2019年全球航天發(fā)射活動分析報告

+ 劉李輝 姚飛 陳德鵬 李巖 陳圣浩 王昊 呂煒煜

圖1 活躍航天發(fā)射場的發(fā)射情況

一、總體概況

2019年，全球共開展航天發(fā)射活動103次，其中成功95次，部分成功2次，失敗6次，總計成功發(fā)射523個航天器進入太空，其中人造衛(wèi)星506個，載人或貨運飛船15艘次，獨立空間探測設備2套。活躍的發(fā)射場主要有美國的范登堡空軍基地（3次）、卡納維拉爾角空軍基地（15次），中國的西昌衛(wèi)星發(fā)射中心（13次）、酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心（9次）、太原衛(wèi)星發(fā)射中心（10次），俄羅斯的拜科努爾航天發(fā)射場（13次）、普列謝茨克航天發(fā)射場（8次），歐盟的圭亞那太空中心（9次），印度的薩迪什·達萬航天中心（6次），新西蘭的瑪希亞半島航天發(fā)射場（6次），詳細情況如圖1所示。

部分成功是指運載火箭攜帶人造衛(wèi)星或空間探測設備順利發(fā)射升空并進入太空軌道，但由于某些原因?qū)е掳l(fā)射活動未能實現(xiàn)組織者最終目的；失敗是指在發(fā)射運載火箭前或發(fā)射中，火箭及配套發(fā)射裝置發(fā)生故障而導致人造衛(wèi)星不能進入太空軌道。

二、發(fā)射數(shù)量統(tǒng)計分析

一次航天發(fā)射活動可產(chǎn)生諸多信息，比如：發(fā)射國家、發(fā)射時間/地點、所屬國家、運載火箭、衛(wèi)星名稱、衛(wèi)星載荷、衛(wèi)星用途等，下面根據(jù)常用的信息辨識角度從以下幾個方面對發(fā)射情況進行分析。

圖2 2019年全球航天發(fā)射活動次數(shù)統(tǒng)計（按國家/地區(qū)）

（一）按國家/地區(qū)

全球開展的103次航天發(fā)射活動中，美國21次，中國34次，俄羅斯22次，歐洲航天局9次，印度6次，日本2次，伊朗3次，美國/新西蘭6次。其中，美國部分成功1次，中國部分成功1次、失敗2次，歐洲航天局失敗1次，伊朗失敗3次，如圖2所示。

2019 年主要的航天發(fā)射活動主要集中在美國、中國、俄羅斯，其中中國次數(shù)最多。開展了航天發(fā)射活動的8個國家/地區(qū)中，除俄羅斯、印度、日本外，其余各有部分成功或失敗經(jīng)歷，特別是伊朗3次航天發(fā)射活動均以失敗告終。

1.部分成功的發(fā)射活動

（1）波音首發(fā)CST-100載人飛船入軌失利。

北京時間2019 年12 月20 日19時36分，波音公司的CST-100“星際客機”載人飛船在卡納維拉爾角空軍基地由聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的宇宙神5-N22型運載火箭發(fā)射升空，執(zhí)行其首次不載人試飛任務。在火箭與載人飛船分離后，由于飛船任務時間系統(tǒng)偏差11小時，而錯過了進入預定軌道時機，雖然地面控制人員努力讓飛船進入了一條穩(wěn)定軌道，但由于消耗過多推進劑致使飛船無法與空間站對接，最后于兩天后在白沙導彈靶場返回著陸。

（2）中星18號成功入軌，但工作異常。

北京時間2019年8月19日20時03分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射長征三號乙運載火箭，并將中星18號衛(wèi)星送入地球同步軌道。但衛(wèi)星工作異常，經(jīng)全力搶救，仍不能建立有效連接，11月18日，中國衛(wèi)通集團股份有限宣布中星18號已不具備衛(wèi)星通信服務能力。

2.失敗的發(fā)射活動

（1）我國靈鵲一號B星發(fā)射失敗。

北京時間2019年3月27日17時39分，運載靈鵲一號B星的OS-M運載火箭在一二級分離后姿態(tài)失穩(wěn)，火箭發(fā)射失敗。OS-M系列運載火箭為固體發(fā)動機運載火箭，火箭長19m，起飛重量20噸。這是中國民營航天的第二次軌道發(fā)射嘗試。

（2）我國長征火箭發(fā)射遭遇失利，衛(wèi)星和火箭殘骸墜落地面。

北京時間2019 年5 月23 日6 點49分，長征四號丙火箭搭載著遙感三十三號衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心騰空而起，經(jīng)過一級、二級，二級、三級火箭接連分離點火，二、三級火箭分離后，該箭第三級火箭發(fā)動機點火失敗，未能把遙感三十三號衛(wèi)星送入預定軌道。根據(jù)遙測結(jié)果，遙感三十三號衛(wèi)星和長征四號丙火箭的第三級箭體已經(jīng)墜入大氣層燒毀，部分殘骸墜向地面。

（3）歐洲航天局發(fā)射衛(wèi)星失敗。

北京時間2019 年7 月11 日9 時53分，歐洲航天局在圭亞那太空中心使用織女星小型固體運載火箭發(fā)射Falcon Eye-1衛(wèi)星過程中，因火箭二次點火失敗而導致任務失敗。Falcon Eye-1衛(wèi)星，是一顆阿聯(lián)酋所屬的光學偵察衛(wèi)星。

（4）伊朗的3次失敗任務。

2019年1月15日凌晨，伊朗在塞姆南航天發(fā)射中心使用Simorgh運載火箭搭載帕亞姆（Payam）衛(wèi)星發(fā)射時，由于第三級速度不足，導致入軌失??；2019年2月5日12時，伊朗在塞姆南航天發(fā)射中心使用使者號運載火箭發(fā)射友誼號衛(wèi)星，伊朗官方宣布發(fā)射成功，但外界普遍認為發(fā)射失敗，NORAD沒有記錄到物體入軌；2019年9月初伊朗報道了其航天中心在發(fā)射一顆衛(wèi)星前發(fā)生了爆炸。

（二）按軌道類型

通常來說，運載火箭攜帶航天器進入太空后，需要與載荷進行分離，此時航天器處于的軌道為分離軌道，分離后的航天器，特別是高地球軌道航天器，需要在合適的點位利用推進系統(tǒng)進入預定的軌道，即工作軌道。本節(jié)從分離軌道角度對進入太空的高、中、低軌航天器進行分類，97次成功或部分成功的航天發(fā)射活動中，有63次近地軌道發(fā)射活動，6次中地球軌道發(fā)射活動，26次高地球軌道發(fā)射活動（含1次地月轉(zhuǎn)移航天器發(fā)送），1次地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射活動，1次拉格朗日L2點發(fā)射活動。

全年成功發(fā)射進入太空的523個航天器中，包含476個近地軌道航天器，12個中地球軌道航天器，32個高地球軌道航天器，2個地月轉(zhuǎn)移軌道航天器，1個拉格朗日L2點航天器。其中，近地軌道航天器中屬于太陽同步軌道的有155個，中地球軌道航天器中屬于中圓軌道的有4個，高地球軌道航天器中屬于地球同步轉(zhuǎn)移軌道的有24個、屬于超地球同步轉(zhuǎn)移軌道的有6個、屬于閃電軌道（高橢圓軌道）的有2個，如圖3所示。

從圖中可以看出，全年發(fā)射進入太空的航天器中，近地軌道、中地球軌道和高地球軌道總數(shù)分別為476（占91%）、12（占2.3%）、32（占6.1%），近地軌道數(shù)量最多，其中太陽同步軌道占總數(shù)的29.6%；分別用了63次、6次、26次發(fā)射活動低/中/高軌送入476個、12個、32個航天器。

（三）按功能用途

航天器主要功能有通信、導航、成像偵察、氣象監(jiān)視、遙感測量、大地測繪等。該劃分框架對航天器功能用途拆解較細，基于搜集到信息的詳盡程度，本節(jié)將航天器功能大致分為：通信、導航、對地觀測、電子偵察、數(shù)據(jù)中繼、導彈預警、技術(shù)試驗、深空探測、載人航天、空間站物資補給。隨著技術(shù)發(fā)展，很多航天器同時具備多種功能，而本節(jié)所指的功能用途是航天器入軌后的主要功能和設計目的。

全年成功發(fā)射進入太空的523個航天器中，有169顆通信衛(wèi)星、13顆導航衛(wèi)星、112顆對地觀測衛(wèi)星、1顆電子偵察衛(wèi)星、2顆數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星、1顆導彈預警衛(wèi)星、198顆技術(shù)試驗衛(wèi)星、6艘次載人航天飛船、9艘次空間站物資補給飛船、1個在軌服務航天器、3顆/2個地外探測衛(wèi)星/航天器、6顆未知用途衛(wèi)星，如圖4所示。

其中6 顆未知用途的衛(wèi)星分別為：①美國SpaceX（太空探索技術(shù)）公司于6月25日發(fā)射了一箭24星，其中1顆未公布任何信息；②俄羅斯于7月11日發(fā)射4顆絕密衛(wèi)星，代號宇宙2535-2538，位于太陽同步軌道，據(jù)稱4顆衛(wèi)星將用于研究空間環(huán)境對航天器的影響，并校準俄空天軍的雷達系統(tǒng)，目前衛(wèi)星已與地面建立穩(wěn)定的遙測通信；③美國SpaceX公司于12月6日利用獵鷹9-1.2型火箭將“龍”貨運飛船送入國際空間站，其中搭載了1顆國防高級研究項目局的六體立方星，由“天鵝座”飛船在離站后升軌部署，其它情況不詳。

圖3 2019年成功發(fā)射進入太空航天器數(shù)量統(tǒng)計（按軌道類型區(qū)分）

圖4 2019年成功發(fā)射進入太空航天器數(shù)量統(tǒng)計（按功能用途區(qū)分）

從圖4 可以得知，送入太空的532個航天器中，以通信衛(wèi)星、對地觀測衛(wèi)星、技術(shù)試驗衛(wèi)星為主，占比分別是32.3%、21.4%、37.9%，向國際空間站發(fā)送載人/物資飛船15艘次，其中載人航天6次，1次未能與空間站對接，搭載9名宇航員至空間站，完成基于“假人”的載人航天測試3次。

（四）按發(fā)射機構(gòu)性質(zhì)

近幾年，航天商業(yè)發(fā)射正處于蓬勃發(fā)展之勢，103次航天發(fā)射活動中，有74次是國家政府/企業(yè)組織，有29次是民營企業(yè)組織，民營企業(yè)主要有SpaceX公司、ULA（聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟）公司、RocketLab公司、OrbitATK公司等，詳細信息如圖5所示。

雖然今年民營企業(yè)占總發(fā)射次數(shù)的28.1%，與國家政府/企業(yè)的發(fā)射活動次數(shù)相差甚遠，但成功送入航天器數(shù)量為279個，多于國家政府/企業(yè)送入的244個航天器；6家民營企業(yè)中，有3家美國公司、2家中國公司、1家美新合資公司，SpaceX公司組織發(fā)射活動13次，幾乎占到了所有民營企業(yè)數(shù)量的一半，送入太空航天器161個，超過民營企業(yè)送入太空的一半。從國家對比角度，我國民營企業(yè)僅發(fā)射2次，與國外民營企業(yè)組織發(fā)射的27次相比，占比有較大的差距。

三、與2018年發(fā)射情況對比

2019年航天發(fā)射總次數(shù)較2018年少11次，成功次數(shù)減少16次，失敗次數(shù)增加4次，但送入太空的航天器數(shù)量增加60多個，如圖6所示；按發(fā)射軌道類型區(qū)分，2019年近地軌道、高地球軌道發(fā)射次數(shù)較2018年各少2次，中地球軌道少7次，地月轉(zhuǎn)移軌道少1次，沒有針對日心軌道和地火轉(zhuǎn)移軌道的發(fā)射活動，增加了針對拉格朗日點L2發(fā)射活動1次，如圖7所示。

2019年航天發(fā)射活動總體趨勢與2018年基本一致，呈現(xiàn)“近地軌道-高地球軌道-中地球軌道-地外軌道”對半砍的下降型趨勢，這與各軌道發(fā)射活動的條件要求和發(fā)射組織機構(gòu)的現(xiàn)實需求密切相關；兩年發(fā)射情況略有不同的是今年發(fā)射失敗次數(shù)略多，但送入航天器數(shù)量明顯增多，這是由當前處于航天領域活躍期并會持續(xù)較長時間的發(fā)展態(tài)勢決定的。

四、發(fā)射活動特點分析

（一）全球航天發(fā)射活動仍由世界三大國主導

圖5 2019年全球民營航天發(fā)射活動次數(shù)統(tǒng)計

圖6 2018年與2019年航天發(fā)射活動次數(shù)及航天器數(shù)量對比圖

圖7 2018年與2019年航天發(fā)射活動次數(shù)對比圖（按軌道類型區(qū)分）

美國、中國、俄羅斯以絕對優(yōu)勢主導了今年74.8%的航天發(fā)射活動，其中我國以34次領先美國和俄羅斯。雖然歐洲、印度、日本、新西蘭、伊朗都在今年航天發(fā)射中有所展現(xiàn)，但與上述三國相比，仍存在規(guī)模有限、能力不足等問題，比如：歐洲近幾年受經(jīng)濟因素影響，航天發(fā)射任務及相關試驗有一定程度減少；日本、伊朗尚處于航天發(fā)射起步階段；印度送入太空的載荷主要滿足本國使用，雄心勃勃的探月任務也以失敗告終；新西蘭仍是以合資形式和提供發(fā)射場的身份參與到美國航天發(fā)射活動。

從目前來看，美國、中國、俄羅斯仍然會主導著未來絕大多數(shù)的航天發(fā)射活動，美國由于全球性影響力及同盟國身份，其影響范圍和參與度會更高，歐洲航天局仍舊會以“老牌”航天組織身份占據(jù)重要位置，印度、日本兩支新型力量會逐漸在航天發(fā)射活動中搶占一席之地。

（二）通信、對地觀測、技術(shù)試驗衛(wèi)星入軌數(shù)量處于絕對領先

通信、對地觀測、技術(shù)試驗三種類型的衛(wèi)星數(shù)量占進入太空航天器總數(shù)的91.6%，其中技術(shù)試驗衛(wèi)星數(shù)量最多、通信衛(wèi)星次之。通信衛(wèi)星、對地觀測衛(wèi)星每年都是發(fā)射數(shù)量較多的衛(wèi)星種類，技術(shù)試驗衛(wèi)星數(shù)量能夠在近幾年呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，主要是由各個國家/地區(qū)在商業(yè)航天、太空旅游、深空探測、資源搶占等方面的長遠規(guī)劃和發(fā)展戰(zhàn)略決定的，通信衛(wèi)星能夠有較高入軌數(shù)量，也是與當前美國正積極開展“星鏈”星座、“一網(wǎng)”星座項目，修補衛(wèi)星通信薄弱環(huán)節(jié)，建立彈性的太空框架體系有著密切關系，另外，各國家/地區(qū)在大地測繪、遙感成像、氣象監(jiān)測、成像偵察等方面的強烈需求，也促使對地觀測衛(wèi)星數(shù)量始終保持較多的入軌數(shù)量。

從各國家/地區(qū)的發(fā)展需求和規(guī)劃項目來看，通信衛(wèi)星、對地觀測衛(wèi)星、技術(shù)試驗衛(wèi)星在入軌數(shù)量上仍將處于絕對優(yōu)勢且在未來幾年內(nèi)會呈現(xiàn)較大數(shù)量的增長，其中大部分數(shù)量將會部署在低地球軌道和太陽同步軌道，這也就決定了針對近地軌道和太陽同步軌道的發(fā)射活動次數(shù)和進入以上軌道的航天器數(shù)量將占據(jù)絕對權(quán)重。

（三）一箭多星的發(fā)射趨勢越發(fā)明顯

今年47次一箭多星的航天發(fā)射次數(shù)保持著去年的強勁勢頭，最多的一箭65星也刷新了去年記錄。隨著國家/地區(qū)間航天合作日益頻繁、參與到航天發(fā)射活動的組織機構(gòu)增多、商業(yè)航天的快速發(fā)展、火箭運載能力的逐步提升、人造衛(wèi)星小型化/高集成度等工程化特點日益突出，一箭多星模式將會成為未來航天發(fā)射的發(fā)展趨勢，這也是各國家/地區(qū)不斷提升航天發(fā)射能力、實現(xiàn)短周期快速補充的重要途徑，也將促使衛(wèi)星平臺、星上載荷朝著標準化、規(guī)范化、兼容性方向發(fā)展。目前，雖然大部分一箭多星任務主要還是在近地軌道或太陽同步軌道，但高地球軌道的一箭多星任務在未來也將逐漸增多。

（四）民營企業(yè)在發(fā)射活動中發(fā)揮重要作用

目前，世界上重要的民營企業(yè)主要集中在美國，包括：SpaceX、ULA、RocketLab、OrbitATK等公司，我國民營企業(yè)正處于起步階段，現(xiàn)有星際榮耀、壹零空間等公司，它們承擔了今年29 次發(fā)射活動，向太空送入279個航天器，占總數(shù)一半以上，在航天發(fā)射活動中發(fā)揮著重要作用，其角色地位也將越來越明顯，這與世界航天發(fā)射趨勢的發(fā)展息息相關。

美國近幾年正在開展航天發(fā)射體系調(diào)整，以競爭機制和資本運作快速扶持起像SpaceX 公司這樣的以航天發(fā)射為重點發(fā)展方向的企業(yè)，并逐步搶占航天發(fā)射市場，此舉也快速提升了美國航天領域競爭力，保持著技術(shù)的絕對優(yōu)勢，也更為高效快速地聯(lián)合其盟友進入太空領域，搶占有限的太空資源。我國民營企業(yè)也取得了一定的成績，星際榮耀公司的雙曲線一號運載火箭完成了我國民營企業(yè)的首次成功入軌。

值得注意的是，還有幾家民營企業(yè)，藍色起源公司（美國）、Exos宇航公司（美國）、星途探索（中國）、星際科技公司（日本）正在開展亞軌道火箭發(fā)射活動，以逐步提升其技術(shù)能力和市場競爭力，最終進入商業(yè)航天領域。

（五）基于空間站飛船的衛(wèi)星發(fā)射新模式促使太空活動更加頻繁

今年共開展16次空間站飛船發(fā)射活動，是少有的一項發(fā)射次數(shù)多于2018年的發(fā)射活動類型，其中14次成功發(fā)射活動中，有3次飛船發(fā)射活動攜帶了人造衛(wèi)星進入太空，共76顆，這種以空間站飛船攜帶人造衛(wèi)星的發(fā)射模式，使得空間站計劃加盟國的太空活動更加頻繁，雖然目前國際空間站計劃的下一階段合作存在一定阻力和分歧，但在太空環(huán)境下開展科學研究、技術(shù)試驗以支持人類太空探索行動的迫切性，將促使圍繞空間站的太空活動更加頻繁。

2019年全球航天發(fā)射活動次數(shù)統(tǒng)計表（按國家/地區(qū)）

2019年成功發(fā)射進入太空航天器數(shù)量統(tǒng)計表（按衛(wèi)星軌道類型區(qū)分）

2019年成功發(fā)射進入太空航天器數(shù)量統(tǒng)計表（按功能用途區(qū)分）

2019年全球航天發(fā)射活動次數(shù)統(tǒng)計表（按發(fā)射機構(gòu)性質(zhì)區(qū)分）

2019年全球航天發(fā)射全記錄