（报告出品方/作者：民生证券，马天诣、崔若瑜）

1 运载火箭：国之重器

1.1 运载火箭是航天能力的核心基础，具有多种分类方式

运载火箭是将人类制造的各种航天器推向太空、送入预定轨道的主要工具， 依靠火箭发动机向前推进。火箭发动机不同于飞机、汽车上的发动机，它自身携 带氧化剂和燃烧剂，不依赖外界工质，可在真空中工作，因此既可以在稠密大气 层内工作，也可以在外太空飞行；而飞机、汽车上的发动机自身只携带燃烧剂， 氧化剂靠吸入空气中的氧气，只能在大气层内运行。运载火箭是开展各项宇航活 动的基础，集中反映了进入空间、利用空间和控制空间的能力，是航天能力建设 的核心基础，也是国家现代科技发展水平和综合国力的重要标志。 目前世界上能独立研制运载火箭的国家仅有 13 个，而能够独立研制航天器 的国家至少有 30 个，因此运载火箭是衡量航天工程总体发展水平的最重要标志 之一。航天工程对于经济社会发展的推动力极强，在《2021 中国的航天》白皮 书发布会上国家航天局主任赵坚指出航天及其应用可以达到 1：10 的投入产出比， 航天技术成果转化不仅推动了智慧交通、新能源新材料等发展，还广泛应用于国 土资源调查、环境保护、农业发展、林草监测、防灾减灾、气象预报、海洋开发、 交通运输、教育医疗、城乡建设等经济社会各个领域。

火箭有多种不同的分类方式。火箭按照发射的航天器用途一般可以分为非载 人火箭和载人火箭。非载人火箭可以发射人造地球卫星、空间站、行星际探测器、 货运飞船等无人航天器，而载人火箭一般用来发射载人飞船，这也对载人运载火 箭的可靠性提出了更高要求，比如土星五号就配备有发射逃逸系统（Launch escaPE system），可以进一步保障航天员的安全。 根据轨道高度，可以分为亚轨道火箭和轨道火箭，轨道火箭又可以进一步分为近地轨道（LEO）火箭、太阳同步轨道（SSO）火箭、地球同步轨道（GEO） 火箭、月球轨道（LTO）火箭等；根据是否可回收，分为一次性使用火箭、部分 重复使用火箭和完全重复使用火箭，例如猎鹰 9 号的一级可回收，重型猎鹰的一 级和助推器都可回收，而新谢泼德号整体可回收；根据运载能力，可分为小型火 箭、中型火箭、大型火箭、重型火箭或者超重型火箭，在中国标准下，运载能力 小于 2 吨的为小型火箭，2 吨至 20 吨的为中型火箭，20 吨至 100 吨的为大型火 箭，运载能力大于 100 吨的为重型火箭；而在美国标准下，小型火箭、中型火箭 的划分标准与中国一致，20 吨至 50 吨的为重型火箭，大于 50 吨的为超重型火 箭。 按级数来分，运载火箭则可以分为单级火箭、多级火箭。其中多级火箭按级 与级之间的连接形式来分，分为串联型、并联型、串并联混合型三种。串联型火 箭级与级之间的连接分离机构简单，其上面级的火箭发动机在高空点火，但是串 联后，火箭的长细比（长度与直径之比）大，给设计带来一定的困难，同时由于 高度太高，发射操作不便、点火的可靠性差。并联型火箭的连接分离机构较串联 型复杂，其核芯级第一级火箭与助推火箭在地面同时点火，点火的可靠性较高。

一般来说，运载火箭多采用 2-4 级构型。多级火箭每一级点火飞行使得速度 提高后自动脱落，速度逐级提高、火箭自重逐级减轻，从而将有效载荷送入轨道。 但与此同时，一般情况下，由于级数增加，需要的连接和分离机构也就越多，将 会增加火箭质量并且降低可靠性。而且火箭分级超过一定的次数后，对提高速度 的作用就越来越不明显，所以运载火箭一般设计为 2-4 级；有时为了进一步增加 推力，芯级火箭还会捆绑助推器。这种设计能够保证在任务成功的同时，尽可能 地简化火箭的结构和减轻重量。 除了常见的 2-4 级构型的运载火箭，火箭助推器通常被算作半级，因此也出 现了许多半级构型火箭。比如，苏联发射的世界上第一颗人造地球卫星的卫星号 运载火箭，就是在中间芯级火箭的周围捆绑了 4 支助推器，被称为“一级半”火 箭；我国的长征五号运载火箭为捆绑四个助推器的两级半构型火箭。

1.2 运载火箭包括有效载荷及三大系统，推进系统及箭体 结构构成主要成本

除了有效载荷外（指为直接实现航天器要完成的特定任务的仪器、设备、人 员、试验生物及试件等），运载火箭主要的组成部分包括结构系统（又称箭体结 构）、动力装置系统（又称推进系统）和控制系统，这三大系统称为运载火箭的主系统。此外，运载火箭上还有一些不直接影响飞行成败并由箭上设备与地面设 备共同组成的系统，例如遥测系统、外弹道测量系统、安全系统和瞄准系统等。

从成本角度来看，推进系统是火箭硬件成本的主要组成部分。其中发动机占 总硬件成本的比例最大，一级占比约 54.3%，二级占比约 28.6%；结构系统仅次 于发动机的成本占比，一级占比约 23.5%，二级占比约 29.5%；其他部分占比较 小。

（1）结构系统是运载火箭的基体（可以理解为外壳），它用来维持火箭的外 形，承受火箭在地面运输、发射操作和在飞行过程中箭上的各种载荷。火箭的结 构(或框架)是由轻质但坚固的材料制成的，从而在尽可能减少燃料消耗的同时， 以承受高层大气的极端温度。

火箭的结构基本上是一个薄壁圆柱壳体，由蒙皮、纵向和横向的加强件构成， 由于液体火箭和固体火箭燃烧方式有所不同，结构上也有所差异：液体火箭一般 由头部、头部整流罩、氧化剂贮箱和燃料（燃烧剂）贮箱、仪器舱、级间段、发 动机架、尾舱等部分组成，需要分离的部位有分离连接装置；固体火箭一般由前 封头、外壳、装药、喷管装置和后封头等部分组成。

从材料的角度来看，火箭的主要材料包括铝合金火箭、碳纤维火箭、不锈钢 火箭。据机械工程材料官方公众号，多数火箭使用铝合金外壳，第一代材料是铝 镁合金，第二代材料是铝铜合金，第三代材料是铝锂合金。例如猎鹰 9 号外壳使 用铝锂合金材料，长征五号外壳使用铝铜合金材料。另一种常见的合金是不锈钢（SpaceX 箭体材料）。它又硬又轻，可以承受极端载荷而不变形，而且比铝合金 便宜得多。马斯克指出，用铝合金制造火箭，每公斤 30 美元，碳纤维甚至高达 每公斤 200 美元，而如果使用不锈钢制造，每公斤仅需 3 美元。现在，它被用来 建造推进剂储罐(壁厚约 0.5-1 毫米)。我国的蓝箭航天公司在 2023 年 12 月正式 发布了下一代可重复使用液氧甲烷运载火箭朱雀三号，这也将是我国首款不锈钢 液体运载火箭。

（2）推进系统是产生推力，推动运载火箭飞行的装置。对液体火箭来说， 动力装置系统由推进剂输送、增压系统和液体火箭发动机两大部分组成。固体火 箭的动力装置系统较为简单，它的主要部分就是固体火箭发动机，推进剂直接装 在发动机的燃烧室壳体内。

（3）控制系统用来控制运载火箭沿预定弹道正常飞行。控制系统由制导系 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。制导系统的用途 是控制运载火箭按预定的弹道运动，把有效载荷送到预定的空间位置。姿态控制 系统（又称姿态稳定系统）的功用是纠正运载火箭飞行过程中的俯仰、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。

（4）其他部分：遥测系统的功用是把火箭飞行中各系统的工作参数及环境 参数测量出来，通过火箭上的无线电发射机将这些参数送回地面，由地面接收机 接收；亦可将测量所得的参数记录在火箭搭载的磁记录器上，在地面回收磁记录 器。外弹道测量系统的功用是利用地面的光学、无线电设备与装在运载火箭上的 对应装置一起对飞行中的运载火箭进行跟踪，并测量其飞行参数，用来预报航天 器入轨时的轨道参数，也可用来做为鉴定制导系统精度和进行故障分析的依据。 安全系统的用途是当运载火箭在飞行中出现故障不能继续飞行时，将其在空中炸 毁，避免运载火箭坠落过程中给地面造成灾难性的危害。瞄准系统的作用是在发 射前对运载火箭进行初始方位定向。瞄准系统由地面瞄准设备和运载火箭上的瞄 准设备共同组成。

1.3 固液发动机各有千秋，液体发动机可回收利用

火箭发动机是利用冲量原理，自带推进剂、不依赖外界空气的喷气发动机， 基本原理是燃料在火箭发动机内转化为工作介质的动能，形成高速射流排出而产 生动力。除了推力强外，火箭发动机还需要经得起高温和低温的考验，承受住高 强度的流量冲击，因此火箭发动机的研制过程非常复杂。作为火箭的心脏，发动 机成本高昂，占火箭整体成本的 30%~50%。近年来随着火箭发射需求的提升， 发动机也在不断地更新迭代。以 SpaceX 为例，过去的 15 年里， Merlin-1A 发 动机发展到今天的 Merlin-1D，地面推力从 35 吨跃然提升至 86 吨，猛禽发动机 更是达到惊人的 230 吨，为整个行业掀起发动机革新的浪潮。 化学火箭发动机按照推进剂的物质状态可以分为液体火箭发动机、固体火箭 发动机和混合推进剂火箭发动机。液体火箭发动机使用常温液态的可贮存推进剂 和低温下呈液态的低温推进剂，具有适应性强、能多次启动等特点，能够满足不 同运载火箭和航天器的要求；固体火箭发动机的推进剂采用分子中含有燃料和氧 化剂的有机物胶状固溶体（双基推进剂）或几种推进剂组元的混合物（复合推进 剂），直接装在燃烧室内，结构简单、使用方便，能够长期贮存处于待发射状态， 适用于各种战略和战术导弹；混合推进剂火箭发动机则极少使用。

1.3.1 固体火箭发动机响应速度快，能够快速部署

分别来看，固体火箭发动机由药柱、燃烧室、喷管组件和点火装置等组成， 推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。

固体火箭发动机与液体火箭发动机相比较，具有结构简单，推进剂密度大， 推进剂可以储存在燃烧到中常备待用和操纵方便可靠等优点。缺点是“比冲”小 （也叫比推力，是发动机推力与每秒消耗推进剂重量的比值）。此外，由于固体 火箭发动机加速度大，导致推力不易控制，重复起动困难，从而不利于载人飞行。 固体火箭发动机主要用作火箭弹、导弹和探空火箭的发动机，以及航天器发射和 飞机起飞的助推发动机。

1.3.2 液体发动机能够多次启动，符合可回收需求

液体火箭发动机构造上比固体发动机更加复杂，主要由点火装置、燃烧室、 喷管、燃料输送装置组成。液体火箭发动机常用的液体氧化剂有液态氧、四氧化 二氮等，燃烧剂有液氢、偏二甲肼、煤油等。氧化剂和燃烧剂必须储存在不同的 储箱中。

点火装置一般是火药点火器，对于需要多次启动的上面级发动机，则需要多 个火药点火器，如美国战神火箭的 J-2X 发动机，就具备 2 个火药点火器实现 2 次 启动功能，我国的 YF-73 和 YF-75 也都安装了 2 个火药点火器，具备了 2 次启动 能力。 燃烧室是液体燃料和氧化剂燃烧膨胀的地方，推进剂通过喷注器注入燃烧室，经雾化，蒸发，混合和燃烧等过程生成燃烧产物，以高速从喷管中冲出二产生推 力。燃烧室内压力达 200 大气压（约 20MPa）、温度 3000～4000℃，故还需要 冷却。 液体火箭发动机的优点是比冲高，推力范围大（单台推力在 1 克力～700 吨 力）、能反复起动、能控制推力大小、工作时间较长等。液体火箭发动机主要用 作航天器发射、姿态修正与控制、轨道转移等。 对于液体火箭发动机的比冲，除循环方式和燃烧室室压和喷管设计会有影响 外，液体燃料的种类也十分重要。早期的肼类燃料比冲小且有剧毒，已经逐渐被 淘汰；比冲更高一些的是煤油燃料，无毒价廉，很适合液体发动机使用，当前商 业火箭公司的发动机，大多选择液氧煤油发动机；比冲更高的是甲烷发动机，但 需要低温存储且体积大，成本较高；比冲最高的燃料组合是液氢液氧组合，同时 随着技术的进步，液氢价格降低，新一代火箭普遍第一级也采用液氢燃料，如日 本的 H-II，欧洲的 Ariane5 等，我国的长征 5 号火箭第一级也将采用液氢燃料。 美国更是出现了助推器也采用液氢燃料的大型火箭 Delta4型火箭，其性能十分优 越。

固体火箭虽然在运载能力上与液体火箭相比有一定劣势，但在响应速度和军 事应用方面具有明显优势；而液体火箭在运载能力上表现出更高的比冲和运力优 势，但在响应速度和商业应用方面可能存在一定的局限性。

对比来看，液体火箭在运载能力方面，具有更高的比冲和运力优势，随着卫 星组网对大运载能力需求的增加，液体火箭或将成为商业航天的主流。此外，虽 然固体燃料技术难度较低、成本较低，且具有响应速度快、发射周期长、可长期 储存等优势，但由于固体燃料一旦点燃就难以关闭或重启发动机，大幅限制了二 级火箭的变轨和一级火箭的回收能力，降低了火箭的商业价值。

2 星座建设方兴未艾，火箭发射需求不断增长

2.1 运载火箭发射次数和航天器年度发射数量均创新高

根据《国际太空》，2023 年全球航天活动高位高速推进，全年共完成 223 次 航天发射，首次突破 200 次大关，较上年增长 19.9%。其中美国运载火箭共实施 116 次发射，发射载荷 1214t，发射次数、发射总质量超过其他国家总和，牢牢 占据全球首位，其中“猎鹰”系列运载火箭共实施 96 次发射，占全球的 43%， 占美国的 83%，成为美国的主力运载火箭。中国全年共实施 67 次发射，创国内 新高，发射载荷 153t，各项发射数据均居全球次席，其中“长征”系列运载火箭 完成 47 次发射，发射载荷 148t。俄罗斯、印度、欧洲、日本分列第三至第六位。

从载荷部署来看，2023 年全球合计发射航天器 2945 个，美国共部署 2248 个航天器（其中“星链”1984 颗），占全球的四分之三以上；欧洲部署 277 个航 天器（其中“一网”132 颗），位于全球次席；中国共部署 218 个航天器，数量 居第三位。可以看出，低轨大规模星座持续建设部署，对世界航天版图产生了显 著影响。同时随着利用空间需求的不断变化、空间技术的快速发展，全球航天质 量图谱也在持续变迁。2019 年起，“星链”“一网”卫星开启大规模部署，推动 100～1000kg 的卫星数量占比增长，2023 年已占部署数量的 76%。百千克级卫 星在成本与性能上实现了较好的平衡，成为最具增长潜力的一类卫星。

卫星产业链主要包括卫星研制、卫星发射、地面设备、卫星运营等环节。卫 星发射占产业链整体比重较小，但增速迅猛，同时技术含量高，是“卡脖子”环 节之一。根据卫星工业协会（SIA）卫星行业报告，火箭发射环节 23 年收入占比 约为卫星产业链的 2.53%。根据 PRecedence Research 数据，2022 年全球航 天发射服务市场规模为 145.3 亿美元，预计到 2032 年将达到 502.9 亿美元左 右，CAGR 高达 13.22%。从国内情况来看，国内商业航天处于市场需求放量前 期，根据头豹研究院，2023 年我国火箭市场规模将达到 112.1 亿元，预计 2027 年达到 284.2 亿元，2023-2027 年 CAGR 高达 26%。

发射载荷方面，火箭行业的增长主要受到卫星发射需求增长与民营企业渗透 率提升两个因素驱动。据美国卫星工业协会（SIA）卫星行业报告，宽带是卫星 服务领域中增长最快的市场，2023 年同比增长 40%。消费者宽带收入目前为 48 亿美元。

但是目前来看，与美国较为成熟的商业发射市场相比，中国的火箭发射市场 还处于商业化的前期阶段，且仍然以国企为主导，民营企业目前在火箭发射市场 的发射次数占比仅为 10%左右，同时星网工程刚拉开序幕，整体的火箭发射任务 数量还处于爬坡的过程，因此中国火箭行业市场规模处于增长阶段。

2.2 卫星互联网战略意义重大，我国星座处于快速增长期

卫星互联网即利用人造地球卫星作为中继站转发或发射无线电信号，从而实 现两个或多个地球站之间的通信联结。卫星互联网通过一定数量的卫星形成规模 组网，从而辐射全球，构建具备实时信息处理的大卫星系统，是一种能够完成向 地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络。卫星互联网是继有 线互联、无线互联之后的第三代互联网基础设施革命。

“新基建”将卫星互联网建设定义为算力基础设施中核心环节之一。2020 年 4 月，卫星互联网与 5G、物联网、工业互联网一并列为新基建中的通信网络 基础设施。这标志着 2020 年成为我国卫星互联网建设元年，并预计其将成为贯 穿“十四五”的重要投资阵地。 国家多部委提出明确指引，政府出台多政策扶持卫星互联网产业发展。顶层 设计上，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出加快空间互联网的部署； 《“十四五”信息通信行业发展规划》提出推动高轨卫星和中低轨卫星协调发展， 推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合，初步形成覆盖全球、天地一体 的信息网络；各省市层面，多项扶持商业航天行业发展的规划陆续发布。这些政 策推动卫星互联网规模化应用及商业化服务，行业有望实现跨越式发展。 卫星通信优势主要体现在广覆盖、低时延、低成本、宽带化。卫星互联网可 作为地面基站与光纤光缆的有效补充，覆盖传统通信所难以触及的地域和场景。 根据 Internet World Stats 的统计数据，截至 2020 年 12 月 31 日，全球互联网 人数覆盖率仅 64.2%，许多偏远地区人口因地域问题无法得到覆盖。目前主流通 信手段是依托中继站进行信息传输，对地面基站数量要求较高，需考虑地形、用 户密度等因素，5G 时代下中继站覆盖区域小于 4G，铺设密度要求更高；光纤通 信方式，光纤本身成本低，但是光纤铺设及维护成本较高，对铺设环境要求较高。 而卫星通信脱离地面，受地形、移动速度、自然灾害等问题影响较小。

通信卫星可分为高轨卫星和低轨卫星，高轨卫星覆盖面广，低轨卫星时延低。 高轨卫星覆盖面广，最少三颗卫星便可覆盖到整个地球，单星设计容量较大。低 轨卫星以低时延的特性在军工通信中扮演更重要的角色。以美国为例，美国近年 来积极参与和布局低轨卫星通信网络，其背后有明显的军事意图和考量。2019 年底，美国空军 1 架 C-12 侦察机使用“星链”数据下行速度达到 610 兆/秒， 是美军现行通信标准 5 兆/秒速度的 102 倍。一旦高弹性抗毁的巨型低轨卫星通 信网络部署完成，将极大拓展战场实时信息交互和指挥控制能力，或彻底改变信 息化战争模式。除潜藏的较大的军事价值外，先行者还将掌握对全球信息的上游 规则制定权。卫星互联网时代将给国家信息主权及监管带来严峻挑战，建立自主 可控的低轨卫星通信网络十分必要。 卫星轨道属稀缺资源，“先登先占+先占永得”原则下各主要经济体卫星互联 网建设进程提速。轨道和频段是稀缺资源，亦是卫星互联网组网建设的瓶颈环节。 地球近地轨道约可容纳 6 万颗卫星，且当前 Ku、Ka 频段逐渐饱和。当前国际卫 星频率及轨道使用权采用“先登先占”竞争方式获取，同时若发射的卫星寿命到 期可重新发射进行补充，造成“先占永得”的局面，如能抢占先机则能在后续竞 争中优势尽显。美国、加拿大、俄罗斯、日本等国纷纷加快低轨卫星互联网部署， 抢占轨道资源。

我国卫星发射有望提速，目前已有三个“万星”星座计划。星网工程方面， 2020 年 9 月，我国集中向 ITU 提交了两个星座的频谱申请，总计卫星数量为 12992 颗，分为 GW-A59Q 和 GW-2 两个分星座。G60 星链方面，2023 年 7 月 25 日，上海市松江区委书记在新闻发布会上表示，G60 星链试验卫星完成发射并 成功组网，一期将实施 1296 颗，未来将实现一万两千多颗卫星的组网。2024 年 5 月 24 日，上海蓝箭鸿擎科技（大股东为蓝箭航天）有限公司于 5 月 24 日提交 了 Honghu-3（鸿鹄-3）的星座备案，计划将在 160 个轨道平面上总共发射 1 万颗卫星。我们认为星座计划的持续推进验证了我国天基基础设施加速部署的趋势。 且蓝箭航天对于火箭和鸿鹄-3 星座的部署有助于促进火箭与卫星在设计端就紧密 配合，降低卫星发射成本。随着三个“万星”星座项目共同拉开建设大幕，我国 卫星互联网正处于腾飞前夕，相关产业链迎来重大机遇。

2.3 海南商发二号工位竣工，商业航天基础设施不断完善

我国目前已有四大卫星发射基地，全新发射场地正在筹备。中国四大卫星发 射基地为甘肃酒泉卫星发射中心、山西太原卫星发射中心、四川西昌卫星发射中 心和海南文昌卫星发射中心。国内第五大卫星发射基地为东方航天港，是中国唯 一一个运载火箭海上发射母港，位于山东省烟台市海阳市。东方航天港致力于成 为全国首个集海上发射、卫星应用、星箭产研、配套集成航天文旅为一体，高附 加值、低成本、全产业链的商业航天产业化基地。 2024 年 6 月 6 日，随着二号工位发射竣工，海南商业航天发射场转段进入 全系统合练阶段，为 6 月底具备发射能力打下基础。海南商发二号工位是我国首 个液体通用型发射工位，发射模式采用水平转运，水平组装，水平测试的“三平” 模式，可兼容 10 家公司 19 个型号的火箭发射，显著提升发射效率的同时大幅缩 短发射准备时间。文昌航天城两工位发射能力均按 16 发计，相比于作为长征八 号的专属工位的一号工位，我们认为二号工位的竣工有望推动民营商业航天公司 的发射验证进程。

中国 2023 年轨道发射 67 次（其中失败一次），新火箭首飞 1 型（天龙二号）， 首飞成功 2 型（天龙二号、朱雀二号），发射入轨卫星和航天器超过 200 颗（艘）， 载人发射 2 次，商业火箭发射只有 13 次（其中失败一次）。我们认为随着火箭发 射场等基础设施不断完善，民营商业航天公司火箭验证进程有望加速。

3 运载火箭正向低成本与高运力方向发展

3.1 我国在火箭运载能力与发射成本方面有待改进

我国目前面临火箭总运力不足的问题。根据头豹研究院测算，仅发射“星网 工程”卫星平均每年对火箭运力的需求就将达到 343t/700km，而我国 2021 与 2022 年用于卫星发射的火箭总运力分别约为 140.4t/700km 和 120.8t/700km， 发射能力亟待提高。 另外，我国在单箭运载能力与一箭多星方面与美国存在较大差距。从载荷质 量来看，2023 年美国发射载荷总质量 1214 吨，平均单次发射载荷 10.47 吨，中 国发射载荷总质量 153 吨，平均单次发射载荷 2.28 吨，表明我国主力火箭运载 能力仍与美国有较大差距；从发射的航天器数量来看，2023 年美国共发射航天 器 2248 个，平均单次发射 19.38 个，中国共发射航天器 218 个，平均单次发射 3.25 个，差距明显。目前 SpaceX 发射星链的主力箭是猎鹰九号，LEO 运载能力 为 22.8t，单次可发射 20 颗星链 V2 Mini 卫星（约 0.8t）。前日完成第四次试飞 的星舰完全重复使用时 LEO 运载能力 100~150t，单次可发射 110~120 颗二代 星链，相当于一次完成一个轨道面部署。而我国目前发射卫星的主力箭为长征八 号，LEO 运载能力约 8.1t，SSO 运载能力约 4.5t。

同时我国在发射成本上距离美国有较大差距。目前，SpaceX 的猎鹰 9 号重 型火箭的低轨运载成本约为每千克 1 万元左右，而中国的长征系列火箭的发射成 本则在每千克 4 万元到 9 万元之间浮动，在我国商业航天的代表中，谷神星 1 号 的每千克成本为 10 万元、双曲线 1 号每千克 11 万元、快舟 1 号每千克 6.8 万 元。比较发现，SpaceX 在低轨发射成本上具有显著的竞争优势，但我国在成本 方面仍有待提高。 降低成本和提高运力的双重需求提出了对大运力火箭的需要。大运力火箭具 备更大的有效载荷，从而降低了有效载荷的单位成本，NASA 也认为尽管土星五 号价格昂贵，但其单位有效载荷的入轨成本要低于小型火箭。而载人登月、深空 探索对于火箭的运载能力存在更高的要求（目前成功实现登月的土星五号近地运 载能力达到 117t），大运力火箭将是未来发展的另一个趋势。我们认为在卫星发 射需求不断增加的刺激和现有火箭运力不足的情况下，中型和大型运载火箭将成 为未来卫星发射活动及深空探索的主要力量。 当前降低成本的技术主攻方向是火箭回收。SpaceX 研发的猎鹰九号所使用 的梅林发动机，可以实现 10 次以上的回收利用，马斯克则称该火箭的回收翻新 成本小于初始生产成本的 10%，因而从第 3 次飞行开始就比非回收方案更加经济， 这一过程中仅牺牲了不到 40%的有效载荷。根据 Space News，我国目前有多家 航空公司在进行可回收火箭的开发测试，包括蓝箭航天、深蓝航天、星河动力等。

以 SpaceX 为例，目前 SpaceX 在降低运载火箭成本方面主要有以下途径： 首先，SpaceX 以开发可重复使用的火箭作为公司核心战略，这一概念在业 界并不陌生，但 SpaceX 将其推至前所未有的高度，通过对"猎鹰 9 号"火箭第一 级的重复利用以及开发完全可重复使用的运载火箭，SpaceX 公司大幅降低了火 箭发射的相关成本。 其次，SpaceX 形成了规模经济的良性循环。SpaceX 以固定价格的政府合同 起步，并进一步压缩成本，实现了价格较低——集中需求（2018 年进行了全球 60%的发射活动）——规模继续增长——进一步降低成本——竞争力提升的良 性循环。 第三，马斯克杜绝过度设计，SpaceX 在设计猎鹰火箭时注重通用性，尽可 能使用现成的部件和以前使用过的、已经验证过的技术，例如两级火箭都通过 RP-1和液氧提供动力，因此只需要一种铝锂合金发动机，从而减少了模具数量和工序数量，实现了成本节约。马斯克还强调垂直整合度，从而消除供应链带来的 交易成本。 最后，与其他竞争对手相比，SpaceX 的员工人数较少，组织结构相对扁平， 管理费用少，通过较少的基础设施和较高的机器利用率大大降低了固定成本。

3.2 时代呼唤火箭回收复用，垂直起降成为主流方式

回收复用是降低火箭发射成本的关键举措，猎鹰九号的复用成本不足全新火 箭成本的 1/3。由于在运载火箭的成本构成中，火箭一级占比 60%，上面级占 20%，整流罩占 10%，其余 10%为推进剂、复用等发射相关成本，因此对投入 成本高的关键部位进行回收利用可以大幅摊薄单次成本。根据《“猎鹰”9 火箭的 发射成本与价格策略分析》，全新猎鹰-9 火箭成本约 5000 万美元 ，复用型猎鹰９火箭成本为 1500 万美元 。在 2021 年 SpaceX 进行了 31 次发射中，其中仅 有 2 枚是全新火箭，其余的 29 枚均为复用火箭。SpaceX 通过提高火箭的复用 率，取得了显著的经济效益。

从运载火箭的历史看，近年来高涨的卫星等载荷发射需求是可回收火箭技术 发展的现实基础，技术进步则是可回收火箭技术经济性的前提。上世纪由“国家 队”主导的运载火箭项目以科学探测为目标，可回收火箭并非合适的选项。以美 国为例：土星五号在设计之初只打算执行 12 次飞行任务，即使全部采用一次性 火箭，成本仍低于开发一枚可重复使用的火箭。1981 年首飞的航天飞机理论上 可采用轨道飞行器离轨再入大气层，伞降飞回着陆的回收方式。但由于重复使用 结构热防护技术不成熟，当一次发射任务执行完毕后，运输和翻新系统需花费约 650,000 小时的综合劳动力，性价比极低。相比之下，SpaceX 的运载火箭则是 商业化航天的产物，同时 SpaceX 也大量承接来自 NASA 的官方航天订单，充足 的发射需求稀释了研制成本，同时 SpaceX 的火箭垂直回收技术避开了再入大气 层面临的严酷热环境，为降本提供了可能。 火箭回收可分为完全可回收与部分可回收，二者在设计目标、成本效益和回 收技术等方面存在一些关键区别。完全可回收火箭的设计目标是实现整个火箭的 回收和再利用，部分可回收火箭只需考虑部分部件的回收，例如火箭第一级或助 推器，由于关键部件（如火箭第一级）占据了火箭发射成本中的大部分，因此实 现对关键部件的复用、降低替换成本就能大幅降低火箭发射成本，技术开发难度 与工作量也更小，是更具性价比的方案 。 从具体的回收方式来看，目前运载火箭的回收方式一般分为三种：伞降飞回、 翼滑飞回与发推停回。

航天器降落伞回收技术在上世纪 40 年代后期开始发展，最初用于回收探空 火箭的实验仪器，50 年代用于回收无人驾驶飞机、靶机等航空器和试验导弹， 60 年代广泛用于回收卫星、飞船等返回型航天器的返回舱，但用降落伞回收火箭并不常见，因为箭体十分沉重且较为脆弱；但是与箭体相比，整流罩则适合降落 伞回收，猎鹰九号目前已经实现常态化整流罩伞降飞回。由于落地后往往发动机 会随之报废，与真正意义上的回收利用有较大差距。伞降回收的突出优点是火箭 运载能力损失小（10%），回收中无需发动机再次点火，技术成熟度高。采用伞 降回收的航天器包括航天飞机助推器、K-1 火箭等。

翼滑飞回指让火箭像飞机一样飞行和降落，这种方案对火箭总体设计和返回 控制技术要求很高。俄罗斯提出的贝加尔号有翼助推器方案就是典型的翼滑飞回 方案，然而，翼滑飞回需要为火箭增加机翼、起落架等结构，这些结构重量等因 素会导致火箭的运载能力损失约 40%。

发推停回即垂直起降，SpaceX 的猎鹰九号正是最具代表性的垂直起降可回 收火箭。三大主流回收方式中，相比于伞降回收，垂直起降回收着陆精度高、着陆冲击小，能实现包括一级发动机等核心部件在内的箭体整体无损伤回收；相比 于翼滑飞回，垂直起降对地面场地及保障要求低、对运载效率影响小、技术难度 较低，因此具有相对最高的商业应用价值，是当前火箭回收的最主流方式。

对于部分可回收火箭，由于其大部分硬件成本来自于一级，常见的可重复使用火箭所回收的关键部件也一般是一级，发动机作为火箭一级的主体部分，是回 收利用火箭的关键，具体的差别则取决于发动机的燃料类型。 可回收火箭发动机的选择方面，固体火箭发动机一经点燃，就会按照预定的 推力方案工作、可控性差，而且固体火箭燃烧对箭体损伤大，即便实现回收也难 以重复使用；此外，固体火箭推进剂成本占总成本 50-70%，回收的性价比低， 因此液体发动机是火箭重复使用的唯一选择。目前，主流的液体火箭发动机主要 包括液氧煤油发动机与液氧甲烷发动机。 液氧煤油发动机的经济性与可行性已经得到充分验证。SpaceX 的“猎鹰”9 号火箭使用的是液氧煤油发动机，该火箭已经成功实现了多次一级火箭的回收和 再利用。目前，SpaceX 的‘猎鹰’9 号火箭发射报价低至 2700 美元/公斤，但 仍能实现 85%的毛利率，这显示了其在商业发射市场中的竞争力。此外，液氧煤 油发动机技术相对成熟，已经有多个国家和公司在使用这种类型的发动机，包括 中国的“长征”系列火箭。此外，液氧煤油发动机相对于其他类型的发动机，在 维护和操作上更为简便，这也有助于降低运营成本。

液氧甲烷发动机也具有种种优势，是下一代液体燃料的主流选择。第一，液 氧甲烷发动机具有较高的比冲和良好的冷却性能，燃烧效率介于液氧煤油和液氧 液氢之间，这使得它们在效率和可重复使用性方面具有优势。第二，液氧甲烷的 沸点相近，便于空间长期贮存，同时贮箱间无需特殊的绝热结构，这有助于减少 维护成本和复杂性。第三，液氧甲烷发动机不易结焦积碳，液氧煤油发动机回收 后必须进行彻底清洗，液氧甲烷在发动机维护效率上存在优势；最后，在某些星 球上（如火星）有原位资源利用能力，这意味着可以在火星上采集燃料，为深空 探索提供支持。目前，国内外 8 款液氧甲烷发动机火箭正处于研发阶段或已经投 入使用，引领未来火箭技术的发展趋势，以中国为例，“朱雀二号”运载火箭成 功发射，成为世界上第一枚成功入轨的液氧甲烷火箭，这证明了液氧甲烷发动机 技术的可行性。 总的来说，液氧煤油发动机因其技术成熟、经济高效以及维护简便等优势， 在当前的商业航天市场中已经得到了广泛的应用和验证。而液氧甲烷发动机则因 其环境友好性、燃烧效率以及潜在的原位资源利用能力，被视为下一代液体燃料 的理想选择。随着技术的进步和成本的降低，液氧甲烷发动机有望在未来的航天 领域发挥更大的作用。

3.3 星舰引领新一代重载火箭，我国火箭朝大运力发展

在阿波罗计划结束后，以土星五号为代表的第一代重型火箭宣告退役，由于 研制难度及成本等原因，包括美国战神 5 在内的多款火箭项目中途夭折，甚至目 前在役的运载能力超过 20t 的大型火箭都寥寥无几。近年来在载人登月及深空探 索重新提上日程、卫星发射需求不断提高的背景下，多国开始推进大型火箭及重 型运载火箭的研制。尤其是 SpaceX 的星舰，因其低廉的成本及强大的运载能力 备受关注。“超重-星舰”规模远超土星五号火箭，起飞重量约为后者的 1.7 倍， 依据 SpaceX 官网公布数值，其完全重复使用时 LEO 运载能力为 100~150t，一 次性使用 LEO 运载能力 250t，其将成为有史以来性能最强大的可重复使用运载火箭。同时，星舰采用两级可回收的设计方式，马斯克称其有望将运载成本降低 到每千克 100 美元的数量级，规模发射后对于行业将是一个巨大的冲击。 目前我国重载火箭研发进程正稳步进行。我国正在研制的重载火箭包括新一 代载人运载火箭（长征十号）和重型运载火箭（长征九号）。长征十号主要任务 为发射新一代载人飞船和月面着陆器，满足载人月球探测等中国载人航天长远战 略需求，LEO 运力 70 吨，能够将 27 吨有效载荷送入奔月轨道，预计 2027 年前 后完成首飞。长征九号运载能力达到 150 吨，将超过 SLS 和土星Ⅴ号；地月转移 轨道运载能力达到 50 吨，对支撑后续大型空间活动、载人登月及深空探索具有 重要意义。长征九号将在 2030 年左右完成首飞。

我国商业火箭也在朝可回收、大载荷的趋势发展。由于固体火箭具备可靠性 高、发射操作简单等特点，国内航天企业多以固体火箭起步，再积极探索液体可 回收火箭的技术道路。

4 投资分析

信科移动

信科移动是从事移动通信国际标准制定、核心技术研发和产业化的唯一一家 央企控股的高新技术企业。成立至今公司始终专注移动通信技术的开发、应用、 服务，面向 5G 新生态、面向数字化转型，坚持自主创新驱动价值创造，持续掌 握核心技术，打造移动通信领域的“创新高地”和“国之重器”。 公司行业地位显著，技术实力雄厚。公司是我国拥有自主知识产权的第三代 移动通信国际标准 TD-SCDMA 和第四代移动通信国际标准 TD-LTE 的主要提出 者、核心技术开发者及产业化推动者，也是我国在第五代移动通信技术、标准和 产业化的重要贡献者。公司目前拥有的已授权国内外专利超 1.2 万件，累计参与 制定 400 余项国内外行业标准: 截至 2021 年 9 月 30 日公司的 5G 同族专利数量 及 5G 技术标准贡献度全球排名第七位和第八位。

背靠中国信科，有望充分受益 5G 推进。公司控股股东为中国信科，国务院 国资委为公司实际控制人。中国信科是由邮科院和电科院重组而成，居于我国无 线通信领域领军位置，同时也是信息通信产品和综合解决方案核心提供商。公司 是中信科旗下移动通信业务承载主体，是集团唯一从事 4/5G 移动通信系统设备、 天馈设备及室分设备以及移动通信技术服务的企业。2020 年起我国 5G 已进入到 规模化商用，我们认为后续伴随 5G 建设稳步推进，公司作为行业领军企业有望 充分受益。

震有科技

公司作为业务范围涵盖公网通信领域和专网通信领域的通信设备商，海外公 网板块，2022 年公司中标马来西亚电信 4 个核心网项目，并中标孟加拉电信新 增核心网项目，在东南亚、中东和非洲等海外市场加速开拓，创造新的营收增长 点；在国内专网领域，公司具备产品定制化服务和技术优势，并且通过多次成功 设计并运行大型项目通信系统实现信誉背书，拥有良好的品牌声誉和后续渠道资 源，在政府应急、智慧城市、煤矿智能化领域拥有较强客户黏性和转换效率。 2019 年，公司参与承建的天通一号卫星核心网顺利开通，成为国内首个参 与卫星核心网建设并成功商用的供应商。此外，公司已成功交付自主卫星移动通 信系统项目、卫星互联网核心网项目、定制化 5G 卫星核心网项目、4G 和 5G 融 合卫星核心网项目、IMS 融合卫星核心网等相关项目。同时，公司加入 CCSATC12“航天通信技术工作委员会工作组”，参与到“基于 NTN 卫星物联网” 的技术标准讨论中。据 Euroconsult 数据，2021-2030 年低轨卫星市场规模复 合增速有望超 30%，公司作为国内少数具备卫星互联网核心网技术能力的企业， 后续随着我国低轨卫星体系建设，有望深度参与这一市场。

公司于 2024 年 3 月 1 日发布公告称公司作为参与方与某客户在北京市签订 的某国卫星通信项目的购销合同，合同总价款为 1.12 亿美元（不含税）。若该合 同顺利履行，将对公司未来的业绩产生积极影响。

上海瀚讯

公司定位为军用宽带移动通信系统设备供应商及整体解决方案供应商，目前 已实现陆、海、空、火箭军、战略支援部队等全军种列装布局。公司是军用 4G 系统的技术总体，该系统在抗干扰、基站自组网、远距离传输、超高速动中通等 方面进行了军用化增强改造，实现了军用通信从窄带向宽带的跨越式发展。 公司在军用宽带通信领域处于龙头地位，是业内少数既拥有自主核心知识产 权又具备完整资质的供应商。产品型号方面，公司产品全面覆盖固定基站、车载 基站、舰载基站、机载基站或背负型基站，以及车载终端、舰载终端、 机载终端、 背负终端、手持型终端等装备形态；产业链方面，公司产品包括行业宽带通信芯 片、通信模块、终端、基站、应用系统等，已形成了“芯片－模块－终端－基站 －系统”的全产业链布局，实现了研发生产自主可控。公司在技术储备、产品化 能力、型号装备数量和市场占有率等方面都处于领先地位。

2023 年 7 月 25 日上海市松江区委书记程向民在“高质量发展在申城·松江 区”新闻发布会上表示，上海松江加快开辟新领域新赛道，打造低轨宽频多媒体 卫星“G60 星链”，实验卫星完成发射并成功组网，一期将实施 1296 颗，未来将 实现一万两千多颗卫星的组网。公司成功中标相关低轨卫星星座地基基站与测试 终端研制项目，首批次产品已于年底顺利交付。公司中标入围低轨卫星星座一期 卫星通信载荷产品研制，载荷预计于 2024 投产，配合相关星座 2024 年发射规 划，实现交付上星。

海格通信

海格通信成立于 2007 年，前身是国家第四机械工业部国营第七五〇厂，于 2010 年实现 A 股上市。当前公司已发展成全频段覆盖的无线通信与全产业链布 局行业专题研究/通信本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免 责声明 证券研究报告 20 的北斗导航装备研制专家、电子信息系统解决方案提供 商，是行业内用户覆盖面最广、频段覆盖最宽、产品系列最全、最具竞争力的重 点电子信息企业之一。 目前公司主营业务呈现“无线通信、北斗导航、航空航天、数智生态”四大 领域的业务布局。无线通信领域，公司主导产品覆盖短波通信、超短波通信、卫 星通信、数字集群、多模智能终端和系统集成等领域，实现天、空、地、海全域 布局，是国内拥有全系列天通卫星终端及芯片的主流厂家，是军、警、民用数字 集群装备序列和技术体制齐全的主要单位。公司下一代主型短波、超短波产品持 续突破新市场领域，卫通卫导产品、5G 产品也获得了重要突破，有望形成长期 增量。

北斗导航领域，公司率先实现“芯片、模块、天线、终端、系统、运营”全 产业链布局，是国防领域北斗三号芯片型号最多、品类最齐全的单位；根据 2023 年半年报，公司北斗三号产品开始在机构用户实现批量订货，并在行业大 客户场取得突破。公司接连中标能源行业北斗三号应用项目——中石化石油工程 地球球物理有限公司 2022-2023 年度北斗定位手环及配件框架协议采购项目和 中国石油运输有限公司车载终端及主动安全监控设备采购项目，首个实现能源行 业批量应用；承担国家北斗产业化重大工程项目，打造北斗产业化应用的新高地、 新典范，树立北斗卫星导航系统产业化发展的样板。目前行业处于北斗二号向北 斗三号换代期，公司有望抓住行业机遇实现业绩高增。

九丰能源

九丰能源是国内专注于燃气产业中游及终端领域的大型清洁能源综合服务提 供商，经营产品包括液化石油气（LPG）、液化天然气（LNG）等清洁能源以及 甲醇、二甲醚（DME）等化工产品，主要应用于燃气发电、工业燃料、城镇燃气、 汽车燃料、化工原料等领域，并为客户提供优质的国际能源供应及整体应用解决 方案。公司自主运营的位于东莞立沙岛的综合能源基地，其中 LNG 储备设施被 《广东省能源发展“十三五”规划》列为重点的天然气应急调峰和储气设施建设 项目，是保障粤港澳大湾区工业及民生的天然气应急调峰储备库，发挥着重要的 天然气应急调峰作用。公司立足于清洁能源消费市场，服务于国家能源革命的战 略规划，背靠东莞立沙岛综合能源基地优势，已经形成较为完整的清洁能源产业 链业务体系——提供涵盖国际清洁能源产品、码头仓储、加工生产、物流配送、 终端销售及清洁能源综合利用解决方案等全业务链服务，并致力于发展成为国内 领先的大型清洁能源综合服务集团。 2023 年，公司成功签约海南商业航天发射场特燃特气配套项目，拟投资4.93 亿元，为火箭发射提供液氢、液氧、液氮、氦气、高纯度液态甲烷等产品， 该项目是我国商业航天发射场首个特燃特气综合配套项目，是公司接入航天产业 链的重要载体，具有里程碑意义。

高华科技

南京高华科技股份有限公司是以研发、设计、生产及销售高可靠性传感器和 传感器网络系统的高新技术企业。主要产品为各类压力、加速度、温湿度、位移 等传感器，以及通过软件算法将上述传感器集成为传感器网络系统。依托高可靠 性传感器产品的自主创新优势，公司核心产品具有可靠性高、一致性好、集成度 高的特点，较早得到航天客户的关注，成功参与了载人航天工程的项目配套，并 逐渐应用于各高可靠领域。随着公司的研发和生产能力的提升，在航天领域，公 司核心产品参与并圆满完成了载人航天工程、探月工程、北斗工程、空间站建设 工程等重点工程配套任务；在轨道交通领域，公司参与了和谐号、复兴号等高铁 动车的传感器国产化配套；在冶金领域，公司产品应用于宝武集团、建龙集团等 企业的冶炼设备健康监测系统。公司与上述领域的重要客户建立了长期稳定的合 作关系。 经过多年的技术积累和研发投入，公司在高可靠性传感器封装与测试，传感 器网络系统方面拥有了自主研发能力和核心技术，可满足针对不同使用环境的需 求。同时，公司已具备 MEMS 传感芯片、ASIC 调理电路的自主设计能力，通过 持续的研发投入，将逐步应用于主营业务产品。

超捷股份

超捷股份长期致力于高强度精密紧固件、异形连接件等产品的研发、生产与 销售，产品主要应用于汽车发动机涡轮增压系统，换档驻车控制系统，汽车排气 系统，汽车座椅、车灯与后视镜等内外饰系统的汽车关键零部件的连接、紧固。 在新能源汽车上，产品主要应用于电池托盘、底盘与车身、电控逆变器、换电系 统等模块。此外，公司的紧固件产品还应用于电子电器、通信等行业。 公司于 22 年 4 月收购成都新月进军航空航天机加工领域（目前持股比例为 62.68%），成都新月是一家专注于航空航天精密核心零部件产品制造的国家级高 新技术企业，擅长对复杂结构件、薄壁件的加工，目前已取得商业航天火箭零部 件订单并小批量交付客户。目前公司商业航天业务务主要为商业火箭箭体结构件 制造，包括壳段、整流罩、发动机阀门等，在今年 5 月已完成产线建设。后续会 根据市场情况建设燃料贮箱产线。

斯瑞新材

陕西斯瑞新材料股份有限公司成立于 1995 年 7 月，致力于轨道交通、电力 电子、航空航天、医疗影像等高端应用领域产品的研发、制造和销售，向客户提 供高强高导铜合金材料及制品、中高压电接触材料及制品、高性能金属铬粉、医 疗影像零组件等产品的关键基础材料和零组件的高新技术企业。 公司建设的“液体火箭发动机推力室材料、零件、组件产业化项目”，围绕 火箭发动机推力室内外壁、喷注器面板开展从材料制备到组件制造的产品开发和 产能打造，项目预计实现年产约 300 吨锻件、400 套火箭发动机喷注器面板、 1,100 套火箭发动机推力室内壁、外壁等零组件，以新材料、新工艺全力服务商 业航天行业发展。公司产品目前主要客户有蓝箭航天、九州云箭、星际荣耀等。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站