2020年全球航天发射活动分析报告

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2020年全球航天发射活动分析报告

远望智库航天研究中心 刘李辉  姚飞  王昊  

一、总体概况

2020年，全球共进行航天发射活动114次（1月7次、2月9次、3月8次、4月5次、5月9次、6月6次、7月15次、8月7次、9月10次、10月9次、11月13次、12月16次），其中成功104次，失败10次。涉及21个航天发射地点和28个国家/地区（含提出发射需求但失败的印度尼西亚），共向太空送入1238个航天器（不含11月20日发射的“侏儒乔姆斯基”3D打印小雕像），其中近地轨道1202个、中地球轨道4个、高地球轨道26个、地外轨道5个、未知轨道1个。如图1所示：

图1  2020年全球航天发射活动总体态势图

二、航天发射数据分析

一次航天发射活动可产生诸多信息，比如：国家/地区、发射时间/地点、载荷所属国家、运载火箭、卫星名称、卫星载荷、卫星用途等，下面根据常用的信息辨识角度从以下几个方面对发射情况进行分析。考虑到俄罗斯是航天发射大国，且发射活动相对独立，因此该部分内容将俄罗斯从欧洲抽离出来，以便更好地分析各国家/地区航天发射活动情况。

（一）按国家/地区

全球开展的114次航天发射活动中，美国44次（含在新西兰发射的7次），中国39次，俄罗斯15次，欧洲7次，日本4次，印度2次，伊朗2次，以色列1次。其中，美国失败4次，中国失败4次，欧洲失败1次，伊朗失败1次，如表1所示：

表1  2020年全球航天发射活动次数统计表

序号	国家/地区	成功次数	失败次数	总次数	备注
1	美国	40	4	44	含在新西兰发射的7次
2	中国	35	4	39
3	俄罗斯	15	0	15	含发射OneWeb卫星的3次
4	欧洲	6	1	7
5	印度	2	0	2
6	日本	4	0	4
7	伊朗	1	1	2
8	以色列	1	0	1
总计	104	10	114	成功率91.2%

从表1中看出，美国和中国仍然是全球航天发射大国，总发射次数接近，两国发射次数占全球总发射次数的72.8%，均比其他国家发射次数总和还多；欧洲、俄罗斯处于第二梯队，在全球疫情态势下航天发射活动稳中求进；日本、印度等国家正在航天发展战略牵引下逐步强化独立自主的航天发射能力。

（1）美国的4次失败发射

1.维珍轨道公司的空射型小型运载火箭“运载器一号”5月25日从加州莫哈韦航空航天港起飞的波音747载机携带到高空进行了首次发射，但以失败告终。火箭由载机投放后不久，一级助推器发生异常，箭上未携带卫星载荷。

2.火箭实验室公司7月5日在新西兰玛希亚航天发射场执行发射任务时，由于火箭二级火箭发生故障，导致火箭和所载卫星被毁，卫星包括佳能电子公司的“佳能电子星”（CE-SAT）1B、CE-SAT-1B对地观测试验卫星、英国的“法拉第”1六体立方星和5颗行星公司“星群”遥感星座的三体立方星卫星“天鸽”。

3.美国小运载创企群星公司（Astra）9月12日在科迪亚克岛阿拉斯加太平洋航天港设施（PSCA）采用其“3.1版火箭”（Rocket3.1）进行了首次入轨发射尝试，但约30秒后一级发动机便全部关机，以失败告终，箭上未携带卫星载荷。

4.美国小运载研制厂家群星公司（Astra）12月16日在迪亚克岛上的阿拉斯加太平洋航天港使用“Rocket 3.2”运载火箭开展了入轨试验，但最终因速度不够而未能实现入轨，箭上未携带卫星载荷。

（2）中国的4次失败发射

1.中国3月16日在中国文昌航天发射场组织实施长征七号改中型运载火箭首次飞行任务，火箭飞行出现异常，发射任务失利。本次发射载荷为新技术验证卫星-6。

2.中国4月9日在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭发射印度尼西亚PALAPA-N1卫星时，火箭三级工作异常导致卫星发射失利。

3.中国7月10日在酒泉卫星发射中心组织实施快舟十一号运载火箭发射吉林一号高分02E星和微厘空间一号系统S2星飞行任务时，火箭飞行出现异常，发射任务失利。

4.中国9月12日在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭发射“吉林一号”高分02C卫星时，火箭飞行出现异常，发射任务失利。

（3）欧洲的1次失败发射

阿里安航天公司11月17日在法属圭亚那太空中心使用“维加”小型运载火箭发射西班牙工业技术发展中心SEOSat-Ingenio卫星和法国国家空间研究中心“雷神”（TARANIS，全称“闪电与红色精灵辐射分析工具”）科学卫星过程中，由于控制系统电缆安装错误，第四级液体上面级推进器开始点火工作后，火箭偏离飞行路线，发射任务失利。

（4）伊朗的1次失败发射

伊朗2月9日在塞姆南航天发射中心采用“神鸟”（Simorgh）运载火箭发射名为“胜利”（Zafar）1遥感卫星时，最后未能达到入轨速度，以失败告终。

（二）按航天发射地点

全年航天发射活动共涉及21个发射地点，详细信息如表2所示：

表2  2020年全球各航天发射地点发射次数统计表

序号	发射地点	成功次数	失败次数	总次数
1	拜科努尔航天发射场	7	0	7
2	东方航天发射场	1	0	1
3	普列谢茨克航天发射场	7	0	7
4	范登堡空军基地	1	0	1
5	卡纳维拉尔角天军基地	20	0	20
6	科迪亚克岛阿拉斯加太平洋航天港	0	2	2
7	肯尼迪航天中心	10	0	10
8	玛希亚半岛航天发射场	6	1	7
9	美国加州莫哈维沙漠空域	0	1	1
10	沃洛普斯飞行中心	3	0	3
11	圭亚那太空中心	6	1	7
12	种子岛航天中心	4	0	4
13	塞姆南航天发射中心	0	1	1
14	沙赫鲁德导弹靶场	1	0	1
15	帕勒马希姆空军基地	1	0	1
16	萨迪什·达万航天中心	2	0	2
17	黄海海域	1	0	1
18	太原卫星发射中心	7	0	7
19	文昌卫星发射中心	4	1	5
20	西昌卫星发射中心	12	1	13
21	酒泉卫星发射中心	11	2	13
总计	104	10	114

全年活跃的发射场主要有美国的卡纳维拉尔角天军基地（20次）、肯尼迪航天中心（10次），中国的太原卫星发射中心（7次）、酒泉卫星发射中心（13次）、西昌卫星发射中心（13次），俄罗斯的拜科努尔航天发射场（7次）、普列谢茨克航天发射场（7次），欧洲的圭亚那太空中心（7次），新西兰的玛希亚半岛航天发射场（7次），它们也是各国家/地区航天发射任务的主战场，其中卡纳维拉尔角空军基地在12月9日正式更名为卡纳维拉尔角天军基地，隶属于美国天军。但需要值得注意的是，自美国天军成立后，范登堡空军基地的航天发射任务较以往有大幅度减少。另外，从表中也可以看到，美国的火箭发射试验场主要设在阿拉斯加太平洋航天港、加州莫哈维沙漠中。

（三）按分离轨道类型

在全年114次航天发射活动中，分离轨道为近地轨道有82次、中地球轨道有4次、高地球轨道有22次、地外轨道有5次、未知轨道1次，其中近地轨道82次中，太阳同步轨道有33次；高地球轨道22次中，超地球同步转移轨道1次、地球同步转移轨道15次、闪电轨道3次、坟墓轨道1次、亚地球同步转移轨道2次；地外轨道5次中，日地轨道1次、地火转移轨道3次、地月转移轨道1次。如表3所示：

表3  2020年成功发射进入太空航天器数量统计表（按卫星轨道类型区分）

序号	轨道名称	轨道名称	发射次数	占总发射次数比例	发射进入太空航天器数量	总次数
1	近地轨道	太阳同步轨道	33	28.8%	193	82
2	非太阳同步轨道	49	43.0%	1009
3	中地球轨道	-	4	3.4%	4	4
4	高地球轨道	地球同步转移轨道	15	13.1%	18	22
5	超地球同步转移轨道	1	0.9%	2
6	亚地球同步转移轨道	2	1.8%	2
7	闪电轨道	3	2.7%	3
8	轨道坟墓	1	0.9%	1
9	地外轨道	地月转移轨道	1	0.9%	1	5
10	地火转移轨道	3	2.7%	3
11	日地轨道	1	0.9%	1
12	未知轨道	-	1	0.9%	1	1
总计	-	114

从表3中可以看出，目标为近地轨道中非太阳同步轨道的发射次数最多、占比43.0%，太阳同步轨道次之，占比28.8%，这主要是由于针对此轨道的航天发射技术门槛低和近几年低轨物联网星座发展规划决定，加之大部分太空科学技术试验仅需在低轨真空环境中开展，使得针对近地轨道的航天发射活动占全年的70%以上，同时也向太空送入1202个航天器；中地球轨道发次4次，送入4个航天器；高地球轨道发射22次，送入26个航天器，其中分离轨道绝大多数是地球同步转移轨道；地外轨道发射5次，送入5个航天器，其中大部分是针对火星探测的。

（四）按航天器功能用途

全年成功发射进入太空的1238个航天器中，有1颗导弹预警卫星、8颗电子侦察卫星、5颗导航卫星、998颗通信卫星、1颗数据中继卫星、110颗对地观测卫星、81颗科学技术试验卫星、1颗空间态势感知卫星、7艘次空间站物资补给飞船、6艘载人航天飞船、7个地外探测航天器、1个在轨服务航天器、12颗未知用途卫星。如表4所示：

表3  2020年成功发射进入太空航天器数量统计表（按功能用途区分）

序号	功能用途	数量	比例	备注
	导弹预警	1	0.09%	俄罗斯EKS-4导弹预警卫星
	电子侦察	8	0.65%
	卫星导航	5	0.4%
	卫星通信	998	80.6%
	数据中继	1	0.09%	JDRS（光数据中继卫星）-1卫星
	对地观测	110	8.9%
	科学技术试验	81	6.5%
	空间态势感知	1	0.09%	TDO-2卫星
	空间站物资补给	7	0.57%
	载人航天	6	0.48%	包括中国载人飞船及返回试验舱
	地外探测	7	0.57%	包括1个月球探测器、3个火星探测器、3个深空探测器
	在轨服务	1	0.09%	MEV（在轨延寿服务器）-2
	未知	12	0.97%
总计	1238	100%

其中12颗未知用途的卫星分别为：1）美国RocketLab公司于1月31日发射的一颗国家侦察局秘密卫星，任务代号NRO-151；2）伊朗伊斯兰革命卫队于4月22日发射的一颗“光明”（Noor）1军用卫星；3）美国RocketLab公司于6月13日发射的三颗国家侦察局秘密卫星；4）美国诺斯罗普·格鲁曼公司与7月15日发射的四颗军事秘密卫星，任务代号NRO-129；5）俄罗斯航天局于12月3日发射的ERA-1纳米军用卫星（Cosmos-2548）；6）美国SPACE-X（太空探索技术公司）于12月18日发射的USA-312/313两颗军事卫星。以上秘密卫星除第一颗没有任何信息外，其余均有直接或间接消息证明其被发射至近地轨道。

从表3可以看出，进入太空的通信卫星占据了绝大多数，这主要与SPACE-X公司和OneWeb公司的物联网卫星星座组建有关，今年两个公司分别向太空送入833颗“星链”卫星和104颗OneWeb卫星，占进入太空通信卫星的94%；另外，相对数量较多的还有对地观测和科学技术试验卫星，这与近几年各国在航天技术发展、军事情报、地理测绘及气象监测等方面的应用需求分不开的。

（五）按航天器载荷所属权

全年进入太空的1238个航天器中，所属权分别归于27个国家，其中个别航天器为两国共同出资研发，共有产权，详细信息如表4所示：

表4  2020年各国/地区成功进入太空的航天器数量统计表

序号	国家/地区	数量	备注
	阿根廷	14
	阿联酋	3
	爱沙尼亚	1	“塔林理工”（TTU）100卫星
	澳大利亚	1	M2探路者卫星
	比利时	2
	德国	5
	俄罗斯	22
	法国	4
	芬兰	2
	韩国	2
	加拿大	5
	立陶宛	1	LacunaSat“空缺星”
	卢森堡	4
	美国	969	含833颗“星链”卫星
	欧洲	1	含104颗OneWeb卫星
	日本	7
	斯洛文尼亚	2
	泰国	1	NAPA（那帕）-1卫星
	西班牙	3
	新西兰	1	APSS（奥克兰空间系统计划）卫星
	伊朗	1	NOOR（光明）-1军用卫星
	以色列	1	“地平线”-16卫星
	意大利	1	ION（现在在轨）卫星
	印度	3
	英国	105
	中国	73
	美国/欧盟	2	“哨兵”-6A卫星、太阳轨道器
	以色列和瑞士	1	DIDO（狄多）-3卫星
	未知	1	“泰瓦克”0171卫星
总计	1238

从表4可以看出，美国仍然是每年送入太空航天器最多的国家，由于“星链”星座的规划建设，这种领先优势正在逐渐扩大，意味着有限的空间轨道资源正在被美国大份额的抢占。英国、中国、俄罗斯以领先其他国家较大的优势分别列第二至第四位，由此可知，在向太空送入卫星载荷方面，全球处于“一超多强”的发展态势。

（六）与2019年数据对比

从国家/地区的角度来看，2020年航天发射总次数较2018年多了12次，成功次数增加了9次、失败次数增加了5次、没有部分成功发次，发射地点较2019年的19个多了2个，主要体现在美国进行火箭发射测试的两个试验场。世界各国两年航天发射次数如图2所示：

图2  2019、2020年全球各国家/地区发射次数数据对比图

从图2可以看出，美国、中国、日本、伊朗在2020年发射次数有所增加，其中美国增长幅度较大；俄罗斯、欧洲、印度发射次数有所减少，其中俄罗斯受国内经济及疫情影响减少幅度较大；伊朗发射次数保持不变，但今年成功发射1次。整体趋势而言，美国、中国在主导航天发射活动上仍旧领跑全球，具备独立开展航天发射能力的国家/地区全球仅有7至8个。

从发射进入太空航天器数量和功能的角度来看，2020年共发射1238个航天器进入太空，是2019年的2倍多，进入太空航天器的功能用途基本一致，仅多了空间态势感知1项，具体数据如图3所示：

图3  2019、2020年发射进入太空各类型航天器数据对比图

从表3可以看出，2020年发射进入太空的航天器数量较2019年能有显著增加，主要因为通信卫星数量剧增，科学技术试验卫星数量则有较大幅度减少，未知用途和用于电子侦察的军事卫星数量有一定幅度增加，其余类型的航天器数量相差不大。

从发射进入太空航天器的运行轨道来看，2020年进入太空的航天器仍然是以近地轨道为主，另外会重点部署高地球轨道航天器，并开展需要更强航天技术能力的地外轨道探测研究工作。各轨道运行航天器数量如图4所示：

图4  2019、2020年运行在各类型太空轨道的航天器数据对比图

从图4可以看出，两年发射进入太空航天器在各类型轨道的数量分布情况总体趋势一致，绝大多数运行在近地轨道，2020年进入太空并运行在中、高地球轨道的航天器数量较2019年均有所减少。

三、发射活动特点分析

（一）物联网星座在今年呈现常态化爆发式增长

美国Starlink星座、英国OneWeb星座经过2019年下半年几次发射尝试后，今年正式进入常态化发射、爆发式入轨的节奏，要不是受全球疫情影响，两个物联网星座的入轨数量可能比现在还要多。全年美国SPACE-X公司共发射14批次833颗“星链”卫星入轨，英国OneWeb公司共发射3批次104颗OneWeb卫星入轨，两个公司发射的通信卫星总数占全年发射进入太空卫星数量的76%，这也是今年其他类型航天器入轨数量占总数比例被严重拉低的直接原因。这种趋势特点将在未来几年里持续发展，并成为航天领域重点关注事件。

（二）军事秘密卫星发射频次增多

随着太空在军事斗争中的地位作用发挥越来越明显，各国为保证太空重要情报不外泄，往往采用秘密发射的方式将带有军事用途的航天器送入太空，特别是美国成立天军后，此种发射活动将是保证其核心太空资产安全性的重要方式。今年类似的发射任务有6次，将12颗军事秘密卫星送入太空，其详细轨道参数、卫星载荷及功能用途均未可知，它们分别是：美国在玛希亚半岛航天发射场分两次发射的4颗国家侦察办公室秘密卫星、在沃洛普斯飞行中心发射的4颗NROL-129任务卫星、在肯尼迪航天中心发射的USA-312/313军事卫星；伊朗在沙赫鲁德导弹靶场发射的“光明”（Noor）1军用卫星；俄罗斯在普列谢茨克航天发射场发射的ERA-1纳米军用卫星（Cosmos-2548）。

（三）空间站载人飞船迎来新成员、飞船携微星的入轨次数减少

今年SPACE-X公司成功完成了其“龙”飞船载人发射任务，使得空间站载人飞船迎来了新成员，同时也打破了美国在国际空间站载人运输上长期依赖俄罗斯的被动局面。SPACE-X公司共开展了2次载人运输，向空间站送入6名宇航员。至此，具备向国际空间站运送宇航员的飞船有：SPACE-X公司的“载人龙”飞船，俄罗斯的联盟系列载人飞船。中国也在今年开展了载人飞船往返试验和充气式货物返回舱试验，空间站阶段飞行任务首战告捷，拉开了我国载人航天工程“第三步”任务序幕。

另外，今年仅有1次飞船携微星的发射活动，较去年少了3次，这也是导致今年在科学技术试验卫星入轨数量上少于去年的原因之一，这也从侧面反映各国在疫情影响下，各高校、研究机构、企业在太空科学试验上投入的人力、物力在减少，但这并不会影响飞船携微星入轨方式在未来作为卫星发射的常规手段及其重要作用。

（四）深空探测的星火已经燃起

在世界大国深空探测发展规划的牵引下，美、中两国已经在今年点燃了深空竞争的星火，深空探测的战场接下来即将开辟。美国带领着部分同盟国正在实施其重返月球、载人登火、深空科学的太空战略，今年与欧洲航天局发射了太阳轨道器，以开展对太阳极区的观测；支持阿联酋发射了“希望号”火星探测器，同时自己也发射了“毅力”号火星探测器，以实现对火星的观测研究与登陆探索。中国也在今年完成了“嫦娥-5”月球探测器和“天问-1”火星探测器及火星车的成功发射，并首次获得1731克月球样品。种种事实表明，人类深空探测的技术能力、探索范围、视野认知都有了长足进步，深空探测的热潮即将到来。

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