星辰大海，商业航天万亿级市场拉开序幕

轨道资源具备稀缺性，太空基础设施的“新圈地运动”

卫星轨道可按高度分为低轨、中轨和高轨。卫星在空间中通常绕地球做无动力飞行，卫星运动所在 的平面称为轨道面，运动的轨迹称为轨道。根据 NASA，按照不同的高度，可将卫星轨道分为低地 球轨道（LEO，Low Earth Orbit，通常又被称为近地轨道）、中地球轨道（MEO，Medium Earth Orbit） 和高地球轨道（HEO，High Earth Orbit），其中太阳同步轨道（SSO，Sun-synchronous Orbit）和极 地轨道卫星都属于低地球轨道，地球静止轨道（GEO，The Geostationary Orbit）属于高地球轨道。

低轨卫星在低时延、速率快，信号强、广覆盖和低成本等方面具备明显优势。一般来说，轨道越高， 单星的覆盖能力越大，单星成本越高，时延越大，高轨卫星系统传输时延较长，高纬度地区覆盖能 力较弱，但系统结构简单，仅需三颗卫星便可覆盖全球大部分区域，可以广域覆盖，适合机载通信、 海事通信、消费者宽带接入、视频广播和内容投递等应用。随着轨道高度的下降，单星成本和覆盖 能力下降，但时延较短，利用多颗卫星形成星座，便可以实现全球无缝覆盖，适用于基站中继、物 联网等低时延类应用。因此相较于中轨和高轨卫星，低轨卫星凭借着延时短、信号强度高、成本低 等诸多特点成为了最适合商用的落地场景之一。

卫星轨道和频段是受物理法则约束与国际规则锁定的不可再生战略资源，具备相当的稀缺性。低地 球轨道的空间容量虽然看似广阔，但出于避免碰撞和信号干扰的物理限制，以及受到国际电联（ITU） 对于频段的分配规则限制，实际上是一种不可再生、排他性极强的有限自然资源：

一方面，从物理距离上来看，低轨 LEO 卫星在轨高速运行，星间距离随卫星数量、星座构型 和时间等动态变化，任意卫星之间需要留有足够大的安全距离以避免碰撞。尽管目前各个机构 或者学者对于轨道容量上限的测算结果，受到不同的假设条件会有所差异，但是其存在明确上 限已是业界与学界共识，例如赛迪研究院在《中国卫星互联网产业发展研究白皮书》中提出， 近地轨道仅能容纳约 6 万颗卫星，而《Orbital debris and the market for satellites》中为防范凯斯 勒综合征（轨道碎片连锁碰撞效应）测算出的在轨卫星数量上限为 7.2 万颗；

另一方面，频段的稀缺性更强，国际电信联盟（ITU）规定在频段资源获取上遵循“先登先占” 原则，率先完成部署的主体可优先锁定轨道与频段使用权，且要求申报后 7 年内，必须发射卫 星启用所申报的资源，否则自动失效，9 年内必须投放申报卫星总数的 10%，12 年内必须投放 申报卫星总数的 50%，14 年内完成全部投放。根据兰峰等在《卫星频率轨位资源全球竞争态 势与对策思考》中的统计，能够覆盖全球的 L、S、C 频段已几乎殆尽和饱和，Ku 频段已经饱 和，新进入者的频率都拥挤在 Ka 和 Q 等频段。

各国对卫星频轨资源的争夺已经进入白热化状态。由于 ITU 的规则的存在，颠覆了原本的宇航级产 品设计生产思路，各国低轨卫星系统转而追求快速部署、低成本生产和大规模发射，采取先占坑后 发展的方式。2017 至 2022 年间，向 ITU 提交的无线电频谱分配申请显示，已经有超过 100 万颗卫 星，其中超过三分之一来自法国 E-Space 公司通过卢旺达航天局申请的 Cinnamon 项目，总量达到 32.7 万颗，虽然业界专家认为只有其中小部分会完成发射，但是也体现了各国对于卫星轨道和频谱 资源的争夺态度。2025 年 12 月底，我国向 ITU 一次性提交了超过 20 万颗卫星的频轨资源申请，涵 盖 14 个卫星星座。随后美国迅速跟进，当地时间 2026 年 1 月 9 日，美国联邦通信委员会（FCC） 批准 SpaceX 新增 7,500 颗二代星链卫星，其向 ITU 申报的总量达到 4.2 万颗，卫星频轨资源的争夺 竞争进入白热化状态。

2020 年来卫星发射数量快速增长，美国暂时掌握航天资源领先地位。随着可回收火箭、一箭多星等 技术的成熟，卫星发射成本大幅降低，推动全球航天发射进入高频次、规模化时代。根据 Spacemapper 的数据，2020 年来全球卫星发射数量呈现高速增长态势，2025 年全年共发射 4,133 颗卫星，同比增 长 58.5%。截至 2026 年 2 月 22 日，共有在轨卫星 17,323 颗，从目前在轨卫星的国家构成上来看， 美国达 11,948 颗，占比达到 69.0%，占据绝对主导地位；俄罗斯、中国分别达 1,553 颗和 1,117 颗， 分别占比 9.0%和 6.4%，相较美国而言有所落后。

商业航天的关键是发射成本，大运力的可重复使用火箭是破局利器

从第一性原理出发，成本是商业航天的核心关键。传统的航天活动通常与国家安全强相关，不以盈 利为目的，以完成“国家任务”、“保成功”为核心目标，因高壁垒、高风险、高成本，存在周期 长、冗余多、成本高的特点。而商业航天是在国家政策法规指导下，通过社会资本投资，按市场机 制运行，利用市场规则向各类用户提供航天产品和服务的活动。其核心是以盈利为目标，引入市场 化竞争机制刺激技术迭代速度，通过标准化、规模化效应释放太空经济的商业价值和产业潜力。因 此，卫星与火箭的低成本化趋势，既是应对低轨卫星密集部署带来的规模成本压力的必然选择，也 是商业航天实现可持续发展的核心前提和关键。

火箭技术的持续迭代是商业航天降本增效、加速规模化的核心推动力。传统一次性火箭受限于长生 产周期、高单发成本及有限总产能，完全无法匹配星座建设所需的密集发射节奏，大运力的重复使 用火箭，通过技术手段使运载火箭在完成卫星送入轨道任务后，其部分或全部组件（如一级助推器、 整流罩等）能够安全返回地面或海面，经过检修和翻新后再次用于后续发射任务的能力，其核心目 标是将传统的“一次性”航天器转变为可重复利用的“航空运输工具”，从而降低进入空间的成本。

美国 SpaceX 作为可回收火箭技术的先行者，已经掌握成熟的可回收复用技术。猎鹰 9 火箭是世界 上第一个轨道级可重复使用火箭，2010 年首飞，2015 年首次实现一级火箭陆地回收，2018 年实现 常态化复用，根据 SpaceX 官网及维基百科的统计，截至 2026 年 2 月 22 日，猎鹰 9 已完成 602 次发 射任务，着陆 556 次，其中复用 522 次，单箭最高复用次数已经达到 33 次，一级助推器最短复飞间 隔已缩短至 9 天 3 小时 39 分 28 秒，Block 5 型号的平均复用次数为 14.4 次。

猎鹰 9 号火箭单次发射成本下降显著。根据刘洁等《“猎鹰”9 火箭的发射成本与价格策略分析》， 猎鹰 9 号单次制造成本约为 5,000 万美元，其中一级火箭、二级火箭、整流罩的价值量占比分别达 到 60%、20%、10%，在复用情况下，仅需投入二级火箭、推进剂以及相关维修的费用，每次发射 的边际成本为 1,500 万美元，因此随着复用次数的增加，其单次发射的平均成本逐渐降低。以此进 行测算，若单个猎鹰 9 号火箭可以完成 10 次发射任务，其平均发射成本将降至 1850 万美元/次，当 复用次数到达 30 次时，成本可以降至 1600 万美元/次左右，目前猎鹰 9 号的一级火箭和整流罩最高 复用次数已经超过 30 次，火箭回收带来成本下降效果显著。

火箭运力的提升可有效提升单次发射搭载的卫星数量，从而进一步降低星座组网的时间成本与综合 投入。火箭推力与运载能力决定了火箭可以携带多少设备和资源进入太空，所以在可回收技术提升 发射频率之外，火箭运载能力的提升也是全球航天发力的关键要素。SpaceX 的重型运载火箭“星舰” 的核心方向就是提升超重型运力的复用可靠性，其近地轨道的有效载荷达 150 吨，在不考虑回收的 情况下，运载能力可达到 250-300 吨，远超现有火箭。我国也在推进重型运载火箭研发，长征九号 具备近地轨道 50-140 吨、奔月转移轨道 15-50 吨和奔火转移轨道 12-44 吨运载能力，基础构型计划 于 2028 年前后首飞，一级重复使用构型预计 2030 年首飞，两级完全重复使用构型拟于 2033-2035 年间实施首飞。目前，商业航天的招标已对火箭运载能力形成量化标准，以垣信卫星为例，2025 年 7 月发布的招标文件中包含一箭 10 星、一箭 18 星两个标段的火箭发射服务项目，共计 7 次发射服 务，招标文件中明确规定一箭 10 星投标产品须具有 950 公里近极轨道不小于 2.8 吨的运载能力，且 具有成功飞行经验；一箭 18 星投标产品须具有 800 公里近极轨道不小于 4.8 吨的运载能力。

近年来全球火箭发射次数不断上升，美国发射次数居于前列。根据 Jonathan's Space Page 的统计，自 冷战结束后，全球发射次数基本稳定在 50-90 次区间，且主要集中在中美俄三国。2015 年后，随着 SpaceX 实现规模化运营可回收火箭技术，全球发射次数开始快速攀升。2025 年全球火箭发射次数达 到 329 次，同比增长 25.1%，为 1957 年人类首次实施航天发射以来的最高值。分国家来看，美国完 成发射 181 次，占比 55.0%，其中绝大部分由猎鹰系列运载火箭完成（根据 SpaceX 官网的统计，2025 年猎鹰 9 号完成了 164 次发射），遥遥领先于其他国家，其次是中国，完成 92 次发射，占比 28.0%， 形成了美国与中国的“一大一小双中心”格局。

受太空算力、6G 等新兴需求推动，全球商业航天万亿级市场拉开序幕

全球算力需求提升，传统地面数据中心扩张已难以匹配 AI 时代的算力需求。随着 AI 技术的迭代加 速，对算力提出了更高的要求，根据中国信息通信研究院发布的《中国综合算力指数报告（2024）》 预测，未来 10 年全球算力需求将达到 2024 年的 70 倍以上。面对快速膨胀的算力需求，传统的地面 数据中心在电力、能耗、水资源消耗等方面正面临着较大的制约。 借助太空的独特优势，太空算力在能源消耗、运营成本等方面具有更大潜力。根据深创投《2026 太 空算力发展研究》的定义，太空算力是一种将高性能计算、人工智能与边缘计算能力集成于太空环 境中，依托太空空间平台构建分布式计算网络或太空数据中心的全新计算范式。太空中有着全天候 的太阳能；太空极低温度有利于设备散热，可以显著降低能耗；太空计算星座部署在轨道上，不受 土地资源限制，并通过模块化设计快速部署，满足不断增长的存储和算力需求。根据 Ezra Feilden 等在《Why we should train AI in Space》中的预估，单个 40MW 算力集群运营 10 年，地面部署和太 空部署的成本分别为 1.67 亿美元和 820 万美元，太空部署的成本优势显著。

中美两国是当前太空算力和太空数据中心的主要引领者：

美国由于地面数据中心面临严峻的能源与散热资源约束，其科技巨头对太空算力商业化的需求 更为迫切，因此形成了以科技巨头为主导、依托成熟商业航天和科技产业生态的发展路径， SpaceX、Starcloud、谷歌、亚马逊、英伟达等企业凭借各自核心能力，加速推进在轨计算验证 与星座部署，有望在短期内实现技术原型和早期商业化应用的突破；

我国太空算力及太空数据中心的发展呈现出政府牵头、产业协同、快速推进的特点，由国家级 实验室和顶尖高校牵头，以重大科技专项为牵引，分阶段推动太空计算星座组网，强调技术自 主可控、天地一体化框架与长期战略支撑能力。

随着 6G 通信向空天地一体化演进，低轨卫星通信系统凭借其广覆盖、低时延等优势将有望成为核 心组成部分。第六代移动通信技术（6G），是继 5G 之后的下一代移动通信技术，通常指工作在太 赫兹频段（300GHz-10THz），具备超高速率、超低时延、全域覆盖、海量连接、智能协同等核心特 征，能够实现“全球无缝覆盖、万物智能互联、天地一体协同”的新一代移动通信网络技术。与 5G 技 术相比，6G 不仅是通信速率的提升，更是通信技术与人工智能、大数据、物联网、空天技术等的深 度融合，将打破地面通信的局限，构建“地面-卫星-空天”一体化的通信网络，实现从“万物互联”向“万 物智联”的跨越，成为数字经济发展的核心基础设施。为了提供全球无缝覆盖、高速稳定的通信服务， 卫星通信系统作为下一代 6G 网络的组成部分已在世界范围内达成共识。

全球商业航天规模预计持续增长。根据蓝箭航天招股说明书引用的美国航天基金会 2025 年发布的 《航天报告》，2024 年全球航天经济规模达到了 6,120 亿美元，其中商业航天收入占比 78%为 4,800 亿美元，2015 年至 2024 年全球商业航天呈逐年快速增长趋势，年均复合增长率为 7.7%。未来随 着全球各个国家对于低空轨道资源的争夺进一步加剧，叠加太空算力、6G 等新兴技术的需求逐步释 放，我们预计全球商业航天的市场规模将进一步提升。

我国已具备航天全产业链覆盖能力，多重驱动未来可期

从“国之重器”到“民之常器”，我国商业航天已具备全产业链覆盖能力

中国航天从无到有、从弱到强，已经成为全球航天领域的重要力量。1956 年 10 月 8 日，国防部第五研究院正式成立，标志着中国航天事业拉开帷幕。自启动之初，航天便是由国家主导的“大国重器”，政府扮演了统筹规划的角色，通过集中调配各方资源，凝聚全国之力，致力于推动航天领域的重大事项和关键项目，取得了瞩目的成就，使得我国跻身于全球航天大国之列。“长征”系列火箭成功研制、“东方红一号”卫星入轨、“神州”系列飞船升空，中国航天从无到有、从弱到强，走出了一条具有中国特色的自主创新发展道路。我国商业航天是在政策破冰下的后发赶超，2015 年是商业航天元年。我国航天的起点是 1985 年，我国宣布长征系列运载火箭进入国际商业卫星发射市场，并且在 1990 年进行了第一次尝试，长征三号运载火箭成功将美国休斯公司的“亚洲一号”卫星送入预定轨道。但是由于业务模式、市场单一等多重原因，到 2014 年也仅仅累计进行了数十次发射。2015 年 10 月，国家发改委、财政部和国防科工局联合印发《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025）》，明确鼓励社会资本进入商业发射领域，中国航天迈出向商业化转变的关键一步，在政策的推动下，蓝箭航天、天兵科技、长光卫星等一批民营火箭、卫星公司相继成立，我国商业航天开始了后发赶超之路。

我国已经形成了商业航天全产业链覆盖能力。商业航天产业链涵盖从研发、制造、发射、运营到应用服务等多个环节的产业体系：上游主要为卫星与火箭的原材料、元器件与分系统，是决定火箭与卫星性能及成本的关键基础环节，需满足高可靠性、环境适应性、轻量化等基础要求； 中游为火箭研制与总装、火箭发射场及发射服务、卫星研制与总装等，在发射环节，卫星由火箭运载，在发射场依靠地面设备辅助实现发射，火箭公司主要负责运载火箭研制、发射任务规划、运载火箭技术接口协调及发射实施等核心工作；产业链下游为卫星运营及服务，包括通信卫星、遥感卫星、导航卫星以及未来新兴的几个领域。经过多年的发展，中国商业航天已实现从核心材料和零部件到星箭制造及商业发射服务，再到卫星应用服务的全产业链 "闭环"。

从竞争格局看，逐步形成了 “国家队主导、民企多元参与”的产业格局模式。在过去很长一段时间里，我国的航天事业是一个高度保密且由国家主导的产业，整个产业链条几乎完全由体制内单位构成。其中，航天科技、航天科工、中电科和中科院这四大系统发挥着核心作用。这一体系在特定历史时期，对于集中力量攻克关键技术、保障国家重大航天任务顺利实施，发挥了不可替代的作用。但是，随着全球航天发展越来越快，尤其是 SpaceX 引发了商业航天技术与市场的颠覆性变化，国有航天体系的局限性开始显现。一方面，国有航天产能调度优先服务于国家任务，对商业订单的响应灵活性不足，难以满足商业火箭小批量、多批次的发射需求；另一方面，基于传统航天标准的配套体系成本居高不下，与商业航天对低成本、高性价比的核心诉求存在冲突。因此，在 2015 年国家发展改革委等多部门联合印发《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025 年）》明确鼓励民营资本进入卫星研制和发射领域之后，蓝箭航天等一批民营商业航天企业相继成立，经过十年的发展，中国商业航天逐渐形成了“国家队主导、民营企业多元参与”的产业格局，各环节协同发展，形成了较为完整和复杂的产业生态，具备一定的竞争力和创造力。

商业航天已经成为我国航天活动的主要增量来源。根据 Jonathan’s Space Page 和你好太空微信公众号的统计，2025 年我国共完成 92 次航天发射，同比增长 35.3%，其中商业航天发射 50 次，占比首次超过一半，商业火箭发射 29 次，同比增长 52.6%，占比 31.5%；全年入轨航天器共计 377 颗，其中商业卫星达 309 颗，同比增长 53.7%。

我国可回收火箭已进入工程验证阶段。根据你好太空微信公众号的统计，中国目前在研且有公开进度的商业可回收火箭包括朱雀三号、长征九号、智神星一号、星云二号等共计 14 款。2025 年 12 月，朱雀三号与长征十二号甲先后完成首飞入轨，尽管两次任务的回收环节未获成功，但这标志着中国可回收火箭，已正式进入工程验证阶段。除了民营企业，中国航天科技集团在 2016 年 1 月 15 日召开的 2026 年度工作会议上，明确强调要全力突破可重复使用技术，彰显了“国家队”突破可重复使用运载火箭技术的坚定信心。

我国商业航天正处于“从 1 到 10”的关键发展阶段，“星多箭少”矛盾突出

当前，我国商业火箭供应链正处于“从 1 到 10”的关键发展阶段，“星多箭少”、成本矛盾突出。这一阶段的显著特征是基础供应链框架已初步搭建，核心环节具备一定供给能力，但整体成熟度与规模化水平仍显不足，面临着“星多箭少”、整体发射成本较高的核心矛盾，尚未形成支撑商业航天快速迭代的高效产业体系，成为制约我国商业航天发展的主要瓶颈。从需求端来看，我国卫星星座发射需求有望快速提升。我们以现有的主要的几个卫星星座规划为基础，不考虑后续新增规划，假设中国相关卫星发射进度遵循 ITU 规则，并参考美国 SpaceX 的放量节奏，我们预估未来主要的卫星星座将从单年千颗级别快速提升至万颗级。

从供给端来看，卫星和火箭的产能短期供应充足，但中长期存在供应缺口：

火箭方面，根据你好太空微信公众号的统计，截至 2025 年 4 月份，中国已经规划 30 个商业航天总装总测火箭工厂，其中已投入生产的火箭工厂有 14 个，年产能共计 216 发，一次性近地轨道运力达 1050 吨；若规划火箭工厂全部达产，可至少年产火箭 396 发，运力达 2204 吨。从地理位置来看，安徽、江苏、浙江和上海聚集了全国近半的火箭工厂。

卫星方面，根据你好太空微信公众号的统计，截至 2025 年 4 月份，中国已规划 58 家卫星工厂，其中已投产 37 家，到 2025 年底我国卫星产能将达到 5090 颗，若规划卫星工厂全部达产，可至少年产卫星 6820 颗。

“星多箭少”的结构性矛盾及产业链配套的矛盾日益凸显。尽管从产能上看，卫星和火箭具备相当的供给能力，但是低轨星座组网需求持续增长，我国与之匹配的高频次、低成本、大运力商业火箭发射能力仍显不足，呈现出“星多箭少”的格局：

首先，中国现役与在研的运载火箭，在运载能力、可复用次数等核心指标上，与美国领先企业仍存在明显差距。

其次，火箭发射服务配套薄弱。我国当前核心航天发射场包括酒泉、太原、西昌、文昌 4 个传统陆基发射场，海南商业陆基发射场，以及山东海阳东方航天港海上发射母港，其中主要的发射任务还是集中在 4 个传统陆基发射场。一方面，传统发射场需要兼顾军民、载人航天等国家任务，与商业发射需求存在资源调配矛盾；另一方面，从地理位置上来说，民营航天企业普遍选择在长三角、珠三角等沿海地区布局总装基地，若坚持在内陆发射，则需额外承担数千公里的陆运成本及拆解重组风险，这种产业链与发射场的地理空间的错配，同样对我国商业火箭的规模化应用造成一定障碍。

最终的体现就是我国目前商业航天的制造和发射成本较高，制约我国商业航天的发展。卫星制造方面，由于规模化、标准化的生产能力不足，还是以定制化生产为主，叠加部分核心部件依赖进口，导致我国整体卫星生产成本较高，根据黄朝峰等《我国商业航天发展面临的形势与挑战》中的评估，我国单颗通信卫星的制造成本约为 2000万元人民币，而美国只需要 700万元人民币。发射成本方面，美国 SpaceX 成本可降至 1500-3000 美元/k/kg，而中国目前仍维持在 5000-8000 美元/k/kg。低成本、技术成熟的卫星制造与火箭发射服务，不仅是实现低轨卫星互联网工程的根基，更是后续推动行业应用及用户服务商业化的关键，目前成本与技术在一定程度上制约着国内卫星互联网产业的推广及商业盈利模式的形成。

政策和资本多重驱动，我国商业航天大有可为

国家政策不断发力，支持我国商业航天产业蓬勃发展。我国高度重视商业航天，将其作为航天强国建设的重要力量予以支持。从 2015 年国家发改委、财政部和国防科工局联合颁布《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025）》以来，中国航天向商业化转变迈出了关键的一步，随后我国商业航天政策逻辑已完成从“鼓励探索”到“战略支柱”的范式转移。《党的二十大报告》、《2024年政府工作报告》、《2025 年政府工作报告》已明确加快建设航天强国，推动商业航天产业安全健康发展，各部门亦通过出台《关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》《关于促进商业航天测控规范有序发展的通知》等纲领性文件、指导性文件、规划发展目标与任务等方式，多层次、多角度对商业航天予以全产业链、全方位的指导与支持。

商业航天融资规模不断增加。根据李超等在《2025 年中国商业航天发展回顾及展望》中的统计，2025年商业航天领域融资总额约 186 亿元，同比增长 32%；融资笔数约 67 笔，较 2024 年有所下降，反映出资金向头部企业集中的趋势。从细分领域来看，卫星运营及应用领域融资约 87 亿元，规模位列第一，主要集中在卫星应用企业；其次为火箭制造领域，融资约 67 亿元，主要集中在火箭总体，主要用于可重复使用火箭的研发、箭体回收技术验证以及发射能力建设；卫星制造领域融资约30亿元，位列第三，主要集中在卫星总体、卫星核心载荷、卫星电推等；其他方面涉及空间资源利用、航天软件与仿真等前沿领域。

商业航天公司开启 IPO 时代。2025 年 6 月，中国证监会发布《关于在科创板设置科创成长层增强制度包容性适应性的意见》，明确商业火箭企业可适用科创板第五套上市标准，为尚未形成稳定收入规模的优质企业打开资本通道。在政策持续加码与资本市场制度完善的推动下，我国商业航天民营企业上市进程提速，2025 年以来，包括星河动力、天兵科技、蓝箭航天、中科宇航等头部商业火箭企业密集开启上市进程，商业航天产业的资本化与产业协同效应逐步显现。

在下游需求、政策和资本等多重因素的共同作用下，中国商业航天市场规模快速增长。根据中投产业研究院发布的《2025-2029 年中国商业航天产业深度调研及投资前景预测报告》，预计 2024 年中国商业航天市场的规模将达到 2.3 万亿元人民币。随着近年来政策不断开放和产业的逐步发展，中国商业航天行业有望进入快速发展阶段，根据前瞻产业研究院预测，2025-2030 年中国商业航天行业将进入发展黄金期，预计 2030 年中国市场规模将达到 8 万亿元人民币。

商业航天快速发展，核心零部件和 3D 打印新工艺有望受益

卫星及火箭成本拆分，重点关注成本占比较高的核心零部件环节

通常卫星系统分为有效载荷和卫星平台两部分。尽管人造卫星无论从外形还是内部结构上来讲千差万别，但是通常都可分为有效载荷和卫星平台两大部分。卫星有效载荷是卫星中最重要的部分，决定了卫星的功能，是卫星用于完成任务的有效部分；其他分系统的存在都是为了让有效载荷能够更好地工作，被统称为卫星平台，一般包括结构与机构系统、热控系统、电源系统、姿态和轨道控制系统、测控系统和数据管理系统等。

有效载荷、推进系统、电源系统成本占比较高。根据你好太空微信公众号的统计，以通信卫星为例，一颗卫星成本最贵的当属“有效载荷系统””，传统定制化卫星的载荷与卫星平台成本占比约为各50%，而当卫星实现批量生产后，平台成本能够进一步摊薄到总体成本的约 30%，对商业公司来讲，卫星平台成本的理想比例为 20%。在通信载荷中，天线系统（包括相控阵 TR 组件、星间激光通信终端等）的成本最高，约占载荷成本的 75%，转发器系统约占 25%。而在卫星平台中，推进系统的成本占比最高，约为卫星平台总成本的 40%，其次为电源系统 22%、结构系统 12%、姿轨控系统 10%、测控系统 9%、热控系统 7%。

除有效载荷外，运载火箭的主要组成部分包括箭体结构（又称结构系统）、动力系统（又称推进系统）和控制系统，这三大系统统称为运载火箭主系统。运载火箭一般由 2-4 级火箭组成，火箭各级之间通过级间段连接，每一级都有自己的箭体结构和动力装置，末级装有仪器舱和有效载荷，其中制导与控制系统、遥测系统以及安全系统的大部分设备装在仪器舱，有效载荷外有整流罩。

箭体结构：是运载火箭的基体，主要用于维持火箭的外形，承受火箭在地面运输、发射操作和飞行过程中作用在火箭上的各种载荷，主要包括贮箱、整流罩、结构件（级间段、仪器舱、尾端等）、连接件（高温合金螺栓、低温管路、阀门等）、解锁件（火工、非火工解锁）等；

动力系统：是产生推力、推动运载火箭飞行的装置，核心部件为火箭发动机。动力系统直接决定了火箭推力与运载能力，对于运载火箭的系统复杂度、任务适应性、产品成本等均有较大影响。液体燃料火箭发动机主要零部件包括涡轮泵、推力室、燃气发生器等；

控制系统：由制导和导航系统、姿态控制系统、电源供配电和时序控制系统三大部分组成。制导和导航系统用于控制运载火箭按预定的轨道运动，把有效载荷送到预定的空间位置并使之准确进入轨道。姿态控制系统（又称姿态稳定系统）用于纠正运载火箭飞行中的俯仰、偏航、滚动误差，使之保持正确的飞行姿态。电源供配电和时序控制系统则按预定飞行时序实施供配电控制。

液体燃料运载火箭的硬件成本主要来自于发动机和箭体结构。从液体燃料成本占比来看，根据朱雄峰《猎鹰-9 运载火箭发射成本研究》，无论是一级还是二级，其发动机和箭体结构占总硬件成本比例最大，其中一级占比约 77.8%、二级占比约 58.1%。相反推进剂占总硬件比例较小，其中一级占比约 0.7%，二级占比约 0.2%。

3D 打印技术完美契合航天制造要求，应用范围和渗透率有望持续提升

3D 打印又称为增材制造，指通过使用计算机辅助设计三维模型数据，将离散材料（液体、粉末、丝、片、板等）以分层制造、逐层堆叠的方法创建物理对象的技术。相对于传统的减材制造和等材制造而言，增材制造通过省去模具或工装的需求大幅降低了初始成本，适用于小批量、复杂化、轻量化、定制化、功能一体化零部件制造。随着 3D 打印技术逐步发展，关键问题、瓶颈问题不断突破，成形零件的性能大幅提高，其应用范围越来越广泛，在航空航天、生物医疗、轨道交通、工程建筑等领域展示了广阔的应用前景。

金属 3D 打印技术在航空航天领域有着先天的应用优势，非常契合航天零部件日益整体化、复杂化、轻量化、结构功能一体化制造需求。商业航天产品一般具有尺寸大、结构复杂、壁厚薄、多复杂内流道等结构特点，产品服役环境恶劣，常常受到高温、高压、腐蚀、大振动等条件的同时作用，使材料面临极端性能的挑战，这些因素加大了发动机零件的制造难度，给发动机的制造过程带来了工艺复杂、工序长、周转次数多等一系列问题。目前运载火箭正追求更大的运载能力和稳定回收复用能力，设计制造也正朝着超轻量化、适配复杂服役环境、高度集成化及极高性能的方向快速迭代。3D 打印技术可以突破传统减材制造的工艺局限性，不仅可以满足一体化成型需求，还可进一步进行功能集成优化，实现复杂结构的成型，充分发挥零部件设计的潜能。

3D 打印在火箭制造中具备显著的成本与时间优势。除了能够突破设计和工艺的边界外，3D 打印技术另一个明显的优势是，凭借其一体化制造和无需模具的工艺创新，能够显著减少零部件数量、简化生产流程，从根本上缩短交付周期和降低制造成本。以 NASA 的火箭发动机燃烧室零部件为例，制造方案从传统制造工艺，到最初的增材制造方案，再到改进后的增材制造方案，开发周期从 18 个月压缩到 5 个月，成本从 31 万美元降低至 12.5 万美元，成本和时间优势显著。

目前 3D 打印在航空航天领域主要采用 PBF（SLM）与 DED 两类技术。根据华曙高科招股书，增材制造工艺被分成七种基本类别，包括粉末床熔融（Powder Bed Fusion）、定向能量沉积（DirectedEnergy Deposition）、立体光固化（VAT Photopoly merization）、粘结剂喷射（Binder Jetting）、材料挤出（Material Extrusion）、材料喷射（Material Jetting）和薄材叠层（Sheet Lamination）。在技术路线选择方面，通常是根据制造件的材料、性能、尺寸、复杂程度等需求去匹配工艺，根据李晶等《航天领域 3D 打印材料及工艺技术研究现状》的表述，DED 和 PBF 技术能够制造出高密度的金属部件，满足航天领域对材料的高性能要求并获得成功应用，成为了航天领域的主流应用技术路线。

3D 打印在火箭的应用主要集中在发动机及其零部件。火箭发动机，作为火箭的最为重要以及成本占比最高的零部件，其结构最复杂、制造难度最大、制造周期最长的部件，业内对其 3D 打印工艺的研究与应用最早也最深入。固体火箭推力室的结构较为简单，液体火箭推力室的结构则较为复杂，组部件数量更多，主要由涡轮泵、推力室、燃气发生器、阀门和自动控制器等组成。

外 3D 打印在航天的技术应用进展较快，美国已经实现了火箭发动机、整箭等系统级或整机级应用：

早在 2012 年，NASA 便启动了 AMDE（Additive Manufacturing Demonstrator Engine）项目，面向激光选区熔化工艺开展液体火箭发动机集成设计与 LAM，实现了氢氧发动机主要零部组件的全增材制造，使零件数量减少 80%，焊缝由 100 余条减少至 30 条以下，研制周期由 7 年缩减至 3 年；

2024 年 8 月，Space X 首次展示了其第三代猛禽发动机（Raptor 3），该发动机大量使用金属3D 打印技术，与上两代相比，Raptor 3 结构极度简化，通过大量集成化制造，从根本上改变了发动机的核心架构。与 Raptor 1 相比，单台重量减少 555 公斤，推力增加 51%。在成本方面，单台 Raptor 3 仅 25 万美元，相比 Raptor 1 便宜了近 90%。猛禽发动机自 2016 年推出以来，不到十年时间实现三代更迭，实现了成本的极致压缩和性能的极致提升；

Relativity Space 是美国一家液体火箭公司，是第一家应用 3D 打印技术整体打印火箭，并制造世界上最大金属 3D 打印机的公司，该公司采用 L-PBF 和 WA-DED 技术制造火箭发动机、贮箱等零件。2023 年 3 月，全球首枚“全 3D 打印火箭”，首次向全世界展示了全 3D 打印的火箭可以承受最恶劣的轨道发射服役环境。通过采用 3D 打印技术，Relativity Space 大幅简化了产品的供应链，火箭的零件数量由十万多个减少到低于 1000 个，制造周期由 24 个月缩短为 2 个月，迭代周期由 48 个月减少到 6 个月。

国内目前还停留在零部件级打印技术研究阶段，与国外在技术水平和工程应用方面仍然存在差距。近年来，国内商业航天应用 3D 打印技术的企业逐渐增多。江苏深蓝航天有限公司是国内早期将 3D打印技术作为发动机生产工艺的火箭研制公司，85%以上的发动机零件由 3D 打印制造，2019 年 10月完成了国内首个液氧煤油针栓推力室长程试车圆满成功，成为继 SpaceX 后世界第二个全面掌握液氧煤油针栓发动机技术的企业。

卫星制造方面，目前 3D 打印主要的应用在减重和提升生产效率。卫星重量的降低有助于提升有效载荷的比重，提高整个航天器的机动性，同时降低发射成本，3D 打印技术在实现复杂拓扑优化设计、点阵结构、一体化结构实现、高附加值零件制造等方面发挥着独 特优势，根据陈材等《星座卫星3D 打印批量生产发展趋势与展望》中的研究，卫星结构采用轻量化设计及 3D 打印技术，可实现减重 30%-60%。

星座卫星主承力结构的研制及生产。进行星座卫星主承力结构设计时，通过等刚度点阵结构取代传统蜂窝夹层结构，再结合 3D 打印的技术特点，可实现蒙皮—点阵—埋件的一体化主承力结构的设计与制造，提高卫星结构构型和布局设计的自由度，缩减主承力结构板零件数量，有利于实现多载荷、多工况下的卫星整体结构拓扑优化，实现最佳传力路径、最佳刚度设计，预计减重 10%左右，缩短结构加工及部装时间，实现满足整星力学性能要求的极致轻量化结构研制，提高卫星载质比 ；

星座卫星次承力结构及功能结构的研制及生产。通过拓扑优化异形实体设计、外部蒙皮+内部点阵中空设计等方式，相对于铸造，可实现单 件减重 30%以上，制造周期缩短 20%以上，单件研制成本与传统制造方法相当。以某直属件支架产品为例，采用 3D 打印蒙皮点阵的轻量化构型后，相比原铸造构型设计减重 60%，减重效果显著；

星座卫星平台载荷的一体化研制及生产。为满足设备指向布局等特殊需求，通常需要增加大量次结构，不仅使力学传递路径复杂化，也增加了总装难度和时间。通过将次承力结构与卫星壁板等主承力框架集成设计，打破平台载荷的界面，可以减少或消除安装，减少质量冗余，提升结构整体刚度，实现主结构整体优化减重。此外，在方案设计初期开展机、电、热、力等多学科综合设计，使结构满足力学承载和构型保持的基本需求，又具备结构、热控、电磁等多功能性。

欧洲航天局 (ESA) 和瑞士 SWISSto12 公司基于 3D 打印技术开发出了面向未来空间卫星设计的双反射面天线。通过采用 3D 打印技术进行制造，不仅可以兼顾天线制造精度与成本，还可以缩短研制周期、大幅减轻零部件的重量，并且增加了天线设计的自由度，具有优异的综合效果。我国 2019 年发射的由航天五院研制的“千乘一号”卫星，主结构是国际上首个基于 3D 打印点阵材料的整星结构，通过铝合金 3D 打印技术一体化制备。整星结构包络尺寸超过 500 mm*500 mm*500 mm，质量占比由传统的 20%降低至 15%，主结构零部件数量缩减为 5 件，设计及制造周期缩短至 1个月。