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2019年全球航天发射活动分析报告
作者 |刘李辉 姚飞 陈德鹏 李岩 陈圣浩 王昊 吕炜煜
一、总体概况
2019年，全球共开展航天发射活动103次，其中成功95次，部分成功2次，失败6次，总计成功发射523个航天器进入太空，其中人造卫星506个，载人或货运飞船15艘次，独立空间探测设备2套。活跃的发射场主要有美国的范登堡空军基地（3次）、卡纳维拉尔角空军基地（15次），中国的西昌卫星发射中心（13次）、酒泉卫星发射中心（9次）、太原卫星发射中心（10次），俄罗斯的拜科努尔航天发射场（13次）、普列谢茨克航天发射场（8次），欧盟的圭亚那太空中心（9次），印度的萨迪什·达万航天中心（6次），新西兰的玛希亚半岛航天发射场（6次），详细情况如图1所示：
图1 活跃航天场的发射情况
部分成功是指运载火箭携带人造卫星或空间探测设备顺利发射升空并进入太空轨道，但由于某些原因导致发射活动未能实现组织者最终目的；失败是指在发射运载火箭前或发射中，火箭及配套发射装置发生故障而导致人造卫星不能进入太空轨道。
二、发射数量统计分析
一次航天发射活动可产生诸多信息，比如：发射国家、发射时间/地点、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。
（一）按国家/地区
全球开展的103次航天发射活动中，美国21次，中国34次，俄罗斯22次，欧洲航天局9次，印度6次，日本2次，伊朗3次，美国/新西兰6次。其中，美国部分成功1次，中国部分成功1次、失败2次，欧洲航天局失败1次，伊朗失败3次，如图2所示：
图22019年全球航天发射活动次数统计（按国家/地区）
2019年主要的航天发射活动主要集中在美国、中国、俄罗斯，其中中国次数最多。开展了航天发射活动的8个国家/地区中，除俄罗斯、印度、日本外，其余各有部分成功或失败经历，特别是伊朗3次航天发射活动均以失败告终。
1.部分成功的发射活动
（1）波音首发CST-100载人飞船入轨失利
北京时间2019年12月20日19时36分，波音公司的CST-100“星际客机”载人飞船在卡纳维拉尔角空军站由联合发射联盟公司的宇宙神5-N22型运载火箭发射升空，执行其首次不载人试飞任务。在火箭与载人飞船分离后，由于飞船任务时间系统偏差11小时，而错过了进入预定轨道时机，虽然地面控制人员努力让飞船进入了一条稳定轨道，但由于消耗过多推进剂致使飞船无法与空间站对接，最后于两天后在白沙导弹靶场返回着陆。
（2）中星18号成功入轨，但工作异常
北京时间2019年8月19日20时03分，我国在西昌卫星发射中心成功发射长征三号乙运载火箭，并将中星18号卫星送入地球同步轨道。但卫星工作异常，经全力抢救，仍不能建立有效连接，11月18日，中国卫星通信公司宣布中星18号已不具备卫星通信服务能力。
2.失败的发射活动
（1）我国灵鹊一号B星发射失败
北京时间2019年3月27日17时39分，运载灵鹊一号B星的OS-M运载火箭在一二级分离后姿态失稳，火箭发射失败。OS-M系列运载火箭为固体发动机运载火箭，火箭长19m，起飞重量20吨。这是中国民营航天的第二次轨道发射尝试。
（2）我国长征火箭发射遭遇失利，卫星和火箭残骸坠落地面
北京时间2019年5月23日6点49分，长征四号丙火箭搭载着遥感三十三号卫星在太原卫星发射中心腾空而起，经过一级、二级，二级、三级火箭接连分离点火，二、三级火箭分离后，该箭第三级火箭发动机点火失败，未能把遥感33号卫星送入预定轨道。根据遥测结果，遥感33号卫星和长征四号丙火箭的第三级箭体已经坠入大气层烧毁，部分残骸坠向地面。
（3）欧洲航天局发射卫星失败
北京时间2019年7月11日9时53分，欧洲航天局在圭亚那太空中心使用织女星小型固体运载火箭发射Falcon Eye-1卫星过程中，因火箭二次点火失败而导致任务失败。Falcon Eye-1卫星，是一颗阿联酋所属的光学侦察卫星。
（4）伊朗的3次失败任务
2019年1月15日凌晨，伊朗在塞姆南航天发射中心使用Simorgh运载火箭搭载帕亚姆（Payam）卫星发射时，由于第三级速度不足，导致入轨失败；2019年2月5日12时，伊朗在塞姆南航天发射中心使用使者号运载火箭发射友谊号卫星，伊朗官方宣布发射成功，但外界普遍认为发射失败，NORAD没有记录到物体入轨；2019年9月初伊朗报道了其航天中心在发射一颗卫星前发生了爆炸。
（二）按轨道类型
通常来说，运载火箭携带航天器进入太空后，需要与载荷进行分离，此时航天器处于的轨道为分离轨道，分离后的航天器，特别是高地球轨道航天器，需要在合适的点位利用推进系统进入预定的轨道，即工作轨道。本节从分离轨道角度对进入太空的高、中、低轨航天器进行分类，97次成功或部分成功的航天发射活动中，有63次近地轨道发射活动，6次中地球轨道发射活动，26次高地球轨道发射活动（含1次地月转移航天器发送），1次地月转移轨道发射活动，1次拉格朗日L2点发射活动。
全年成功发射进入太空的523个航天器中，476个近地轨道航天器，12个中地球轨道航天器，32个高地球轨道航天器，2个地月转移轨道航天器，1个拉格朗日L2点航天器。其中，近地轨道航天器中属于太阳同步轨道的有155个，中地球轨道航天器中属于中圆轨道的有4个，高地球轨道航天器中属于地球同步转移轨道的有24个、属于超地球同步转移轨道的有6个、属于闪电轨道（高椭圆轨道）的有2个，如图3所示：
图32019年成功发射进入太空航天器数量统计（按卫星轨道类型区分）
从图中可以看出，全年发射进入太空的航天器中，近地轨道、中地球轨道和高地球轨道总数分别为476（占91%）、12（占2.3%）、32（占6.1%），近地轨道数量最多，其中太阳同步轨道占总数的29.6%；分别用了63次、6次、26次发射活动低/中/高轨送入476个、12个、32个航天器。
（三）按功能用途
航天器主要功能有通信、导航、成像侦察、气象监视、遥感测量、大地测绘等。该划分框架对航天器功能用途拆解较细，基于搜集到信息的详尽程度，本节将航天器功能大致分为：通信、导航、对地观测、电子侦察、数据中继、导弹预警、技术试验、深空探测、载人航天、空间站物资补给。随着技术发展，很多航天器同时具备多种功能，而本节指出的功能用途是航天器入轨后的主要功能和设计目的。
全年成功发射进入太空的523个航天器中，有169颗通信卫星、13颗导航卫星、112颗对地观测卫星、1颗电子侦察卫星、2颗数据中继卫星、1颗导弹预警卫星、198颗技术试验卫星、6艘次载人航天飞船、9艘次空间站物资补给飞船、1个在轨服务航天器、3颗/2个地外探测卫星/航天器、6颗未知用途卫星，如图4所示：
图42019年成功发射进入太空航天器数量统计（按功能用途区分）
其中6颗未知用途的卫星分别为：①美国SPACEX（太空探索技术）公司于6月25日发射了一箭24星，其中1颗未公布任何信息；②俄罗斯于07月11日发射4颗绝密卫星，代号宇宙2535-2538，位于太阳同步轨道，据称4颗卫星将用于研究空间环境对航天器的影响，并校准俄空天军的雷达系统，目前卫星已与地面建立稳定的遥测通信；③美国SPACEX公司于12月6日利用猎鹰9-1.2型火箭将“龙”货运飞船送入国际空间站，其中搭载了1颗国防高级研究项目局的六体立方星，由“天鹅座”飞船在离站后升轨部署，其它情况不详。
从图4可以得知，送入太空的532个航天器中，以通信卫星、对地观测卫星、技术试验卫星为主，占比分别是32.3%、21.4%、37.9%，向国际空间站发送载人/物资飞船15艘次，其中载人航天6次，其中1次未能与空间站对接，搭载9名宇航员至空间站，完成基于“假人”的载人航天测试3次。
（四）按发射机构性质
近几年，航天商业发射正处于蓬勃发展之势，103次航天发射活动中，有74次是国家政府/企业组织，有29次是民营企业组织，民营企业主要有SpaceX公司、ULA（联合发射联盟）公司、RocketLab公司、OrbitATK公司等，详细信息如图5所示：
图52019年全球民营航天发射活动次数统计
虽然今年民营企业占总发射次数的28.1%，与国家政府/企业的发射活动次数相差甚远，但成功送入航天器数量为279个，多于国家政府/企业送入的244个航天器；6家民营企业中，有3家美国公司、2家中国公司、1家美新合资公司，SpaceX公司组织发射活动13次，几乎占到了所有民营企业发射活动的一半，送入太空航天器161个，超过民营企业送入太空的一半。从国家角度出发，我国民营企业仅发射2次，与国外民营企业组织发射的27次相比，有较大的差距。
三、与2018年发射情况对比
2019年航天发射总次数较2018年少11次，成功次数减少16次，失败次数增加4次，但送入太空的航天器数量增加60多个，如图6所示；按发射轨道类型区分，2019年近地轨道、高地球轨道发射次数较2018年各少2次，中地球轨道少7次，地月转移轨道少1次，没有针对日心轨道和地火转移轨道的发射活动，增加了针对拉格朗日点L2发射活动1次，如图7所示。
图6 2018年与2019年航天发射活动次数及送入航天器数量对比图
图7 2018年与2019年航天发射活动次数对比图（按轨道类型区分）
2019年航天发射活动总体趋势与2018年基本一致，呈现“近地轨道-高地球轨道-中地球轨道-地外轨道”对半砍的下降型趋势，这与各轨道发射活动的条件要求和发射组织机构的现实需求密切相关；两年发射情况略有不同的是今年发射失败次数略多，但送入航天器数量明显增多，这是由当前处于航天领域活跃期并会持续较长时间的发展态势决定的。
四、发射活动特点分析
（一）全球航天发射活动仍由世界三大国主导
美国、中国、俄罗斯以绝对优势主导了今年74.8%的航天发射活动，其中我国以34次领先美国和俄罗斯。虽然欧洲、印度、日本、新西兰、伊朗都在今年航天发射中有所展现，但与以上三国相比，仍存在规模有限、能力不足等问题，比如：欧洲近几年受经济因素影响，航天发射任务及相关试验有一定程度减少，日本、伊朗尚处于航天发射起步阶段，印度送入太空的载荷主要满足本国使用，雄心勃勃的探月任务也以失败告终，新西兰仍是以合资形式和提供发射场的身份参与到美国航天发射活动。
从目前来看，美国、中国、俄罗斯仍然会主导着未来绝大多数的航天发射活动，美国由于全球性影响力及同盟国身份，其影响范围和参与度会更高，欧洲航天局仍旧会以“老牌”航天组织身份占据重要位置，印度、日本两支新型力量会逐渐在航天发射活动中抢占一席之地。
（二）通信、对地观测、技术试验卫星入轨数量处于绝对领先
通信、对地观测、技术试验三种类型的卫星数量占进入太空航天器总数的91.6%，其中技术试验卫星数量最多、通信卫星次之。通信卫星、对地观测卫星每年都是发射数量较多的卫星种类，技术试验卫星数量能够在近几年呈现爆发式的增长，主要是由各个国家/地区在商业航天、太空旅游、深空探测、资源抢占等方面的长远规划和发展战略决定的，通信卫星能够有较高入轨数量，也是与当前美国正积极开展“星链”星座、“一网”星座项目，修补卫星通信薄弱环节，建立弹性的太空框架体系有着密切关系，另外，各国家/地区在大地测绘、遥感成像、气象监测、成像侦察等方面的强烈需求，也促使对地观测卫星数量始终保持较多的入轨数量。
从各国家/地区的发展需求和规划项目来看，通信卫星、对地观测卫星、技术试验卫星在入轨数量上仍将处于绝对优势且在未来几年内会呈现较大数量的增长，其中大部分数量将会部署在低地球轨道和太阳同步轨道，这也就决定了针对近地轨道和太阳同步轨道的发射活动次数和进入以上轨道的航天器数量将占据绝对权重。
（三）一箭多星的发射趋势越发明显
今年47次一箭多星的航天发射次数保持着去年的强劲势头，最多的一箭65星也刷新了去年记录。随着国家/地区间航天合作日益频繁、参与到航天发射活动的组织机构增多、商业航天的快速发展、火箭运载能力的逐步提升、人造卫星小型化/高集成度等工程化特点日益突出，一箭多星模式将会成为未来航天发射的发展趋势，这也是各国家/地区不断提升航天发射能力、实现短周期快速补充的重要途径，也将促使卫星平台、星上载荷朝着标准化、规范化、兼容性方向发展。目前，虽然大部分一箭多星任务主要还是在近地轨道或太阳同步轨道，但高地球轨道的一箭多星任务在未来也将逐渐增多。
（四）民营企业在发射活动中发挥重要作用
目前，世界上重要的民营企业主要集中在美国，包括：SpaceX、ULA、RocketLab、OrbitATK等公司，我国民营企业正处于起步阶段，现有星际荣耀、壹零空间等公司，它们承担了今年29次发射活动，向太空送入279个航天器，占总数一半以上，在航天发射活动中发挥着重要作用，其角色地位也将越来越明显，这与世界航天发射趋势的发展息息相关。
美国近几年正在开展航天发射体系调整，以竞争机制和资本运作快速扶持起像SpaceX公司这样的以航天发射为重点发展方向的企业，并逐步抢占航天发射市场，此举也快速提升了美国航天领域竞争力，保持着技术的绝对优势，也更为高效快速地联合其盟友进入太空领域，抢占有限的太空资源。我国民营企业也取得了一定的成绩，星际荣耀公司的双曲线一号运载火箭完成了我国民营企业的首次成功入轨。
值得注意的是，还有几家民营企业，蓝色起源公司（美国）、Exos宇航公司（美国）、星途探索（中国）、星际科技公司（日本）正在开展亚轨道火箭发射活动，以逐步提升其技术能力和市场竞争力，最终进入商业航天领域。
（五）基于空间站飞船的卫星发射新模式促使太空活动更加频繁
今年共开展16次空间站飞船发射活动，是少有的一项发射次数多于2018年的发射活动类型，其中14次成功发射活动中，有3次飞船发射活动携带了人造卫星进入太空，共76颗，这种以空间站飞船携带人造卫星的发射模式，使得空间站计划加盟国的太空活动更加频繁，虽然目前国际空间站计划的下一阶段合作存在一定阻力和分歧，但在太空环境下开展科学研究、技术试验以支持人类太空探索行动的迫切性，将促使围绕空间站的太空活动更加频繁。
附：文中数据详细统计表格及来源表格
2019年全球航天发射活动次数统计表
（按国家/地区）
2019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）
2019年成功发射进入太空航天器数量统计表
（按功能用途区分）
2019年全球航天发射活动次数统计表
（按发射机构性质区分）
2019年航天发射全纪录
（点击可放大查看）
注：以上标黄的是失败的发次；标蓝的是部分成功的发次。
