星舰复飞获显著进展 重视卫星互联网机会
作者: 王柄根11月18日,SpaceX 研制的星舰(Starship)进行二次试飞,发射升空后成功完成一二级分离,但随后“超重”助推器爆炸,二级飞船失联并被迫触发自毁指令。尽管星舰第二次飞行测试虽然以二级自毁而中止,但应该说达到了预期目的,且效果良好,尤其是对于热分离系统、电子推力矢量控制系统的验证等。
商业航天以盈利为主要目的,SpaceX 的发展轨迹表明运载火箭的低成本、大运力是未来的趋势。近年来我国持续的政策支持和技术进步,为国内产业跨越式发展提供基础,今年以来,我国天兵科技、蓝箭航天、星河动力、星际荣耀等民营火箭持续实现突破;以中国星网+“G60 星链”为代表的低轨星座建设推进,标志着我国卫星互联网进入高质量发展阶段。
星舰二次试飞进展显著
星舰最初由马斯克火星殖民计划演变而来,在发射卫星同时承载后续探索宇宙重任,致力于打造性能最强大的可重复使用运载火箭。为实现前往火星,甚至木星、土卫二、木卫二、土星的愿景,星舰经历多次更新迭代,目前星舰已衍生出测试(原型机)、登月、环月旅行、货运、加油、卫星平台、洲际旅行等多个版本,其中测试版星舰已进入试飞测试阶段。
星舰此前于今年4 月20 日进行首飞,在升空2 分30多秒后姿态显现失稳,发射失败。与今年4 月的首次试飞相比,二次试飞取得了明显进步,尤其是一级火箭的33台发动机全部正确启动。其中实现的最大技术突破为级间热分离方式。
1)二次试飞的发射台用了35300 立方英尺的高强度混凝土加固,发射台下安装喷水系统,首次推出一个热级间分离系统和一个新的电子推力矢量控制系统。
2)试飞过程突破:33台发动机全部运行正常,火箭助推器一二级成功分离。
3)技术突破:级间热分离方式。星舰热分离指在分离前启动上面级发动机,连接装置解锁,上面级依靠发动机产生的推力加速,同时燃气流作用于下面级,燃气流的压力和气动阻力使下面级减速,实现两级分离。此套方式优点在于结构简单,不需要额外增加分离驱动装置,同时第二级“无缝衔接”启动发动机,减少动能损失。
星舰是人类历史上最大、最强的运载火箭,基于SpaceX 的猛禽系列发动机和火箭回收复用技术,星舰再进一步,预计可实现全箭复用,是航天史上首创。星舰在回收复用的情况下可以运输150 吨载荷到近地轨道,结合廉价的不锈钢主体结构、更易获取的液氧甲烷推进剂、相对简单的发射塔架,马斯克预计未来有望把平均发射成本压缩到1000 万美元,这意味着货运成本不到100 美元/千克,而目前的国际航天货运报价约为1 万美元/千克。
在巨大的运力、成本优势下,星舰有望用于发射下一代Starlink 卫星,也或将成NASA 的Artemis 计划(美国重返月球计划)以及登陆火星计划的主要运载火箭。除了将有效载荷运送到地球轨道、月球、火星及深空之外,星舰也能用于地球上的点对点运输,实现一小时内前往世界任何地方,极大拓展大运力火箭的使用场景。
卫星互联网将迎黄金发展期
中信证券认为,在商业航天时代,航天活动遵循以盈利为主要目的、遵循市场机制,SpaceX 的发展轨迹表明运载火箭的低成本、大运力是未来的趋势。今年以来中国民营商业航天发射发展迅猛,持续取得突破:2023 年4月,天兵科技的天龙二号运载火箭首飞成功,实现全球私营航天首家液体运载火箭首次成功入轨飞行;2023年7 月,由蓝箭航天研制的开式循环液氧甲烷火箭朱雀二号复飞成功,成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭;2023 年9 月,星河动力研制的谷神星一号完成海上发射,为国内首家达成该突破的民营企业;2023 年11月,星际荣耀的双曲线二号验证火箭在酒泉卫星发射中心进行了垂直回收试验,试验取得圆满成功。
目前我国卫星及应用产业呈现规模快速壮大的趋势,2020 年国家发改委将卫星互联网正式纳入新基建;2021 年中国卫星网络集团有限公司成立,以加快推动我国卫星互联网事业发展。2023 年7 月9 日,我国卫星互联网技术试验卫星成功发射,标志着我国已推进低轨卫星互联网的星座建设,卫星互联网产业将迎来快速发展。此外,据上海证券报2023 年7 月25 日报道,上海松江计划打造“G60 星链”,一期将实施1296 颗,未来将实现一万两千多颗卫星的组网。星网+G60 星链的建设推进,标志着我国卫星互联网进入高质量发展阶段。
卫星互联网在全球覆盖、6G 通信、特种通信等方面具有重要的战略价值,正成为全球竞争的“新战场”。中信证券指出,近年来我国持续的政策支持和技术进步,为卫星互联网产业跨越式发展提供了基础。参考Starlink 的发展历程,预计我国卫星互联网也将迎来十年黄金发展期,万亿市场规模的新赛道即将扬帆起航。目前我国卫星产业的主要参与者是中国航天科技、中国航天科工两大集团旗下的众多科研院所及专业公司,但近几年来国内民营资本开始加速进入商业航天领域,掀起了一轮“卫星创业”热潮,激发产业发展的活力。
关注产业核心环节
民生证券观点认为,短期来看,前端卫星生产制造环节将有望依托卫星发射进程提速率先受益,中长期维度随着技术设施建设的逐步完善,下游卫星互联网应用侧相关环节将迎来黄金发展阶段。其中,卫星制造和卫星发射是壁垒较高且直接受益于卫星发射数量爆发的核心环节。据测算,中国规划的约2.5 万颗低轨卫星的卫星制造和卫星发射环节潜在市场规模有望达到3500 亿元。
1)优先关注壁垒最高、最先受益于卫星互联网发展提速的卫星制造环节中价值量最大的卫星载荷。主要标的:信科移动、上海瀚讯等。
2)优先关注空间大,确定性高的TR 组件/芯片环节。主要标的:铖昌科技、国博电子、盛路通信等。
3)卫星应用:低轨卫星通信应用仍处早期,优先关注商业模式较为成熟、业绩兑现好、远期成长空间大的遥感及北斗应用龙头,如中科星图、华测导航、航天宏图等,同时重点关注以华为Mate 60 为代表的手机直连卫星应用的相关商用机会。
表:各国火箭性能对比
