面頻段復(fù)用。從產(chǎn)業(yè)參與度來看,全球主要設(shè)備商與運營商已全面進入5GNTN生態(tài)構(gòu)建期。愛立信、泰雷茲與高通已聯(lián)合推進支持NTN的5G智能終端和衛(wèi)星平臺研發(fā);Omnispace與LockheedMartin、中國移動、中信科移動、中興通訊與紫光展銳等也已完成多項基于NTN協(xié)議的星地鏈路在軌驗證。圖:紫光展銳已完成NTN協(xié)議的鏈路在軌認(rèn)證資料來源:紫光展銳官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:3圖:紫光展銳已完成NTN協(xié)議的鏈路在軌認(rèn)證資料來源:紫光展銳官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:3GPP,國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:Vanelli&ElJaafari.(2024),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:NTN技術(shù)演進路線隨著手機直連衛(wèi)星技術(shù)進入商用普及階段,其應(yīng)用場景正從大眾通信C端逐步延展至多個行業(yè)B端通信體系中,成為傳統(tǒng)衛(wèi)星電話與公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的有效補充。在技術(shù)側(cè)持續(xù)突破與終端成本下行的雙重驅(qū)動下,DTC正被賦予越來越多“工程通信能力”的定位,面向多種行業(yè)環(huán)境中的復(fù)雜場景,實現(xiàn)基礎(chǔ)通信能力的普惠延展。在傳統(tǒng)衛(wèi)星通信難以下沉的中低頻剛需的偏遠場景中,DTC方案具備部署靈活、終端便捷、運維簡化等突出優(yōu)勢。典型如遠洋漁業(yè)與邊境林業(yè)等領(lǐng)域,DTC終端可實時上報位置信息和突發(fā)事件,實現(xiàn)船舶監(jiān)管與人員安全雙保障;在高原、荒漠等能源礦產(chǎn)開發(fā)現(xiàn)場,DTC通信可為勘探設(shè)備與人員終端提供最低限度通信保障,替代傳統(tǒng)便攜衛(wèi)星電話設(shè)備,降低使用門檻與運維成本;在電力、鐵路、油氣等線性基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域,DTC終端可作為巡檢班組的應(yīng)急通信方案,在公網(wǎng)中斷、山谷盲區(qū)等極端場景下提升人員安全等級與任務(wù)閉環(huán)能力。過DTC實現(xiàn)信息回傳的最后一道保障鏈路;在城市邊緣區(qū)與山區(qū)災(zāi)害易發(fā)帶,可基于DTC部署預(yù)警和應(yīng)急指揮通道,確保關(guān)鍵節(jié)點通信不中斷,增強城市安全系統(tǒng)的“極端適應(yīng)性”。圖:中國電信手機衛(wèi)星直連全場景應(yīng)用資料來源:應(yīng)急通信管理官微,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:手機直連為野外作業(yè)提供安全保障資料來源:中國電信,國信證券經(jīng)濟研究所整理整體來看,DTC方案已不僅是面向大眾的通信能力下沉路徑,也正成為多行業(yè)縱深環(huán)境下的新型通信選項。隨著終端集成化程度提高、傳輸速率逐步演進,其在行業(yè)通信系統(tǒng)中的“基礎(chǔ)通道”角色將進一步強化,并逐步嵌入工程調(diào)度、數(shù)據(jù)保障與安全冗余等多層體系,為構(gòu)建更強韌的行業(yè)數(shù)字底座提供通信支撐。圖:中國電信手機衛(wèi)星直連全場景應(yīng)用資料來源:應(yīng)急通信管理官微,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:手機直連為野外作業(yè)提供安全保障資料來源:中國電信,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:手機直連城市建設(shè)應(yīng)用資料來源:橢圓時空,國信證券經(jīng)濟研究所整理在以人為中心的通信補盲基礎(chǔ)能力初步構(gòu)建后,DTC正逐步邁向“連接萬物D2D”的新階段,推動其能力從應(yīng)急保障延伸至物聯(lián)網(wǎng)廣域覆蓋。相較傳統(tǒng)蜂窩IoT方案,D2D具備“無網(wǎng)也能連”的天然優(yōu)勢,特別適用于通信條件嚴(yán)苛、部署難度高、經(jīng)濟性受限的廣域物聯(lián)場景。當(dāng)前主流地面物聯(lián)網(wǎng)連接以NB-IoT、LoRa、4G/5G為主,但均依賴一定密度的基站部署,其在邊遠山區(qū)存在盲區(qū)。D2D通過將星上通信能力下沉至低功耗物聯(lián)模組,為廣域分布的終端設(shè)備提供低頻次、低吞吐、廣連接的“底層可用性保障”,構(gòu)建起具備全國尺度連接能力的“星地融合物聯(lián)網(wǎng)”。在具體應(yīng)用上,D2D組合正逐步落地至環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)氣象、水利水務(wù)、邊防管控等場景。例如,在水庫水位、泥石流、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警點位,可部署低功耗DTC模組實現(xiàn)遠程回傳與異常聯(lián)動;在廣袤農(nóng)區(qū)、林區(qū),分布式傳感器節(jié)點可依托衛(wèi)星進行定期數(shù)據(jù)匯聚。在產(chǎn)業(yè)技術(shù)演進路徑上,D2D將進一步向“低功耗廣域網(wǎng)+低軌衛(wèi)星”的混合架構(gòu)發(fā)展。通過低頻次、短報文模式降低終端功耗需求,配合衛(wèi)星間激光鏈路與星地回傳能力的提升,實現(xiàn)物聯(lián)數(shù)據(jù)在全球范圍的泛在匯聚和圖:低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)提供了全覆蓋的網(wǎng)絡(luò)解決方案資料來源:中國無線電大會,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)資料來源:南京郵電大學(xué),國信證券經(jīng)濟研究所整理從戰(zhàn)略層面看,D2D是我國建設(shè)“天地一體泛在感知網(wǎng)”的關(guān)鍵路徑之一,有望率先在災(zāi)害監(jiān)測、生態(tài)保護、邊境管控等核心場景實現(xiàn)落地,成為新型基礎(chǔ)設(shè)施體系中的“通信神經(jīng)末梢”。未來,隨著標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議統(tǒng)一、模組成本下降、頻譜協(xié)調(diào)機制完善,D2D有望進一步向更大規(guī)模的行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和城市泛感知系統(tǒng)滲透,圖:低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)提供了全覆蓋的網(wǎng)絡(luò)解決方案資料來源:中國無線電大會,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)資料來源:南京郵電大學(xué),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:天通衛(wèi)星在漁船應(yīng)用原理資料來源:樂眾信息官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理在邁向6G的“空天地一體化”通信網(wǎng)絡(luò)演進中,激光通信正成為繼微波通信后的新一代主干技術(shù),推動空間通信帶寬躍升、傳輸架構(gòu)重構(gòu)。激光通信以光為載波,具備高頻率、高方向性、寬帶寬等特性,相較微波系統(tǒng)具備數(shù)十倍的容量優(yōu)勢,并能顯著降低干擾風(fēng)險,是構(gòu)建未來高速、低時延空間信息通道的關(guān)鍵支撐。激光通信正成為全球星座建設(shè)的關(guān)鍵組成。以Starlink為代表的新一代星座系統(tǒng)已在衛(wèi)星之間部署激光通信模組,實現(xiàn)多跳鏈路轉(zhuǎn)發(fā)與全球互聯(lián)能力。國內(nèi)極光星通等廠商也已完成百Gbps級鏈路測試,為“去地面化”星座架構(gòu)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。相比星地鏈路,星間激光需解決更高的鏈路對準(zhǔn)精度、復(fù)雜的軌道動態(tài)匹配與高速抖動控制等難題,對終端結(jié)構(gòu)、精密光學(xué)與算法控制均提出更高要求。在核心技術(shù)層面,激光通信系統(tǒng)主要包括捕獲跟蹤、通信收發(fā)、光纖耦合、大氣補償與光機電設(shè)計等多個子系統(tǒng)。尤其在星間通信場景下,激光終端需在有限載荷條件下實現(xiàn)高功率激光發(fā)射、低誤碼率數(shù)據(jù)接收及多維姿態(tài)控制,當(dāng)前主流方案采用粗精分層跟蹤架構(gòu),結(jié)合自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)提升鏈路穩(wěn)定性。在收發(fā)系統(tǒng)方激光通信主要應(yīng)用于兩個方向:一是星間激光鏈路,即在低軌星座內(nèi)部實現(xiàn)衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的數(shù)據(jù)高速互聯(lián),相當(dāng)于“太空光纜”,可以在不依賴地面站的前提下完成數(shù)據(jù)中繼、轉(zhuǎn)發(fā)與骨干傳輸;二是星地激光通信,即在衛(wèi)星與地面站之間建立光鏈路,解決高容量遙感數(shù)據(jù)回傳、突發(fā)大帶寬接入等問題。圖:全球激光通信技術(shù)正在構(gòu)建空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)圖:星間微波與星間激光通信的比較資料來源:激光每日說,國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:電信科學(xué),國信證券經(jīng)濟研究所整資料來源:電信科學(xué),國信證券經(jīng)濟研究所整理理圖:全球激光通信技術(shù)正在構(gòu)建空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)圖:星間微波與星間激光通信的比較資料來源:激光每日說,國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:電信科學(xué),國信證券經(jīng)濟研究所整資料來源:電信科學(xué),國信證券經(jīng)濟研究所整理理圖:星間激光通信與地面光纖通信的差異請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容新一代星間激光通信有望構(gòu)建空中版的OTN(OpticalTransportNetwork)系統(tǒng),成為未來星座系統(tǒng)中的核心承載網(wǎng)絡(luò)。與地面光纖/海纜構(gòu)建的數(shù)據(jù)高速公路類似,星間OTN網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)多跳轉(zhuǎn)發(fā)、靈活調(diào)度,具備強容錯與高抗誤能力。面對日凌、高速相對運動、鏈路快速切換等復(fù)雜空間場景,OTN協(xié)議通過FEC編碼與鏈路恢復(fù)機制,能夠提供硬管道隔離、高可靠通信與多業(yè)務(wù)接入能力,成為“強連接”的基礎(chǔ)保障。同時,結(jié)合輕量級IPv6組網(wǎng)與SDN管控機制,OTN鏈路可實更具前瞻意義的是,星間激光骨干網(wǎng)將為未來天基算力體系提供基礎(chǔ)支撐。隨著AI、遙感、邊緣計算等業(yè)務(wù)對帶寬、時延與調(diào)度能力提出更高要求,軌道空間正成為算力外延的新邊界。太空OTN系統(tǒng)可實現(xiàn)星載服務(wù)器間的數(shù)據(jù)高速互聯(lián),承擔(dān)星載高通量數(shù)據(jù)互聯(lián)與算力節(jié)點間任務(wù)調(diào)度的骨干傳輸職能,支撐多軌道間低延時模型推理與分布式計算框架部署,為未來天基智能計算體系提供網(wǎng)絡(luò)承載基礎(chǔ)。圖:將AI與算力送上太空圖:將AI與算力送上太空圖:基于OTN的星地一體承載網(wǎng)資料來源:電信科學(xué),國信證券經(jīng)濟研究所整理請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容我國已實現(xiàn)400Gbps級在軌星間高速激光通信關(guān)鍵技術(shù)突破。隨著低軌已實現(xiàn)200Gbps級激光模塊規(guī)?;渴?,推動多跳星間鏈路與全球互聯(lián)。國內(nèi)方面,2025年3月,極光星通自主研制的“光傳01/02”試驗星成功完成我國首個400Gbps高速激光星間鏈路驗證。所搭載的LT-II型激光通信終端支持相干與非相干多體制兼容,覆蓋10G至400G多檔速率,實測在640公里星間距離下,連續(xù)6分44秒穩(wěn)定通信,單次傳輸數(shù)據(jù)量達到14.4TB,鏈路誤差控制優(yōu)于5微弧秒。該系統(tǒng)累計在軌運行308天,完成346小時通信任務(wù),覆蓋260至5100公里全鏈路范圍,最長單次鏈路時長達1小時48分鐘,具備應(yīng)對日凌規(guī)避、斷鏈恢復(fù)等復(fù)雜空間環(huán)境的高魯棒性。此項技術(shù)突破不僅推動了我國星地融合通信網(wǎng)絡(luò)的體系升級,也為面向6G時代的星間光骨干網(wǎng)構(gòu)建、跨域低時延通信及太空計算平臺奠定戰(zhàn)略性技術(shù)優(yōu)勢,彰顯了我國在未來全球衛(wèi)星通信格局中的領(lǐng)先地位。圖:長光衛(wèi)星驗證100G資料來源:太空與網(wǎng)絡(luò),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:LT-II型終端資料來源:極光星通,國信證券經(jīng)濟研究所整理除極光星通外,國內(nèi)多家科研機構(gòu)和企業(yè)在星間激光通信領(lǐng)域同樣取得顯著進展。長光衛(wèi)星實現(xiàn)10Gbps及100Gbps星間鏈路,穩(wěn)定建鏈期間通信誤碼率為0,并將星間傳輸?shù)母叻直孢b感影像進行了成功下傳,標(biāo)志著我國首次實現(xiàn)星間激光100Gbps超高速高分辨遙感影像傳輸。西安光機所完成2.5Gbps星間鏈路并在高動態(tài)長距離鏈路上持續(xù)突破,哈爾濱工業(yè)大學(xué)主導(dǎo)的圖:長光衛(wèi)星驗證100G資料來源:太空與網(wǎng)絡(luò),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:LT-II型終端資料來源:極光星通,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:超遠距離穩(wěn)定通信新突破資料來源:極光星通,國信證券經(jīng)濟研究所整理在星間激光通信逐步構(gòu)建太空光互聯(lián)骨干網(wǎng)的同時,星地激光通信正成為推動天地融合網(wǎng)絡(luò)演進的另一關(guān)鍵支撐方向。作為連接衛(wèi)星與地面之間的數(shù)據(jù)回傳通道,星地激光具備高帶寬、低時延、能量集中、抗干擾強等技術(shù)優(yōu)勢,能夠顯著提升衛(wèi)星通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和業(yè)務(wù)響應(yīng)效率。星地激光通信可應(yīng)用在遙感領(lǐng)域。隨著衛(wèi)星載荷分辨率的持續(xù)提升,單顆遙感衛(wèi)星每天產(chǎn)生的圖像與視頻數(shù)據(jù)量級已達到TB級,傳統(tǒng)微波下傳鏈路已難以滿足實時傳輸需求。激光通信可實現(xiàn)百Gbps級高速數(shù)據(jù)下行,大幅縮短遙感信息從采集到落地的延遲,是實現(xiàn)“天上感知、地面秒級響應(yīng)”的核心通道。在此基礎(chǔ)上,激光鏈路還可支持遙感任務(wù)的高頻次調(diào)度、動態(tài)帶寬分配與任務(wù)間切換,提升星地鏈路資源的利用效率。圖:遙感數(shù)據(jù)圖層多、數(shù)據(jù)量大資料來源:中國科學(xué)院,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:長光衛(wèi)星完成星地激光高速圖像傳輸試驗。資料來源:中國吉林網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理除遙感數(shù)據(jù)回傳外,星地激光通信還將在物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、災(zāi)害監(jiān)測等場景中承擔(dān)邊圖:遙感數(shù)據(jù)圖層多、數(shù)據(jù)量大資料來源:中國科學(xué)院,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:長光衛(wèi)星完成星地激光高速圖像傳輸試驗。資料來源:中國吉林網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:星地激光通信系統(tǒng)原理資料來源:航天產(chǎn)業(yè)網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理三、民營火箭公司快速發(fā)展,不斷突破新技術(shù)運載火箭作為航天發(fā)射的關(guān)鍵工具,其設(shè)計和性能直接關(guān)系到國家航天能力和產(chǎn)業(yè)競爭力。為了深入理解火箭技術(shù)的核心要素,在此將選取我國新一代重型運載火箭——長征五號作為研究對象,對其結(jié)構(gòu)組成和成本分布進行詳細拆解,揭示各子系統(tǒng)的功能與重要性。長征五號采用多級液體推進設(shè)計,整體結(jié)構(gòu)可以分為以下幾個關(guān)鍵功能模塊:箭體結(jié)構(gòu):由燃料箱、結(jié)構(gòu)框架和整流罩組成,負(fù)責(zé)承載推進劑和載荷,同時確保飛行中的空氣動力學(xué)性能與整體強度,約占20%-30%。推進系統(tǒng):核心動力來源,包括液體發(fā)動機(YF-77和YF-100)、燃料供應(yīng)及管路系統(tǒng),是成本最高且技術(shù)最復(fù)雜的部分,約占30%-40%??刂葡到y(tǒng):導(dǎo)航、姿態(tài)控制及飛行計算機,保障飛行穩(wěn)定性和軌跡精準(zhǔn),約占10%-15%。圖:長征五號結(jié)構(gòu)拆解輔助系統(tǒng):地面支持接口和測控設(shè)備,支持發(fā)射前準(zhǔn)備和飛行中的數(shù)據(jù)監(jiān)控,約占10%-15%。圖:長征五號結(jié)構(gòu)拆解圖:有效載荷放置于整流罩內(nèi)資料來源:LCspace,國信證券經(jīng)濟研究所整理通過對長征五號各部分功能和成本的拆解,可以看出推進系統(tǒng)尤其是發(fā)動機系統(tǒng)是火箭整體性能和成本結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵所在。圖:有效載荷放置于整流罩內(nèi)資料來源:LCspace,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:整箭成本占比(單位:%)輔助系統(tǒng)箭體結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)推進系統(tǒng)請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容推進系統(tǒng)作為火箭結(jié)構(gòu)中成本最高、技術(shù)最復(fù)雜的組成部分,其核心正是火箭發(fā)動機。火箭發(fā)動機的性能直接決定火箭的起飛能力、運載范圍、載荷能力及任務(wù)經(jīng)濟性,是衡量運載火箭競爭力的關(guān)鍵指標(biāo)。近年來,隨著商業(yè)航天的發(fā)展,發(fā)動機的重復(fù)點火和回收復(fù)用能力更成為降低發(fā)射成本和提升發(fā)射頻率的重要突破口。按推進劑形態(tài)與推進原理劃分,火箭發(fā)動機主要分為固體與液體兩類。固體發(fā)動機以結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快速、便于儲存為優(yōu)勢,廣泛用于導(dǎo)彈與小型火箭場景,但推力不可調(diào)節(jié)、比沖較低。液體發(fā)動機則具備更高燃燒效率與軌道適應(yīng)能力,成為中大型火箭的主流方案。以長征五號為例,其核心一級搭載YF-77液(推力約700千牛),助推器采用YF-100液氧煤油發(fā)動機(推力約1339千牛),分別采用燃氣發(fā)生器循環(huán)與富氧預(yù)燃分級燃燒技術(shù),在保證推力性能的同時具備良好的燃燒穩(wěn)定性,是我國液體推進系統(tǒng)的代表成果。圖:液體發(fā)動機原理示意圖資料來源:NSF,國信證券經(jīng)濟研究所整理表:固體發(fā)動機和液體發(fā)動機對比圖:國家博物館展出的YF-100與YF-77資料來源:中國載人航天工程30年成就展,國信證券經(jīng)濟研究所整理充分燃燒是核心技術(shù)。以可回收液體火箭為例,一級推進段通常需在120-180秒內(nèi)完成燃燒并提供超過百噸的推力,這要求發(fā)動機具備高推重比、高比沖與穩(wěn)定燃圖:液體發(fā)動機原理示意圖資料來源:NSF,國信證券經(jīng)濟研究所整理表:固體發(fā)動機和液體發(fā)動機對比圖:國家博物館展出的YF-100與YF-77資料來源:中國載人航天工程30年成就展,國信證券經(jīng)濟研究所整理固體燃料火箭發(fā)動機液體燃料火箭發(fā)動機燃料形態(tài)固態(tài)推進劑(由氧化劑、燃料和其他添加劑組成的固態(tài)混合物)液態(tài)推進劑(燃料和氧化劑分開儲存)推力調(diào)節(jié)能力無法調(diào)節(jié),推力一旦點火即全力釋放可調(diào)節(jié)推力,支持啟動、關(guān)斷及多次點火比沖2000-3000牛秒/千克2500-4600牛秒/千克重復(fù)點火不支持重復(fù)點火支持重復(fù)點火,適合復(fù)雜軌道機動和可回收利用應(yīng)用場景火箭彈、導(dǎo)彈和小型固體火箭(如快舟中大型運載火箭(如長征五號、系列)SpaceX獵鷹9號)資料來源:科創(chuàng)網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理作為運載火箭的動力核心,發(fā)動機的技術(shù)路線直接決定推力水平、燃料效率與任務(wù)適應(yīng)性。隨著可回收技術(shù)的發(fā)展,發(fā)動機不僅關(guān)系到有效入軌,更是實現(xiàn)重復(fù)使Merlin:工程成熟,支撐可回收火箭產(chǎn)業(yè)化。Falcon9搭載的Merlin1D發(fā)動機采用液氧+煤油推進劑與開式燃氣發(fā)生器循環(huán),具備結(jié)構(gòu)簡潔、穩(wěn)定可靠、成本控制優(yōu)等特點。單臺推力達914千牛,一級并聯(lián)九臺構(gòu)型,總推力超840噸,支持多次點火與著陸控制,是SpaceX一級箭體復(fù)用能力的技術(shù)基礎(chǔ)。Merlin系列已實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)與高頻次復(fù)用,成為當(dāng)前應(yīng)用最廣的商業(yè)液體火箭發(fā)動機。用的全流量分級燃燒循環(huán)液體火箭發(fā)動機。該循環(huán)方式相比傳統(tǒng)方案大幅提升燃料燃燒效率,推力重量比高、比沖性能優(yōu),兼具動力輸出與再入控制能力。從Merlin到Raptor,SpaceX完成了從成熟量產(chǎn)型到戰(zhàn)略通用型發(fā)動機的躍遷,不僅實現(xiàn)性能倍增,奠定了其在重型運載與低成本發(fā)射領(lǐng)域的的這一代際突破,不僅是火箭技術(shù)演進的核心,也是商業(yè)航天規(guī)模化、可持續(xù)化發(fā)展的關(guān)鍵變量。表:可回收火箭發(fā)動機對比圖:獵鷹9號回收原理示意資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理Raptor采用液氧+液態(tài)甲烷推進劑組合,不僅具備高能量密度、低碳沉積等從Merlin到Raptor,SpaceX完成了從成熟量產(chǎn)型到戰(zhàn)略通用型發(fā)動機的躍遷,不僅實現(xiàn)性能倍增,奠定了其在重型運載與低成本發(fā)射領(lǐng)域的的這一代際突破,不僅是火箭技術(shù)演進的核心,也是商業(yè)航天規(guī)?;?、可持續(xù)化發(fā)展的關(guān)鍵變量。表:可回收火箭發(fā)動機對比圖:獵鷹9號回收原理示意資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容在可重復(fù)使用運載火箭的技術(shù)體系中,發(fā)動機是性能瓶頸與成本核心,但能否真正實現(xiàn)可控回收與快速復(fù)飛,仍有賴于箭體回收控制系統(tǒng)與箭體材料體系的突破與工程落地。當(dāng)前,無論是SpaceX的獵鷹9號,還是中國頭部商業(yè)火箭公司(如藍箭、天兵、星際榮耀)均將其作為第二階段工程攻堅重心。箭體回收控制系統(tǒng):多模態(tài)控制與軟著陸能力是技術(shù)核心。復(fù)用火箭回收過程復(fù)雜,需經(jīng)過助推分離、姿態(tài)調(diào)整、空中減速、再點火減速、箭體翻轉(zhuǎn)、柵格舵制導(dǎo)、著陸支腿展開與緩沖等多個環(huán)節(jié),整個流程要求多次點火能力、深度變推力控制、實時姿態(tài)調(diào)節(jié)與高精度制導(dǎo)系統(tǒng)協(xié)同運行。目前,國內(nèi)藍箭朱雀三號、元行者一號均已完成公里級垂直起降(VTVL)試驗,基本驗證空中再點火、姿態(tài)控制與軟著陸能力,為箭體復(fù)用奠定基礎(chǔ)。但相比SpaceX成熟的著陸算法與海上平臺回收體系,國內(nèi)仍存在工程化集成與回收容錯性的差距。圖:藍劍航天朱雀三號一級尾部資料來源:藍劍航天官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:我國箭元科技元行者一號火箭(不銹鋼)驗證可回收資料來源:箭元科技官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理箭體材料:高強度耐熱材料是回收與輕量化的基礎(chǔ)。箭體材料決定了火箭的結(jié)構(gòu)強度、熱防護性能、復(fù)用壽命與制造成本,是工程落地過程中與發(fā)動機同等關(guān)鍵的系統(tǒng)底層變量。傳統(tǒng)鋁合金材料雖輕但在多次回收后易疲勞開裂,成本也相對較高。SpaceX的星艦將采用高強度不銹鋼合金作為主箭體材料,實現(xiàn)抗熱、抗壓、可低成本成型的優(yōu)勢。藍箭航天也走在國內(nèi)前列,率先提出并實踐商用不銹鋼箭體結(jié)構(gòu),通過材料更替將制造成本降低超80%,在維持箭體強度的同時,提升箭體的回收承圖:藍劍航天朱雀三號一級尾部資料來源:藍劍航天官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:我國箭元科技元行者一號火箭(不銹鋼)驗證可回收資料來源:箭元科技官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:獵鷹9號柵格舵示意請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容作為全球最早實現(xiàn)火箭回收復(fù)用的企業(yè),SpaceX通過Falcon9構(gòu)建了高度成熟的可回收火箭體系,已成為當(dāng)今商業(yè)航天降本增效的核心技術(shù)范式。一級火箭回收復(fù)用能力持續(xù)領(lǐng)先。SpaceX自2015年首次實現(xiàn)Falcon9一級火箭海上回收以來,F(xiàn)alcon9持續(xù)迭代,其回收技術(shù)的工程化、商業(yè)化程度已遠超行業(yè)平均水平。截至2024年底,F(xiàn)alcon9的復(fù)用次數(shù)已突破260次,形成了穩(wěn)定、可靠的多輪復(fù)用機制。根據(jù)SpaceX公開數(shù)據(jù),F(xiàn)alcon9的單次發(fā)射成本已降至約2800萬圖:Starship結(jié)構(gòu)分布圖:Starship上層載荷數(shù)據(jù)資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:AlphaEngineer,國信證券經(jīng)濟研究資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理所整理SpaceX進一步提出“全復(fù)用火箭”星間Starship。Starship分為兩級結(jié)構(gòu):第一級為超重助推器SuperHeavy,第二級是星艦上層,兩者均支持動力回收與多次復(fù)用。并且Starship能夠支持100-150噸的有效載荷,是Falcon9的4倍以上。而SpaceX已獲準(zhǔn)每年可以從Starbase發(fā)射圖:Starship結(jié)構(gòu)分布圖:Starship上層載荷數(shù)據(jù)資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:AlphaEngineer,國信證券經(jīng)濟研究資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理所整理圖:獵鷹9號回收原理示意請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容在可回收能力與發(fā)動機性能構(gòu)建起火箭的核心基礎(chǔ)之后,SpaceX進一步通過材料工藝與制造體系的系統(tǒng)重構(gòu),持續(xù)提升生產(chǎn)效率與任務(wù)執(zhí)行能力,構(gòu)建起支撐高頻Falcon9大量采用高強度鋁鋰合金與碳纖維材料,在保障結(jié)構(gòu)強度的同時兼顧輕量化設(shè)計。而Starship則大膽采用不銹鋼替代傳統(tǒng)高性能復(fù)合材料,具備更高的熱穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)一體性,支持熱防護系統(tǒng)與箭體集成設(shè)計,顯著降低制造復(fù)雜度與單箭成本,極大適配重復(fù)使用與快速迭代的發(fā)射需求。在制造環(huán)節(jié),SpaceX高度依賴自動化焊接、精密數(shù)控加工與3D打印技術(shù),逐步構(gòu)建發(fā)動機與箭體標(biāo)準(zhǔn)化批量制造的生產(chǎn)體系。以最新一代的Raptor3發(fā)動機為例,其90%以上零部件可通過增材制造完成,先進金屬3D打印工藝的使用使得Raptor3減重7%,推力相較于Raptor2高出了21%,更注器等核心部件的制造周期由數(shù)周壓縮至數(shù)小時,為發(fā)動機快速驗證與迭代提供支持。而為了進一步提升產(chǎn)業(yè)化效率,SpaceX在美國德州設(shè)立的Starbase正進行產(chǎn)能升級。新投建的“StarFactory”集成從原材料加工到整機組裝的全流程火箭制造體系,占地超百萬平方英尺,計劃至2025年底實現(xiàn)每3天生產(chǎn)一艘星際飛船的能力,構(gòu)建具備高頻率發(fā)射的能力儲備。圖:三代Raptor發(fā)動機外形對比資料來源:MetalAM圖:三代Raptor發(fā)動機外形對比資料來源:MetalAM,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖:獵鷹9號采用鋁鋰合金外罩圖:SpaceX星際工廠資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理資料來源:Starlink官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容隨著我國低軌衛(wèi)星星座部署進入加速階段,運載火箭能力正成為支撐高頻發(fā)射、低成本組網(wǎng)的表:長征系列火箭參數(shù)統(tǒng)計型號首飛時間總發(fā)射價格單位發(fā)射價格有效載荷(LEO/GEO)推進劑類型發(fā)動機類型一級推力比沖(真核心用途是否可回收長征五號2016年11月3日1.82億7900美元/千克25t/14.5t液氫液氧/液氧煤油YF-77/YF-100700kN4197m/s空間站、探月否長征六號改2022年3月29日5000萬11111元/千克4.5t/-液氧煤油YF-100/YF-1151200kN-商業(yè)/星座發(fā)射否長征七號2016年6月25日--13.5t/7t液氧煤油YF-100/YF-1152680kN3290m/s天舟貨運飛船否長征八號2020年12月22日6200萬8266元/千克8.1t/2.8t液氧煤油/液氫液氧YF-100/YF-751340kN3290m/s中軌、商業(yè)任務(wù)改進型可回收長征九號2030年--150t/50t液氫液氧/液氧煤油全流量分級燃燒發(fā)動機2000kN3200m/s月球基地、載人火星探測多構(gòu)型可回收長征十號2027年前后--70t/-液氫液氧/液氧煤油YF-100M/YF-100K/YF-75E1250kN2958m/s載人登月部分可回收長征十一號2015年9月25日500萬10600美元/千克0.7t/-固體推進劑固體發(fā)動機1188kN2432m/s快速響應(yīng)發(fā)射、小型星座否長征十二號2024年11月30日--10t/-液氧煤油YF-100K/YF-1151250kN-面向重復(fù)使用改進型可回收資料來源:航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理在商業(yè)航天的產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中,火箭研制是最關(guān)鍵的一環(huán)。SpaceX目前取得的所有成績,也是建立在足夠的火箭運載能力之目前大多數(shù)民營火箭公司都是選擇從研制小型固體火箭開始,然后再向液體火箭進行升級,進而開展中大型火箭以及可重復(fù)使用火箭的研發(fā)。比如星際榮耀、星河動力、中科宇航、東方空間目前發(fā)射的表:我國民營火箭公司發(fā)展近況公司簡稱公司介紹及火箭發(fā)射情況火箭型號火箭介紹動力星際榮耀中國第一家實現(xiàn)火箭入軌的民營公司雙四級小型固體運載火箭,四級均為固體發(fā)動機,輔以液體姿控發(fā)動機?;鸺睆?.4米,總長24米,總質(zhì)量約42噸。500公里太陽同步軌道運載能力大于300公斤,700公里太陽同步軌道運載能力225公斤。雙曲線一號運載火箭具有高品質(zhì)應(yīng)的特點,可提供整箭產(chǎn)品、衛(wèi)星發(fā)射(單星或多星)、搭載服務(wù)、增值服務(wù)等多種服務(wù)形式。星河動力核心產(chǎn)品及服務(wù)包括“谷神星”系列小型固體運載火箭發(fā)射服務(wù),以及“智神星”系列中型重復(fù)使用液體運載火箭發(fā)射服務(wù)等谷神星一號運載火箭公司研制的一款小型固體商業(yè)運載火箭,可滿足近地軌道微小型衛(wèi)星發(fā)射需求,一二三級采用固體發(fā)動機,四級為先進液體上面級,火箭直徑1.4m,全長19m,起飛質(zhì)量31t,500km太陽同步軌道上的運載能力為300kg。固體火箭藍箭航天朱雀二號遙二液氧甲烷運載火箭朱雀二號遙二液氧甲烷運載火箭家高新技術(shù)企業(yè),國際宇航聯(lián)合會(IAF)會員,全國首家取得全部準(zhǔn)入資質(zhì)的民營運載火箭企業(yè)國內(nèi)民營商業(yè)航天首款基于自主研制的液體發(fā)動機,并實現(xiàn)成功入軌的運載火箭,填補了國內(nèi)液氧甲烷火箭的技術(shù)空白。液體火箭天兵科技2023年4月2日16時48分,公司研制的天龍二號遙一運載火箭在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中

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