導讀近期,美國安全與新興技術中心(CSET)發佈報告,聚焦美國在遙感、發射及先進太空技術領域的優勢維持問題。報告指出,從冷戰時期的政府主導,到如今私營企業狂飆突進,美國太空經濟已成長為兆級賽道。SpaceX如何改寫發射成本規則?遙感衛星為何成為大國競爭新焦點?本期將帶你速覽美國太空經濟背後的機遇與隱憂。1. 美國太空經濟的演變與研究背景美國太空經濟在過去 70 年經歷了顯著演變:從 20 世紀 50 年代完全由政府支援的領域,轉變為如今日益由私營部門驅動的動態生態系統。20 世紀 60 年代,隨著冷戰政治力量和技術進步推動人造衛星發射,企業開始參與政府主導的任務,為遙感衛星發展奠定基礎。如今,這一產業正以驚人速度增長,2023 年全球太空經濟價值達 6300 億美元,預計到 2035 年將超過 1.8 兆美元,對現代經濟、地緣政治影響力和國家安全均具有關鍵意義。美國在太空領域的投資規模領先全球,2023 年對太空項目的投資達 732 億美元,若計入 NASA 預算則更高。政府投資與政策歷來是推動私營太空發展的核心動力,例如 NASA 早期與 SpaceX 的合同支援了該公司的技術突破,而 SpaceX 的創新又降低了太空產業多個領域的准入門檻。從經濟貢獻看,2022 年太空經濟為美國 GDP 貢獻 1318 億美元,風險資本對太空企業的投資增加也預示著更多增長潛力。然而,太空領域正成為競爭激烈的環境,對手直接威脅商業和政府所有的天基能力,凸顯了維持技術優勢的緊迫性。2. 太空經濟的關鍵主題美國太空經濟的發展受多重因素的影響,核心因素包括政府角色、技術進步、發射領域革新、市場整合趨勢、遙感產業增長及先進技術潛力。(1)政府角色美國政府作為關鍵行業客戶與投資者,通過公私合作支撐太空產業成長。政府不僅提供資金支援,還以客戶身份助力企業成熟,如 Rocket Lab 早期五次發射中有三次服務於美國政府,SpaceX 前五次獵鷹 9 號發射獲 NASA 商業補給服務支援。美國政府的支援形式非常多元化,包括 NASA 的 SBIR 種子基金、國防部太空發展局的衛星合同,以及非資金支援如放寬遙感法規(《1992 年陸地遙感政策法》第二章)、開放風洞等測試設施、共享地球觀測資料,還有通過高校研究和培訓項目培養人才。這些支援為高風險、高資本密集的太空產業提供了穩定性,是私營部門繁榮的基礎。(2)技術進步技術進步是商業增長的核心驅動力,政府資助的研發為其奠定基礎。小型化趨勢顯著,更高效的晶片使低地球軌道(LEO)衛星性能接近大型衛星,雖面臨太空輻射挑戰,但低成本晶片推動了 LEO 衛星激增。1999 年開發的 CubeSat 平台已廣泛商業化,因重量輕、成本低,提升了單次發射衛星數量。感測器技術進步讓遙感產業受益, 雷射雷達拓展了農業、災害管理等應用場景。運載火箭創新中,SpaceX 的可重複使用一級火箭將發射成本降低 4-8 倍,下一代 “星艦” 計畫實現完全可重複使用,進一步節省成本並提高發射頻率。(3)發射領域革新發射在太空產業中居核心地位,SpaceX 的影響尤為關鍵。2000-2015 年全球火箭營運成本為每千克 1-2 萬美元,而 SpaceX 將其大幅降低,使更多有效載荷得以低成本發射,催生了遙感、先進技術等領域的初創企業。但衛星成本下降伴隨可靠性降低(壽命短、容錯性低),卻因低成本和星座部署模式仍具吸引力。圖1 發射的有效載荷數量(1980-2023年)(4)市場整合趨勢SpaceX的主導地位引發市場整合擔憂。其佔據美國政府風險投資支援的 65%(國防部)和 81%(整體),在發射和衛星通訊領域形成優勢。資本密集特性使新企業難競爭,Astra 和 Terran Orbital 等公司因資金和技術問題失敗。歷史上聯合發射聯盟(ULA)的案例表明,整合雖保障可靠性,卻導致高成本和創新停滯。(5)遙感產業增長及遙感市場正快速增長,技術與資本推動新公司湧現。2012 年後企業採用多元感測方式,如 Spire Global 的射頻感測、Umbra 和 Capella 的合成孔徑雷達(SAR)。高光譜衛星已入軌,高光譜成像等新興技術正拓展應用邊界。LEO 軌道因成像清晰、成本低成主流,甚低地球軌道(VLEO)若克服大氣阻力問題,將提供更高品質資料。圖2 遙感公司成立日期和狀態(1980-2021年)(6)先進技術潛力先進技術企業在定位導航授時(PNT)、太空態勢感知(SSA)等領域展現潛力,2010 年後營運公司數量增長。但盈利困難,需政府作為早期客戶、提供資金和監管激勵,以推動技術落地。探索領域雖國家安全應用不顯著,但能激勵人才、帶動半導體等技術革新,NASA 商業載人計畫等模式推動私營主導營運。3. 結論報告指出,面對全球太空競爭加劇,美國需以戰略政策保障技術與產業優勢。報告建議政策應聚焦創新驅動、競爭保障與監管適配這三個方面:——在創新方面,持續投資基礎科研和太空技術,支援初創企業長期發展,通過合同、稅收等方式滿足其資金需求,推動軍民兩用技術和商業化落地;——在競爭與市場韌性方面,打造多元供應商體系,多樣化戰略合同,降低中小企業參與門檻,推動公私合作開發可擴展技術,防止市場壟斷帶來的風險;——在監管上,整合跨機構政策,最佳化流程,針對太空碎片、在軌製造等新興領域完善監管,並在國際層面加強合作與威懾。 (稻香湖下午茶)