航天产业的直接经济效益是指航天技术及其产品进入市场或社会应用所产生的一次性效益,它可分成两部分:一是航天技术与产品国内外销售及发射、搭载服务的收益;二是为空间技术项目的社会应用所产生的一次性效益。
以美国为例,其商业航天收入呈逐年增长的趋势,如图1所示。在1988~1994年间,各类航天收入的比例见图2。
一、 发射市场以及运载火箭和卫星制造业的经济效益
商业发射市场是航天技术产生直接经济效益的主要市场之一,它包括运载火箭和卫星两大产品。世界商用卫星发射市场主要包括两部分:一是商用静止轨道卫星市场,其90%为通信广播卫星,10%为气象卫星、数据中继卫星和技术试验卫星等;二是商用非静止的低中高轨道小卫星市场,其70%为小型通信卫星星座,30%为科学实验、技术试验和空间探测卫星。据预测:到2010年,在大中型卫星和运载火箭研制上的商业投资将达到500~600亿美元。
1.运载火箭及其发射市场
目前国际上主要承揽商用卫星发射任务的运载火箭有:欧空局的阿里安系列是目前最成功的商业运载火箭,从80年代中期以来,一直占据着国际商业发射市场的60%左右;美国的宇宙神和德尔它约占20%;俄罗斯的质子号和中国的长征系列占16%。
(1)地球同步轨道载荷
在1992~2004年间,地球同步轨道民用通信卫星的发射量估计为166~199颗(不含独联体),比较确定的数字为184颗(均不含小卫星),相应的发射服务收益为120亿美元。此外,地球同步轨道军用通信卫星的发射数量预计为33颗,发射服务收益为25.5亿美元;地球同步气象卫星的发射量为14颗,发射服务费为9亿美元。以上总计为231颗卫星,发射费154.5亿美元。
运载火箭的发射价格随卫星质量的增大而提高,美、欧运载火箭发射地球同步卫星的平均价格如图3所示。从曲线上看,4吨以下的发射价格呈线性增长,4吨以上的则高于线性水平。显然4吨以上大推力运载火箭具有较高的经济效益,为各国发展重点。
(2)低地轨道载荷
低地轨道的卫星目前以气象、资源、环境监测等遥感卫星、导航卫星、侦察卫星、科学卫星为主,随着小卫星系统的发展,低地轨道通信卫星也将占有重要地位。在民用商业卫星中,低地轨道卫星目前所占比例较小,但在未来10年中将会有较大增长。例如民用气象和地球观测卫星,从70年代到80年代,平均每年发射1.5颗,而从1994~2003年,平均每年发射3.5颗(不含独联体和中国)。
值得注意的是,许多小卫星的经营者并不倾向于用小型专用运载火箭发射低地轨道小卫星,特别是那些由大量卫星组成的星座。他们更愿意采用由大中型火箭一箭多星的部署方式,例如铱星系统,其绝大部分由德尔它以及中国、俄罗斯的大中型火箭发射。
总的来说,在未来10年中,平均每年将有23~32颗小卫星由小型运载火箭发射。而在未来5年中,至少有150颗小卫星将由大中型运载火箭发射,平均每年30颗。
2.卫星制造业
目前,在卫星产业化方面处于领先地位的国家和地区是美国、俄罗斯、日本和欧洲。美国和俄罗斯早在60年代初就开始了卫星产业化的进程,日本也从70年代开始实现卫星产业化。从80年代开始,这些发达国家又进入了商业化的阶段。现在,美国和日本在卫星商业化方面处于领先地位。美国的各大卫星制造公司在世界商用卫星市场上占有绝大部分的市场份额,而日本在整星的承制上虽然不是成功者,但在卫星部件的出口上却已取得了"历史性"的突破,目前已成为全球卫星部件的重要出口国。
美国主要的卫星制造公司有洛马公司、休斯电子公司、劳拉公司、TRW公司及洛克韦尔公司等,它们占有美国卫星产业的绝大部分。其中休斯电子公司是世界上最大的通信卫星制造公司,曾制造了世界上第一颗同步轨道通信卫星,第一颗国内通信卫星,第一颗海事通信卫星,第一颗商业性直播卫星,第一颗国内移动通信卫星。该公司目前大约占有50%的地球同步轨道通信卫星市场。
俄罗斯的卫星制造产业主要有拉沃奇金科研生产联合体和应用力学科研生产联合体。拉沃奇金科研生产联合体主要制造地球资源卫星和通信卫星,1993年拥有员工1万人。而应用力学科研生产联合体主要制造通信卫星和导航卫星,1992年拥有员工1.1万人。日本的卫星产业化发展速度也是很快的。虽然日本的卫星目前还未打入国际市场,但日本凭借其雄厚的基础工业实力,采取自主开发与国际开发相结合的政策,不断加大空间开发投入强度,不失时机地修改并推进以模块化、标准化、系列化卫星和平台为主导的空间开发计划,在卫星产业化方面取得巨大的进步,日本目前的卫星发射数量仅次于美国,俄罗斯,位居世界第三,并且在分系统、部件、元器件、材料方面的技术实力,特别是通信、广播卫星有效载荷方面的技术实力已与欧洲相当,紧追美国。日本的三大卫星制造公司是东芝公司、三菱公司和日本电气公司。
在欧洲,法国、德国和英国等国家的卫星产业已具备了相当大的规模。1990年,法国的马特拉航天公司与英国的马可尼航天公司合并,建立了马特拉·马可尼航天公司,该公司制造的卫星有国际海事卫星-3、韩国星、欧洲通信卫星、天网-4、斯波特-5等。德国的卫星制造公司是德国航空航天公司卫星系统部道尼尔公司,其主要产品有交响乐卫星、国际通信卫星-5、电视星、欧洲通信卫星-2、欧洲遥感卫星-1等。
目前,全球的卫星市场已具备了一定的规模,今后,随着世界各国对开发空间资源的重视,卫星市场将会有较大的发展。例如,据欧洲咨询公司预测,1991~2002年,仅全世界通信卫星制造业市场就高达119~146亿美元。在卫星市场的地区分布上,拉美和亚太地区将会成为市场发展的重点。特别是亚太地区,它是目前世界上经济发展最快的地区之一,其卫星通信市场在今后将会出现飞速的发展。在占有卫星市场方面,美国、欧洲、日本将形成三足鼎立的局面。据日本方面预测,从现在到2010年,日本空间产品能获得可观的经济效益,如图4所示。
二、 卫星应用的效益
应用卫星(包括通信及广播卫星、对地观测卫星和导航定位卫星)是开发信息资源的航天器,卫星应用使人类开发利用信息资源的广度和深度产生了质的飞跃,使巨大的地球变成了一个"地球村",人类社会从此迈向信息社会。利用卫星通信的国家和地区已达170多个,有122个国家加入了国际通信卫星组织。卫星通信为社会提供的业务,现在已达到百种以上。这些业务主要有:电视、广播、电话、电报、传真、电教、数据传输、移动体(人、车、船、飞机)通信、检索、数据收集、报刊传送、汇兑、计算机联网、救援、医疗、航天器通信、测控、数据中继、电子贸易等。卫星上天40多年以来,人类的新发明创造超过了过去2000年的总和。航天技术与信息技术相结合,推动了人类的"知识爆炸",使人类的生产力、生产方式、生活方式和社会上层建筑发生了显著变化,这是航天技术迄今最重大的贡献。
国外卫星应用逐步进入了产业化和商业化发展轨道,并已在卫星通信、卫星遥感和卫星导航定位应用领域形成了相当的市场规模。
1.卫星通信
卫星通信是最早进入商业化的卫星应用领域,最近几年,随着国际政治局势趋于缓和,随着电子技术、计算机技术和信息高速公路的发展,卫星通信的产业化、商业化发展呈现出前所未有的好势头。l993年美国航宇局和美国国家科学基金会派出12名专家,对欧洲、日本、俄罗斯等国的41家从事卫星通信的生产商和经营商进行了调查,并得出结论:全世界卫星通信产业已进入了一个新的扩张时期,目前全球卫星通信产业的年产值已超过150亿美元,预计到本世纪末将达到300亿美元。卫星通信产业包括:卫星固定通信、卫星移动通信和卫星直播电视。
据欧洲咨询公司估计,1991~2002年间,全世界卫星通信市场约为700~1000亿美元,其中地面设备市场约为480~720亿美元,卫星制造业市场约为119~146亿美元,发射市场为91~129亿美元。在此期间,将发射140~172颗通信卫星。1995年卫星地面市场销售额估计为107亿美元,到2001年将会增加一倍多,可达到220亿美元。主要产品将是直接到用户的卫星电视接收机、移动卫星电话终端和VSAT站。卫星电视接收终端的全球销售额将从1995年的88亿美元增至2001年的137亿美元,卫星移动通信终端将从1995年的4.54亿美元增加到2001年的24亿美元。从以上数字可以看出,移动通信的发展将是非常迅速的。
2.卫星遥感
卫星遥感不仅具有巨大的社会效益,也有巨大的经济效益。80年代中期,法国的斯波特卫星和美国的陆地卫星先后由私营公司经营,并将遥感数据和图像推向市场,这标志着卫星遥感进入了产业化、商业化的初期阶段。
目前,在全球卫星遥感市场上占主导地位的主要有美国、法国、俄罗斯、日本、欧洲等国家和地区。美国政府在1984年颁布了"陆地遥感商业化条例",从法规上明确了卫星遥感的私营化方向。1988年,美国航宇局开始实施"地球观测商业化应用计划",该计划由美国政府与私营企业之间进行合作。该计划涉及到的市场包括森林管理、渔业管理、粮食产量预测、海洋数据服务、城市建设制图、管道监测与管理、灾难预测、农业制图、地表水管理等。该计划在1990~1993年间的收益为1300万美元,在1994~1996年间的收益约为6300万美元。
当前,世界卫星遥感市场已初具规模。据美国商业部估计,全世界卫星遥感市场1993年的销售额(不包括空间部分)约为4亿美元,而卫星图像市场上的两家主要公司:地球观测卫星公司和斯波特图像公司以及一些地区性公司在1993年的直接销售额总和约为6500万美元。但是卫星遥感市场目前仍然处在发展初期,各国的商业遥感系统的收益仅能维持地面系统的运营费并略有盈余,本世纪内还不能达到承担卫星系统及其后继系统的研制费用,仍需要政府的大量补贴。
3.卫星导航定位
卫星导航定位的商业化、产业化目前还处于起步阶段,其市场规模还比较小。目前,在卫星导航商业化应用上处于领先地位的是美国、俄罗斯和欧洲。美国是最早发展卫星导航定位产业的国家,目前其GPS产业已具备了一定的规模。据测算:1991~1996年美国GPS市场的销售额约为63.2亿美元,其中民用产品占53.2亿美元。美国GPS产业协会最近公布的市场调查研究报告表明:1995年美国的民用GPS市场总销售额为11.96亿美元;在市场分配上,车辆导航、测绘与个人用户所占比例较大,其销售额分别为3.1亿、2.01亿和1.8亿美元。除美国之外,俄罗斯拥有自己的卫星导航定位产业,欧洲各国,包括德国、法国、英国、瑞士、瑞典、挪威等,以及美洲的加拿大和亚洲的日本也都在积极开发研制民用GPS接收机,它们都想在全球卫星导航定位市场上抢占一席之地。GPS已成为一个蓬勃发展的国际性产业,为几十万人提供了就业机会,产值近百亿美元。目前世界上约有100家以上公司从事各种GPS接收机的生产,接收机的尺寸和重量都在缩小,而功能则越来越强,价格也越来越低。销售价格的降低将刺激GPS市场的增长,预计近期GPS用户可达到50万户,其中主要是民间用户。
1996年3月28日美国总统克林顿签发了"总统令",颁布了美国国家GPS政策,该政策宣布美国将于今后10年内终止运行现行的降低民用GPS信号精度的做法,为商用和民用GPS用户提供与军用精度相同的信号,并重申美国为全世界和平的民用、商用和科学界用户提供基本GPS服务而不收取直接用户费的承诺。这一政策的出台不仅会促进美国GPS产业的发展和技术的进步,还会促进全球GPS产业的发展。另外,国际移动通信卫星组织将实施"国际卫星导航系统(ISNS)计划",其通信卫星星座在提供通信服务的同时将为全球提供导航定位服务。相信在不久的将来,卫星导航定位将形成全球性的市场。
三、 未来的空间综合市场
在21世纪,随着国际空间站投入运行,除了进行空间实验活动以外,还将逐步开展空间加工业,开发新材料和新能源,并诞生形形色色具有新的应用前景的领域,比如:空间医药生产、信息服务、空间新材料加工、空间能源开发、空间旅游等。这些空间活动或许将形成未来的空间经济,成为21世纪国民经济新的增长点。□
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