“航天”（Spaceflight）是进入、探索、开发和利用太空以及地球以外天体各种活动的总称，涉及称空间飞行、太空飞行、宇宙航行或航天飞行等。进入二十一世纪以来，航天领域不仅快速发展势头不减，经济规模持续增长，产业结构不断优化，空间科学、空间技术、空间应用多点突破，新装备、新技术层出不穷，特别是商业航天发展亮点纷呈。

　　

　　1、全球航天产业的总体发展趋势

　　

　　近年来，世界航天发展的总体态势与特征表现为“重、优、强”。“重”在航天战略地位，“优”在航天产品体系，“强”则在航天对于世界经济发展的牵引带动作用。

　　

　　航天在国家安全与经济社会发展中的战略地位更加重要，主要国家持续加强战略引领。随着大国关系深度调整，美、俄、欧、日、印等航天国家和地区，在出台的国家安全顶层战略和综合性规划中，把航天摆在更加重要的战略地位。其中，美国以保持“领导地位”为目标，全面推进航天技术发展。美国持续发布《国家安全战略》(The National Security Strategy)、《国防太空战略》(Defense Space Strategy)和新版《国家太空政策》(National Space Policy)文件，为美国航天领域未来10年的发展提供全面指导，突出强调为了维护国家安全，美国在空间必须拥有绝对的主导地位和行动自由，明确将太空作为关键作战疆域加以积极备战。俄罗斯以大国复兴为目标，系统全面规划、大刀阔斧改革。2016年，俄罗斯政府通过了《2016-2025年联邦航天计划》（Federal Space Program for 2016-2025），提出以空间卫星集群为基础，同时研制具有前景的新型运载火箭和航天综合设备，为国家经济、科技和国际合作领域服务，并保护俄罗斯居民和土地免遭自然灾害和人为侵害。欧洲议会2018年7月批准《欧洲国防工业发展计划》(European Defence Industrial Development Programme)，明确在2019～2020年重点支持卫星通信、进入空间、对地观测等航天领域技术发展。2021年9月，英国国防部发布了《国家太空战略》（National Space Strategy），旨在为实现英国在太空中的民防结合在一起创造优势条件，将英国建设成世界上最具创新性和吸引力的太空经济体之一，并针对最具有影响力的机遇和关键的跨领域推动因素制定了十项计划。2018年3月，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）发布《第四期中长期发展规划》（2018-2025年），涵盖卫星导航、遥感、通信、航天运输、太空态势感知、海洋态势感知和早期预警等领域的重点航天项目、航天领域跨机构研究方法方向、重点航空科学技术，以及航空航天领域国际合作、利用信息系统和确保信息安全等具体措施。

　　

　　航天产品体系进一步优化，航天产品应用和服务领域逐步拓展。近年来，世界范围内，运载器及其技术继续向满足大吨位、高可靠性、高环保性及强适应性的方向发展，同时向低成本、快速响应方向发展；卫星向高可靠、长寿命、高空间与时间分辨率、大容量、高速率方向发展；人类逐步突破地球轨道载人航天技术，正在向载人深空探测发展。运载火箭领域，美国成功实现猎鹰重型运载火箭首飞，近地轨道运载能力达到63.8吨，是目前世界上唯一服役的重型运载火箭；近期，我国长征九号则推出改进型，发动机增加至10台。卫星领域，我国完成了北斗卫星导航系统的核心星座组网；美国成功发射第三代全球定位系统卫星；俄罗斯发射了水文气象卫星电子-L3号，开启卫星导航系统的全面更新换代；欧洲的“哥白尼计划”通过“哨兵”系列卫星开展全球环境与安全监测，并不断扩大其数据库建设及合作共享；2021年日本H-2A运载火箭成功发射准天顶卫星系统的第五颗卫星，取代11年前发射的已老化导航卫星，增加系统稳定性。此外，航天产品应用与服务的领域和类型不断拓展，由私营航天企业研制的载人火箭和飞船，承接政府的载人航天任务，美国国家航空航天局提出商业月球有效载荷服务计划，将利用私营企业研制的月球探测器进行月球探测。此外，美国颁布《商业太空发射竞争法案》（The U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act），允许美国公民开采小行星资源，为商业开发利用外空资源提供法律依据。

　　

　　航天总体规模延续扩大态势，商业航天在航天经济总量中的占比超过五分之四。世界航天产业发展虽然受到全球经济危机带来的影响，但2008年以来一直保持上升势头。据美国航天基金会公布的报告显示，全球航天经济总量从2008年的2570亿美元增至2020年的4470亿美元。主要航天国家在航天领域的投资规模总量虽然逐年增加，但政府投资所占比重呈逐年下降趋势，2020年的政府开支减少了1.2%，说明整个航天产业蕴藏的内生活力仍在逐步释放。2020年商业活动继续在航天经济总量中占据大头。商业航天产品与服务收入为2194.4亿美元，占比达49.1%。商业基础设施与保障活动占据了1372.3亿美元，占比为30.7%。此外，航天发射活动次数有所增加。2021年上半年，全球共成功进行了61次航天发射，而2020年前6个月是45次，2019年同期是41次。推动商业航天经济规模持续扩大的原因，一方面是航天商业应用领域的扩展和应用程度的逐步深入；另一方面，大型航天企业调整经营策略，进入新兴商业航天市场并持续提升竞争力，同时一批新兴航天企业崛起成为商业航天发展一支新力量。

　　

图1 近五年全球航天经济总量及商业航天收入情况汇总

　　

　　数据来源：美国航天基金会《年度报告》（2017-2021年）

　　

　　2、航天产业的未来重点方向

　　

　　人类对于太空的向往从未停步。随着各国政策端逐步放宽、航天产品制造成本逐渐下降、资本和新兴企业大量涌入，民用航天的规模和应用服务将推向新的高度。民用航天五大重点方向见图2。

　　

图2 民用航天五大重点方向

　　

　　新一代装配生产智能化与柔性化。航天装备制造是国家高精尖先进制造技术的代表。航天产业的商业化，其本质是要将科研转为工业的模式。在追逐工业化，朝着规模化制造、批量化发射的终极目标下，需要优化传统制造流程，突破成本关。由此，无论是火箭和卫星总体公司，还是零配件服务商，需要有更商业化、更突破常规的设计和布局，从而适应产线的小规模批产能力以及低成本研制模式，重点发展“柔性控性”和“类流程制造”的能力，重点发展多机器人协同控制、人机协同、自适应模糊控制、3D打印等前沿技术。

　　

　　新材料蕴含着新希望和新力量。航天高新技术的发展催生新材料需求不断衍变，作为航天领域的重要物质基础，正朝着高性能化、结构功能一体化、高功能化、多功能化、复合化、智能化、低成本以及与环境相容化的方向发展。如航天对高温结构材料的需求，推动了高温合金、陶瓷基和金属基复合材料、金属间化合物、金属陶瓷、碳-碳复合材料等新材料的快速发展；飞行器的轻质化需求，推动了异质、异形、异构的材料运用专门成型工艺复合而成的高性能的复合新材料，其结构与功能一体化、智能化结构复合材料，成为材料领域发展的重要趋势之一。目前，碳纤维增强复合材料（CFEP）、陶瓷基复合材料(CMC)、环氧基及环氧酚醛基纤维增强材料、金属基复合材料等一大批先进新型材料成为研制和应用转化热点。

　　

　　在轨卫星及卫星互联网的综合应用开发。纵观各国航天发展的战略和计划，预计2020-2030年将是全球低轨卫星互联网建设的高峰期。据美国卫星产业协会（SIA）发布的《2020年卫星产业状况报告》所述，2020年全球在轨运行卫星数量达到3371颗，全球卫星产业总收入占到航天产业收入的73%。卫星互联网具有信息获取面广、获取同步、获取频次高和传输迅速等优势，2020年4月作为重要的信息基础设施被纳入我国“新基建”政策支持的重点方向，以通信、导航、遥感三大模块为主，在数字中国、国家信息高速公路、智慧城市建设、农业转型升级、物联网发展以及服务人民生产、生活等方面具有显著优势。

　　

　　新能源产业链的垂直整合和横向延伸。航天技术民用化推动了家用光伏电站技术和品质升级，延伸拓展了储能电池及关键材料、智慧能源服务等领域的健康发展。聚焦“碳达峰、碳中和”，在推动氢能利用领域高端技术装备研发基础上，将氢氧火箭发动机技术和氢的生产、储运和供应技术转化应用于绿色清洁氢能综合开发，积极布局氢能关键技术开发与产业化，形成氢能低碳化、规模化生产与应用，推动绿色清洁氢能产业化发展。

　　

　　支持航天技术和改善人类生活的服务业。围绕制造业服务化转型需求，在民用航天产品研制和发展的过程中，研发设计服务、生产性服务、软件及信息服务等专业配套服务是不可或缺的。与此同时，利用航天技术的公共服务也将为人们营造出新的生活场景，如移动网络服务、地球观测应用及服务、导航应用程序和服务等，在未来几年内成为民用航天的高增长领域。此外，航天器的空间作业能力开始收到关注，空间在轨服务等新兴行业将成为未来太空竞赛的重要方向。

　　

　　3、民用航天发展的总体趋势

　　

　　民用航天作为战略性科技力量，逐渐成为推动国家创新体系建设和产业高质量发展的重要支撑。民用航天的发展总体呈现出三个特点。

　　

　　一是创新，创新不仅是研发创新，还包括了管理创新、模式创新的非研发创新，尤其是商业模式方面，不断尝试与市场融合，尝试向社会逐步开放服务，尤其在空间应用领域，与数字经济融合发挥出更大的价值。

　　

　　二是协同，充分发挥国家战略资源的作用和效率，以及民营企业的创新和灵活，使得传统航天与民用航天逐步协同合作，构建更丰富、更完善的产业生态，开拓更多空间应用场景，具备更完善的空间信息、数据等能力，建立服务体系来促进各产业之间的融合。

　　

　　三是可持续，航天是面向未来的产业，投资大、风险大、周期长、回报慢，在资源配置方面需要以可持续的、发展的眼光来看待问题。无论是航天制造、卫星应用、新能源新材料开发、服务配套等市场拓展，更看重技术能力和长期发展以及其未来的发展空间与壁垒。

　　

　　（作者：赵越，上海市科学学研究所产业创新研究室副研究员。原文刊发于《张江科技评论》2022年03期。）