1【卫星应用大会】小卫星及应用最新发展-讲演版(航天512所张召才)

以服务求支持，以贡献求发展1小卫星及应用最新发展航天五院512所张召才2015年10月30日以服务求支持，以贡献求发展小卫星技术实现突破性进展，降低航天准入门槛......以服务求支持，以贡献求发展投资主体多元化，商业资本大量涌入航天，风投、众筹、高校研究项目孵化......大学政府商业投资力度时间2015年8月，纽约金融情报公司CBInsights发布报告，2012年以来新兴航天公司累计融资21.6亿美元，其中17.5亿美元是在2015年上半年获得的。SmallSat→$mall$at以服务求支持，以贡献求发展“微小卫星将成为未来空间领域‘改变游戏规则’的要素之一”。——2013《全球地平线：美国空军全球科技愿景》“更小的卫星更容易生产，结合快速/响应发射能力，可提高快速重构能力，降低敌人攻击所获收益。”——2013《弹性和分散空间体系》“主要国家加紧发展包括以各种作战、侦察、电子压制小卫星和纳卫星为基础的航天技术，是俄罗斯面临的主要军事威胁。”——2014《俄罗斯2030军事技术装备发展战略》“未来几年一个可能的趋势是小卫星将占据更多的市场份额。”——《2014年航天报告》以服务求支持，以贡献求发展报告内容5一、最新产业数据√二、最新发展态势三、创新应用及技术经济四、结束语以服务求支持，以贡献求发展2010—2014年，小卫星（质量≤500kg）发射数量逐年攀升，2013、2014年连创新高。2014年，全球共成功发射小卫星162颗，占全球同期入轨航天器总数的61.8%。小卫星已成为世界航天高速发展的主要驱动力和增长极。注：右图数据来自美国SEI咨询公司。（一）产业现状：发射数据23193197130852145114121616272111201020112012201320142015.9.30≤50kg50~100kg100~500kg截至20150930，全球成功入轨160颗，其中小卫星100颗，占比62.5%★以服务求支持，以贡献求发展截至2015.9.30，全球在轨小卫星（质量≤500kg）数量460颗，占比1/3。在轨小卫星数量相较2014年底增加46颗，增幅为11.1%，高于全部航天器在轨数量同期增幅。中国在轨数量位列美（189颗）、俄（58）、欧（57）之后。（一）产业现状：在轨数据9039214144602014123120150930中大型卫星小卫星中大型卫星,915,67%100~500kg,170,12%50~100kg,38,3%＜50kg,252,18%小卫星,460,33%↑4.4%↑11.1%★以服务求支持，以贡献求发展2014年，全球航天产值达到3300亿美元*，其中小卫星制造和发射产业收入高于13亿美元。（一）产业现状：收入数据注：全球航天产业数据来自美国航天基金会，小卫星收入来自欧洲咨询公司。单位：亿美元以服务求支持，以贡献求发展2015—2019年，全球将发射510颗1~500kg小卫星入轨，相较2005—2014年，年均发射数量增长66.7%；1~10kg年均发射60颗，是主要驱动力；11~50kg年均7颗，51~500kg年均35颗；数据来源：欧洲咨询公司，2019年，OneWeb和SpaceX公司超大规模星座尚未进入发射阶段。（二）市场展望：500kg以下小卫星市场展望2005-2014620颗2015-2019510颗★年均102颗星均85kg以服务求支持，以贡献求发展北美市场相对稳定，仍是全球最大市场；亚洲增长速度显著，将成为第三大市场；对地观测是主要领用领域，年均发射数量约为41颗。数据来源：欧洲咨询公司。美国其他美洲国家欧洲俄罗斯中东+非洲中国日本其他亚洲国家技术试验对地观测通信科学教育安全★★数据来源：欧洲咨询公司。区域领域以服务求支持，以贡献求发展2015-2019年，小卫星制造和发射产业收入74亿美元，其中制造40亿美元，发射市场收入34亿美元；2020-2024年，小卫星制造和发射收入达115~130亿美元；数据来源：欧洲咨询公司。10131523101315262005-20092010-20142015-20192020-2024小卫星市场年均收入（亿美元）↑53%↑73%以服务求支持，以贡献求发展2015-2024年，全球发射1~100kg微纳卫星2625颗，57%用于大星座部署或更新；相较2010-2014年（347颗），年均增长278%；制造和发射收入达59亿美元，其中卫星制造收入达到47亿美元，卫星发射收入达到12亿美元；（二）市场展望：1~100kg微纳卫星市场展望263295688065624632343411495101105113127158127123151130815311840354849404244952424223838333739421511101517221422182430050100150200250300350201020122014201620182020202220241-3kg3-10kg10-25kg25-50kg50-100kg数据来源：NSR咨询公司。以服务求支持，以贡献求发展大数据的兴起触发了新的卫星需求，主要集中于高重访、大区域对地观测系统，以及用于远程连接和综合跟踪的全球覆盖通信星座；对地观测发射数量占40%，制造和发射收入占58%；数据来源：NSR咨询公司。对地观测技术试验科学态势感知通信教育微纳卫星2015-2024发射数量对地观测技术试验科学态势感知通信教育微纳卫星2015-2024市场价值★★以服务求支持，以贡献求发展北美航天公司是微纳卫星发展的主力军；欧洲和亚洲的用户正在快速追赶北美，将发射微纳卫星625颗；拉美和中东及非洲对微纳卫星的兴趣不断增加，主要使用低成本微纳卫星发展本土航天能力和经验，以满足战略和经济目标；118116155176217198222187162187167611413420212428303320165621213143292631352394791312111615262227162329212523263005010015020025030035020102012201420162018202020222024北美拉美欧洲中东+非洲亚洲数据来源：NSR咨询公司。以服务求支持，以贡献求发展老牌航天公司在微纳卫星技术方面优势显著，新兴航天公司则注重利用新技术发展终端用户市场，并且新兴航天公司数量将不断增长；政府部门支持以及风险投资等非传统渠道的持续资金支持，是推动市场发展的关键；经济可承受的微纳卫星发射方式仍显不足，成为阻滞市场发展的主要因素之一。以服务求支持，以贡献求发展报告内容16一、最新产业数据二、最新发展态势√三、创新应用及技术经济四、结束语以服务求支持，以贡献求发展（一）微纳星座大规模部署，对地观测进入2.0时代2009年成立，24星星座，8小时全球重访，在轨2颗，2016年、2017年分别发射10颗、2颗新研卫星；91kg，可批量生产的碳化硅卡氏光学系统，高速全局快门，CMOS面阵敏感器，地面合成TDI实现超分和图像拼接，图像0.9m/8km，H.264高清视频1.1m/2km×1.1km@30Hz/90s；2014.6，Google公司5亿美元收购Skybox；以服务求支持，以贡献求发展3U立方体卫星，分辨率3～5m；低成本：全COTS设计，环境测试借用游戏行业测试环境；敏捷航天：“早发布常发布”，12版本/3年；A/B测试，Dove-1,X频段；Dove-2，S频段；2015.7,收购BlackBridge公司及RapidEye星座，获得销售网及用户群；2010年成立，100星星座，规划满星座100~150颗，采集并下传1.5亿km²/天，处理6T数据/天；以服务求支持，以贡献求发展核心业务“卫星图像及服务”，2015.12发射首批2颗，2019年星座建设完毕，90分钟内获得全球95%的图像；公司CTO维勒（Wegner）曾任职ORS办公室，引入类似VMOC的快速指控理念，星座可看作商用版SeeMe项目；2013年成立，60星星座，50kg，设计寿命3年，1m/450km，在轨推进能力，工业级相机，±30°；以服务求支持，以贡献求发展2014.2，安装HRM（视频，1.1m/30Hz）和MRC（5m）相机；双模星座：光学（多光谱、视频）+SAR（L、S频段），2轨道面、8对，最高分辨率0.5m；SSTL负责卫星研制，美国秘密用户投资1.95亿美元用于星座建设；2015.6,84.5M$收购DeimosImaging公司及2颗Deimos卫星；2010年成立，在ISS搭载光学成像载荷；2015.6规划全球首个双模商业遥感星座，16星；以服务求支持，以贡献求发展2012年成立，规划18星星座，2.5m全色，5m多光谱，设计寿命7~10年，提供有效载荷搭载服务；2012年成立，规划9星星座，中分辨率光学遥感星座，搭载AIS载荷；2015年成立，规划20颗16U星座（2.5m全色，单星250万美元）+8~10颗6U星座（22m全色，单星150万美元）；2016年发射；以服务求支持，以贡献求发展计划2015年底前发射20颗卫星，气象数据采集能力是当前全球能力的5倍：2013年众筹首颗试验卫星，2014年首颗业务星，2015.9.28发射4颗Pemur业务星；GeoOptics公司24星星座，单星＜100kg；PlanetIQ公司12星星座，6U立方体卫星，20kg；2012年成立，规划125星星座，基于GPS掩星技术提供商业气象数据和增值服务，3U立方体卫星；以服务求支持，以贡献求发展2014.4，SST-US发布V1C小卫星，＜20M$，视频，1m，100fps；2015.7发射Carbonite卫星，视频+成像，80kg，COTS光学系统，1.5m；下一代Carbonite质量50kg，制造周期3月，成本低于1M£；低轨成像星座不断升级，DMC-3星座投入运营；受初创公司影响，开始发展新型低成本高分卫星；以服务求支持，以贡献求发展军用侦察监视系统面向战术应用发展米级成像能力;美国陆军KestrelEye星座，发展低轨道、低成本、近实时、近持续侦察监视能力，30星座，单星30kg，130万美元，1.5m，寿命1年；日本提出快响计划，研制柔性化平台小卫星ASNARO-1，支持多种任务载荷,0.5M/10km，±45°;以服务求支持，以贡献求发展美国发射第二代OrbComm商业星座，单星157kg，设计寿命5年，下行9.6kbps，上行4.8kbps，增加自动船只识别系统AIS；美国陆军SMDC-ONE通信纳卫星升级为SNaP,通信速率提高5倍，具备三轴姿态稳定和在轨推进能力,3U立方体卫星，提供话音通信和数据渗漏服务；（二）低轨通信星座开启换代，聚焦发展新兴业务以服务求支持，以贡献求发展OneWeb公司,648星星座，互联网接入服务，125kg，单星容量8Gbit/s，单星＜50万$，ADS公司负责卫星研制，900星合同，批量化制造，4颗/天；SpaceX公司4000星小卫星星座，互联网接入服务，正申请Ka、Ku频段，星座容量8-10Tbit/s，SpaceX公司自行制造并发射；三星公司4600星星座，低轨卫星公司（Leosat）80-140星星座等；以服务求支持，以贡献求发展美国空军2014年发射ANGELS卫星，100kg，自主导航与控制能力、广域监视能力；DARPA“凤凰”计划任务扩展，在轨维修→在轨制造，2015年底在轨验证satlets卫星，6kg，具备电源、推进、导航、数据处理等功能；USAF、NRO发射2颗3U立方体卫星STARE，空间碎片预警距离降低至100m，碰撞虚警率减小99%，后期计划构建12~18星业务星座；（三）空间攻防能力迈向高轨，态势感知星座逐步发展以服务求支持，以贡献求发展（四）广泛开展前沿技术验证，创新