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防御:零重力的先发优势

新闻稿:摩根士丹利(Morgan Stanley)
发布时间:2021年10月7日,周四

鉴于空间分离的兴起和最近一系列备受瞩目的太空飞行,我们正在应对围绕空间趋势持久性的大量问题。我们所看到的是一场锁定先发优势的竞赛,并预计这一趋势将持续下去,因为进入太空的障碍将继续下降。

摩根士丹利第四届年度太空峰会

我们很高兴地宣布,摩根士丹利第四届年度太空峰会将于2021年12月7日(周二)在纽约举行。此次峰会将汇集来自摩根士丹利、公共和私营公司、政府、投资者以及其他主要利益相关方的专家。如有任何问题,请与摩根斯坦利的代表联系。

空间:为什么是现在?

最近太空风靡一时。本季度,我们已经看到许多航天公司退出了spac,占据了航天价值链上下的各个节点。在这一去太空的趋势之前,亿万富翁之间的太空飞行竞争持续了一个夏天,但紧随其后的是首次全民用发射进入轨道。可以理解的是,我们已经回答了大量来自投资者的关于太空领域趋势可持续性的问题。在本文中,我们将提供对该行业发展轨迹的看法,并试图框定未来的机遇。

太空的先行者优势

太空的机遇是巨大的,我们看到不同的驱动因素推动着商业和政府活动。也就是说,我们很清楚,商业和政府实体都看到了太空领域的关键先行者优势,因此正在竞相确立自己的地位。在商业领域也是如此,宽带供应商在近地轨道(LEO)发射了竞争对手的巨型星座,商业太空旅行公司正争先恐后地培养超高净值的新一代宇航员。五角大楼最近认识到太空现在是一个作战领域,这使太空成为国防部预算中增长最快的部分之一,因为美国政府试图加强其最关键的太空资产的防御能力。

宽带基础设施竞赛

在卫星网络星座和宽带需求方面,争取太空先行者优势的竞争可能最为明显。在2020年发射的1282颗卫星中,至少937颗(73%)是巨型星座的一部分,旨在提供全球互联网接入。其中包括SpaceX的Starlink和OneWeb星座。迄今为止,“星链”已经发射了1700多颗卫星,总星座大小可以达到4.2万颗卫星。OneWeb正在计划一个由900个航天器组成的星座。亚马逊(由布莱恩·诺瓦克报道)也通过柯伊伯计划推出了一个卫星互联网网络,并计划发射约3236颗卫星。

商业太空旅行的破土动工

人们对商业太空旅行的兴趣也在攀升,部分原因是2021年迄今已有三名亿万富翁发射了太空飞船。维珍银河(Virgin Galactic)和蓝色起源(Blue Origin)今年都把亿万富翁创始人送上了亚轨道太空。SpaceX公司上个月发射了Inspiration4,将四名普通公民送入太空三天,这是第一次全民用发射进入轨道(见:Inspiration4 Inspiration4)。通过这些飞行,维珍银河、蓝色起源和SpaceX共同证明了商业太空旅游的技术可行性。生存能力则是另一回事。商业太空旅游公司现在面临着在降低票价的同时扩大运力的挑战。我们距离太空旅行的民主化还有很长的一段路要走,但这些公司正在让我们一步步接近。

更容易进入私营企业

今天,太空竞赛不再是在数百万人支持下的民族国家之间展开,而是在竞相将商业太空旅行和探索推向现实的公司之间展开。60年前,在激烈的冷战竞争的推动下,美国和苏联的国家努力使载人航天成为可能。在苏联的尤里·加加林成为第一个进入太空的人类后不到一个月,美国的艾伦·谢泼德也在1961年5月进行了亚轨道飞行。1961年至1963年间,包括谢泼德在内的六次载人飞行是在水星计划下进行的,以今天的美元计算,每次飞行的平均成本约为5.5亿美元。总共有超过200万人参与了水星计划。相比之下,SpaceX、Blue Origin和Virgin Galactic的员工人数分别约为1万人、3500人和800人。

太空军事化

美国军事和情报部门越来越依赖包括通信、导航、导弹预警和监视在内的天基能力。今天,美国的军事任务几乎没有不借助卫星的帮助。

曾经是美国军事安全港

从冷战结束开始,太空是一个美国将各种关键能力转移到太空的无可争议的领域。海湾战争期间,美国对太空的依赖得到了充分体现,卫星网络、高空监视和GPS精确定位的优势也得到了充分体现。到本世纪初,许多关键能力都依赖于数量相对较少的卫星,这造成了明显的脆弱性。对手们注意到了这一点,导致太空成为美国的阿喀琉斯之踵

脆弱性展出

2007年,中国成功进行了反卫星(ASAT)导弹试验,在近地轨道拦截了一颗失败的气象卫星。这一事件标志着太空作为避风港的终结。从那时起,媒体报道概述了来自中国和俄罗斯的各种反卫星能力——包括动力和非动力。例如,2019年,一颗俄罗斯监视卫星在轨道上诞生了第二颗卫星,这两颗卫星后来开始监视一颗美国侦察卫星。虽然中国和俄罗斯目前对美国的太空利益构成了最严重的挑战,但据报道,朝鲜和伊朗等其他国家也在发展反卫星能力。

国防部的空间开支回应

考虑到美国对太空的依赖和不断出现的威胁,太空已经迅速成为国防部的首要任务。对太空领域日益增长的军事兴趣意味着,太空现在是五角大楼预算增长最快的领域之一。国防部用于天基系统的非机密资金仅占五角大楼空间相关支出总额的一部分,自2016财年以来以15%的复合年增长率增长至170亿美元,而同期国防部总预算增长率为3.5%。我们预计,在可预见的未来,这种预算增长和拨款的趋势将继续下去。

对防卫性的新强调

美国政府目前正在重新考虑其空间系统和卫星星座的整体架构。五角大楼认识到精巧的大型卫星是易受攻击的目标,因此现在正在接受低成本卫星的扩散架构。这种方法的一个例子是太空发展局的国防空间架构——一个计划中的由数百颗卫星组成的低轨道卫星星座,以支持军事传感和数据中继。五角大楼还强调了响应式发射的必要性,或及时替换太空中被击落的系统的能力。

减少进入太空的障碍

该领域的可访问性日益提高,是确保太空先行者优势的竞争的基础。随着可及性的增加,随着新进入者的出现和资本流向新可行项目的激烈竞争也在增加。鉴于最近在小型化、处理能力和发射效率方面的创新,我们看到进入太空的障碍继续下降。

成本下降的能力

处理能力和小型化方面的改进使小型卫星在能力、功能和性能方面可以与较大的老卫星相媲美。这推动了更小、更便宜、更容易补充的卫星的趋势。航天器的平均质量从2011年的2997公斤下降到2020年的432公斤(-19% CAGR)。与此同时,每年发射的小型卫星(这里定义为>600公斤)的数量从2011年的39颗增长到2020年的1202颗(46%的复合年增长率),主要受OneWeb和SpaceX的Starlink等LEO星座的增长推动。小型卫星在2020年发射到太空的总质量中占43%,而2011年仅占1%。

降低发射成本

发射成本也有所下降。在20世纪80年代早期,美国宇航局的航天飞机计划中,将一公斤有效载荷送入轨道的费用约为54000美元。如今,SpaceX公司的猎鹰9号火箭可以以每公斤约2720美元的价格将有效载荷发射到低轨道轨道,而猎鹰重型火箭将成本进一步降低到每公斤约1400美元。小型发射供应商也绝对降低了进入太空的成本。例如,火箭实验室的电子火箭是美国第二大使用率最高的运载火箭,仅次于猎鹰9号,目前每枚火箭的成本约为550万美元。拼车选项进一步提高了人们的负担能力,SpaceX提供的拼车服务价格低至100万美元。

殖民的宏伟愿景

在月球和火星上建立永久的存在,尽管是遥远的未来,也不再仅仅是科幻小说的内容。就像在新大陆着陆后的发现一样,我们现在正在了解太空中等待人类的财富。据美国宇航局称,“太空殖民带来的直接或附带的好处可能包括建筑设计、替代燃料生产、3D打印和低重力制造等方面的进步。”美国宇航局的阿耳特弥斯计划旨在2024年将宇航员送回月球表面。私营公司也已经在挖掘深空探索的好处方面破土而出。

那里的空气怎么样?

早期的探险者在第一次登陆新大陆时遇到了许多不熟悉的景象,但美洲的空气仍然可以呼吸,重力仍然拖累着他们。月球和火星的环境与地球非常不同。要支持人类在地球之外持续存在,首先需要大量的基础设施投资。我们希望先进的机器人技术能够在恶劣的太空环境中更加自由地工作,为人类的最终到来奠定基础。

全球航天产业增长

据卫星工业协会(SIA)估计,2020年全球空间工业的规模将达到3700亿美元(约相当于全球GDP的40个bps),在过去五年中以12%的复合年增长率增长(2015年为2080亿美元)。2020年发射了1282颗卫星,比以往任何一年发射总数的两倍还多。截至2020年,轨道上运行的卫星有3371颗,比10年前的958颗有所增加。

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