全球小卫星发展势头强劲

刘洁（中国长城工业集团有限公司）

过去10 年，信息技术和制造技术的快速进步使得卫星部件的小型化发展成为可能，传统只有大卫星才具备的功能和性能可以越来越多地由小卫星实现，同时小卫星还可以通过多星组网方式提供更高质量、更多创新的解决方案。小卫星从以往低成本验证新技术的非商业应用，逐渐进入并占据商业卫星市场的重要地位，在卫星通信、卫星遥感、深空探测等领域持续释放应用潜力。小卫星所创造的经济价值和社会价值愈加彰显，民用和军用价值愈受关注。随着全球航天界持续推进卫星制造及发射服务低成本化和规模化发展，小卫星技术和应用迎来了更加繁荣的时期。

本文调研了布莱斯技术公司（Brycetech）《2023 年小卫星数量》报告以及欧洲咨询公司（Euroconsult）2023 版《小卫星市场前景》，分析了近10 年小卫星发展特点及未来趋势。

1 小卫星发射数量明显增多

关于小卫星的质量划分区间，根据美国联邦航空管理局（FAA）发布的《2018 年商业航天运输报告》，明确将质量在600kg 以下的卫星划分为小卫星。

Brycetech 公司《2023 年小卫星数量》报告显示，2013-2022 年全球共发射航天器7956 个，其中小卫星数量占比87%。2022 年全球发射了2413 个航天器，其中小卫星2304 颗，数量占比95%（2021 年为94%）；2022 年全球186 次航天发射活动中108 次为小卫星发射任务（2021 年为80 次），年度小卫星发射数量占过去10 年小卫星发射总数的33%（2020-2022 年这3 年，小卫星发射数量占比为76%）；2022 年微、小型火箭发射的小卫星占比7%（2021 年为6%），中型和大型运载火箭发射了93%的小卫星。

2 小卫星发射质量增加

2013-2022 年全球共发射航天器总质量4900t，其中小卫星质量占比24%。过去10 年发射的航天器中，质量为201～600kg 的微小卫星数量最多，数量占比48%，质量占比22%；7t 以上的超大卫星总质量最高，质量占比26%，数量占比2%。

2022 年全球共发射航天器总质量991t，其中小卫星质量占比54%。质量为201～600kg 的微小卫星数量最多、总质量最高，分别占比70%和51%，其中包括“星链”（Starlink）卫星；超重型卫星数量占比1%，质量占比23%。

2019 年“星链”计划和“一网”（OneWeb）系统进入空间部署阶段以来，全球小卫星发射数量呈现数量级增长，排除这两个大型星座计划的影响，小卫星数量从2019 年263 颗增加到2022 年568 颗，增加1.2 倍；2022 年质量为10～200kg 的微卫星数量最多，占36%，10 年来数量首次超越质量1～10kg 的纳卫星。2013-2022 年全球小卫星发射数量如图1 所示。

图1 2013-2022 年全球小卫星发射数量趋势（单位：颗）

如果排除“星链”和“一网”卫星，2013 年以来全球发射小卫星的平均质量不足100kg。如果考虑“星链”和“一网”卫星在内，则全球发射小卫星的平均质量已经于2022 年首次超过200kg。2013-2022 年全球发射小卫星平均质量如图2 所示。

图2 2013-2022 年全球发射小卫星平均质量趋势（单位：kg）

3 小卫星应用趋势

通信卫星逐渐获得主导地位

10 年来，全球发射的小卫星从最初绝大部分用于技术验证到逐渐具备业务功能，目前已广泛应用于低轨业务卫星星座项目。2013 年全球发射的小卫星中，61%为技术验证卫星，通信和遥感卫星数量占比仅有19%；2022 年全球发射的小卫星中，通信卫星数量占比80%（其中“星链”和“一网”卫星共占75%），遥感卫星数量占比10%，技术验证卫星数量占比7%，科学卫星数量占1%，其他类型卫星数量占比2%。如果排除“星链”和“一网”卫星，则2022年全球发射的遥感类小卫星数量最多。

商业卫星大规模增加

2013 年以来，全球每年发射的商业小卫星数量显著增加，从2013 年的14 颗增加到2022 年的2090颗，非商业小卫星数量变化不明显。2022 年全球发射的2304 颗小卫星中，商业小卫星为2090 颗（“星链”和“一网”卫星共1736 颗）。2013 年以来发射小卫星的运营方明显增多，从2013 年的76 家增加到2022 年的204 家，增幅达1.7 倍。

2013-2022 年全球211 家运营商共发射5675 颗商业小卫星，其中88%由5 家运营商发射：美国太空探索技术公司（SpaceX）3570 颗，占比63%；行星公司（Planet）529 颗，占比9%；一网公司（OneWeb）504 颗，占比9%；蜂群技术公司（Swarm Technologies）173 颗，占比3%；顶尖全球公司（Spire Global）151 颗，占比3%。另外还有10 家公司运营发射小卫星数量超过15 颗。

发射次数逐年增多

2013-2022 年全球小卫星主要由美国、俄罗斯、印度、中国、法国和日本的火箭发射。2017 年美国发射的小卫星在本国发射的全部航天器中数量占比为27%，之后迎来快速增长，在2022 年高达87%；我国火箭发射小卫星的数量占比在2018 年最高，达20%，在2022 年降到7%。

2013-2022 年全球携带小卫星的发射任务次数稳步增加，如图3 所示，2020 年以来全球连续3 年每年一半以上的火箭发射都携带了小卫星。

图3 2013-2022 年全球小卫星发射任务次数（单位：次）

小火箭执行小卫星发射任务的次数总体呈现增长态势

低轨巨型通信卫星星座的部署将带动小卫星制造和发射活动继续活跃，中型和大型火箭仍然是小卫星发射的主要选择。小卫星的军用和政府应用价值将逐渐体现，美国军方将率先部署低轨国家安全小卫星星座。小卫星技术的进步和推广还将促进地球静止轨道（GEO）和非地球同步轨道（NGSO）卫星应用的融合。

2013-2022 年全球小火箭（低轨运力小于2268kg）执行小卫星发射任务的次数总体呈现增长态势，从2013 年的11 次增长到2022 年的32 次，占比始终低于大中型火箭，其中2013 年占比最高，为39%，2022 年仅为7%；即使排除“星链”和“一网”卫星的发射任务，2022 年占比也仅为29%。这与美国猎鹰-9（Falcon-9）火箭通过拼车发射和搭载发射，将众多小卫星送入太空有直接关系。2018-2022年全球发射小卫星5966 颗，其中猎鹰-9 火箭发射70%（“星链”和“一网”卫星共占60%），即使排除“星链”和“一网”卫星的发射任务，猎鹰-9 火箭仍是全球发射小卫星最多的火箭。

小卫星发展势头强劲

Euroconsult 公司2023 版《小卫星市场前景》显示，预测2023-2032 年全球将发射小卫星约26104颗，其中星座项目的小卫星22131 颗，占85%。未来10 年小卫星发射总质量将达到约5438t，其中包括：商业小卫星4482t，约占82%；政府民用小卫星789t，约占15%；军事小卫星146t，约占3%；学术研究小卫星21t，约占1%。如果排除“星链”卫星在外，2013-2022 年全球发射小卫星的平均质量为54kg，2023-2032 年发射小卫星的平均质量将增加至83kg。

报告显示，2013-2022 年全球小卫星制造和发射收入共302 亿美元（卫星制造207 亿美元，发射服务95 亿美元），2023-2032 年全球小卫星制造和发射收入将达到1105 亿美元（卫星制造763 亿美元，发射服务342 亿美元）。据预测，未来10 年累计小卫星运营收入最高的地区为北美地区，约5970 亿美元，占54%；其次亚洲约2870 亿美元，占26%；欧洲约1630 亿美元，占15%。

未来10 年，小卫星制造和发射收入将增长2.7倍，质量增长幅度更大，两者之间的增长差距也体现出小卫星制造成本在未来10 年将继续降低。

4 小结

未来10 年，商业小卫星星座项目将带动全球的小卫星发射数量、质量激增，制造成本持续降低，制造和发射收入增加，应用价值在通信、遥感、空间科学和深空探测领域持续释放。随着“星舰”（Starship）、“火神”（Vulcan）、阿里安-6（Ariane-6）、维加-C（Vega-C）、H3 火箭等越来越多的低成本中型、大型和重型运载火箭投入使用，小卫星将获得更好的发展空间，加速释放更大的应用价值。