正如我們在《誰能成為中國的SpaceX》和《數字經濟未來篇：2050年的社會》中所指出的那樣，我們認為人類在2030年前完成載人火星探索任務已經是高概率事件。
在人類追求移民火星的路上，隨着火箭運載能力的不斷提升、火箭可回收可複用技術的逐步成熟，通信、導航、遙感、出行等行業都有可能迎來鉅變。過去幾個月，商業火箭方面，未來計劃用於火星探索的「星艦」（Starship）實現了第六次原型機試飛，離2022年首飛又邁出一步。
衞星互聯網方面，Starlink在北美開始小範圍內測，亞馬遜的「Kuiper」通信星座獲得美國政府批准，科技巨頭間低軌衞星系統的競爭加速，軌道與頻率資源越來越「稀缺」。中國企業方面，星際榮耀、藍箭航天等相繼完成新一輪融資，為後續發展奠定了基礎。
商業火箭：SpaceX「星艦」原型機密集試飛，人類距離火星還有多遠
「星艦」項目有望帶來商業航天應用場景和火箭性能成本上的多項突破
SpaceX「星艦」原型機SN5、SN6完成低空跳躍試飛。8月4日，SpaceX全尺寸「星艦」（Starship）原型機SN5在得克薩斯州博卡奇卡測試基地完成150米跳躍，試飛時間持續約1分鐘。9月4日，SN6完成試飛。「星艦」是SpaceX繼「龍飛船」之後的下一代飛船，主要有以下幾個變化：1）新款「猛禽」發動機採用液態甲烷+液氧的推進劑方案，比現有的「梅林」發動機的精煉煤油+液氧方案，單台推力提升3.6倍。2）飛船配套火箭的近地軌道運載能力將達100噸，和目前用於搭載「龍飛船」的獵鷹9相比，提升超過4倍。「星艦」未來可能被用於1）發射與回收衞星；2）探月計劃；3）火星旅行；4）國際空間站貨物運輸。根據SpaceX公司披露，「星艦」的預計單次發射價格不超過2億美元，平均每噸發射價格將低至133萬美元。
圖表: SN6低空跳躍試飛
資料來源：SpaceX，中金公司研究部
圖表: 海平面版本猛禽和真空版猛禽發動機對比
資料來源：SpaceX，中金公司研究部
圖表: 「猛禽」（左）與「梅林」（右）發動機對比
資料來源：Wiki，SpaceX，《Making Humans a Multi-Planetary Species》（埃隆·馬斯克），中金公司研究部
圖表: 「龍飛船」（左）與「星艦」（右）體積對比
資料來源：SpaceX，中金公司研究部
圖表：SpaceX「星艦」飛船設計圖
資料來源：SpaceX，中金公司研究部
圖表: 各型主流火箭載荷與單次發射單位價格
資料來源：SpaceX，NASA，中金公司研究部
「星艦」有望打開亞軌道民航、太空旅行等新應用場景。
根據SpaceX的計劃，「星艦」飛船的規劃用途包括：
1）衞星相關：用於衞星發射，以更低的邊際成本發射得更遠，或者發射更大的衞星，或者發射更多的小衞星；此外，將來還可能用於收集老舊報廢衞星和殘片。
2）國際空間站任務：為國際空間站運輸補給或者宇航員。
3）月球：探索月球表面，協助在月球建立基地。
4）火星旅行：幫助建立火星城市——根據SpaceX的計劃，星艦飛船將擔任火星載人任務的主力飛船：首先是發射「星艦」飛船和裝滿燃料的貨運飛船，待兩者到達低地球軌道時，進行一次太空加油，然後「星艦」飛船飛往火星；通過將火星上的二氧化碳和水轉化為甲烷和氧氣，為飛船的返程旅行補給燃料。
5）地對地旅行：根據SpaceX的計劃，未來其BFR飛船將考慮用於民用航空領域，屆時地對地旅行將達到27,000km/h的速度，從香港飛到倫敦將只需要34分鐘。
圖表: SpaceX計劃遠期內將BFR飛船用於民航領域
資料來源：SpaceX，中金公司研究部
圖表: SpaceX來往火星計劃圖
資料來源：SpaceX，中金公司研究部
中國商業運載火箭最新進展
中國方面，最近幾個月內我們看到，星際榮耀焦點一號（「JD-1」）可重複使用液氧甲烷發動機順利通過連續變推力長程試車，藍箭航天的液氧甲烷火箭也完成了多項地面測試。我們認為，隨着星際榮耀、藍箭航天、星河動力等行業領頭羊在液氧甲烷發動機和回收技術上逐漸實現突破，中國商業發射的價格或將進一步下降，有望進一步打開廣闊的民營發射市場。
圖表: 中國商業火箭公司重要里程碑
資料來源：各公司官網，中金公司研究部
衞星互聯網：Amazon衞星網絡獲批准，中國衞星應用蓬勃發展
各星座網路加速推進，科技巨頭爭奪通信頻譜資源
Starlink已在北美開始內測。
SpaceX官網顯示其Starlink低軌道通信衞星網絡已經在美國北部部分地區開始測試，當前理論下載速度達到100Mb/s，該網絡預計在2021年具備在北美提供正式服務的能力。亞馬遜「Kuiper」星座項目獲批。美國聯邦通信委員會（FCC）宣佈批准亞馬遜建設自己的衞星互聯網系統。
根據FCC披露的文件來看，亞馬遜的「Kuiper」項目計劃向低空軌道發射3236顆衞星，將分五個階段部署，一旦有578顆衞星進入軌道，寬帶服務就會開始。亞馬遜計劃依次使用如下的頻譜，17.7-18.6 GHz（太空到地球），18.8-20.2 GHz（太空到地球），27.5-30.0 GHz （地球到太空）。
圖表: Starlink衞星互聯網最新測速結果
資料來源：TestMy.net網站，中金公司研究部
圖表: Amazon和SpaceX通信頻譜資源申請進度對比
資料來源：FCC，ITU，Amazon官網，SpaceX官網，中金公司研究部
目前，全世界的衞星的軌道和頻率均由聯合國的國際電信聯盟（ITU）統一管理。
任何企業要想運行商業衞星，都必須由所在國家的電信主管部門向ITU提出申請，經ITU審議後再由本國主管部門通知批准發放頻譜。
根據2019年ITU年度太空報告數據庫，截止2019年末，全球正在申報和已投入使用的非對地靜止衞星網絡（NGSO, Non-geostationary satellite Network）共計1144個，其中美國272個，排名第一，中國為142個，約為美國的1/2。其中，已投入使用或已確定日期投入使用的NGSO衞星網絡665個，美國為157個，中國為81個，法國為75個，前三國家佔據了近半數。我們認為，衞星頻率資源是一種稀缺的「不可再生資源」，Starlink、亞馬遜等國外科技巨頭加速星座部署計劃，也是在積極爭奪稀缺的衞星通信頻率與軌道資源。
圖表: 各國已向ITU申報的NGSO衞星網絡數量（2019A）
資料來源：ITU，中金公司研究部
圖表: ITU已批准的各國NGSO衞星網絡數量（2019A）
資料來源：ITU，中金公司研究部
中國衞星互聯網蓬勃發展，多元應用不斷湧現
衞星通信方面，7月14日, 銀河航天完成低軌寬帶通信衞星山區測試，在偏遠山區成功實現了寬帶網絡覆蓋，衞星導航方面，北斗星通完成22nm北斗導航芯片流片，預計明年下半年量產，此外北斗星通還發布了高精度接收機等北斗導航終端產品；衞星遙感方面，中科星睿的遙感圖像原油庫存分析產品已切入多家金融信息平臺，並計劃於近期啟動下一代衞星發射及衞星金融信息服務整合解決方案的研發。
圖表: 國產導航芯片發展進程
資料來源：前瞻產業研究院，中金公司研究部
圖表: 千尋位置北斗應用解決方案
資料來源：千尋位置官網，中金公司研究部
圖表: 銀河航天Galaxy星座應用場景
資料來源：銀河航天官網，中金公司研究部
圖表: 天啟物聯網星座應用場景
資料來源：國電高科官網，中金公司研究部
圖表: 中科星睿原油庫存衞星分析解決方案
資料來源：中科星睿官網，中金公司研究部
風險
低軌衞星星座商業化進程不及預期；商業發射進展不及預預期。
編輯/irisz