美中领跑全球商业航天，火箭技术迈向可重复使用新时代
（精选报告来源：报告研究所）
1. 美中成商业航天核心力量，美国领先、中国加速追赶
2023年全球火箭发射中，美国以116次发射、94%完全成功率位居第一，其中SpaceX承担84%任务；中国完成67次发射，成功率高达99%，紧随其后[k]。俄罗斯、欧洲分别执行19次和3次发射，均实现100%成功；日本与朝鲜发射成功率较低，分别为67%和33%[k]。
航天器研发周期长、技术壁垒高，典型火箭如长征五号与SLS研发耗时达13年和12年[k]。据《中国航天科技活动蓝皮书（2023年）》，2023年中国研制发射120颗商业卫星，占全年卫星发射总量的54%[k]。近十年来，多款商业火箭成功入轨，商业卫星实现多项国内外技术突破[k]。
全球火箭发射服务市场持续扩张，PrecedenceResearch数据显示，2022年市场规模达145亿美元，预计2032年将突破500亿美元，十年复合增长率约13%[k]。美国通过资金、技术与发射场支持推动企业发展，如NASA为SpaceX提供发动机建模、运载火箭研制等技术支持，并开放发射工位资源[k]。
当前商业航天已成为国家综合实力竞争的新高地[k]。美国采取“政府引导+企业主导”模式，早期由NASA扶持，后期由SpaceX等龙头企业引领；中国则坚持国家与民营企业协同推进，快速追赶[k]。
2. 火箭为商业航天核心载体，液体燃料主导技术方向
中国商业航天产业链分为上游材料组件、中游卫星与火箭制造及地面设备、下游应用服务[k]。火箭作为发射工具，负责将卫星送入预定轨道，其核心系统包括动力系统、制导与控制系统、箭体结构[k]。
动力系统产生推力，是火箭成本主要构成部分；制导与控制系统（GNC）确保飞行轨迹精准，由制导、导航与控制三部分组成；箭体结构包括整流罩、储箱、级间段等，保障整体稳定性[k]。
2.1 火箭技术演进：从固体到液体，液氧甲烷成主流
固体火箭技术起步较早，广泛应用于导弹与助推器，如美国“民兵”导弹与航天飞机固体助推器[k]。液体火箭始于20世纪30年代德国V-2火箭，1926年戈达德发射首枚液氧汽油火箭奠定基础[k]。民用航天时期（1970s–1990s），发动机趋向无毒、高效与可重复使用，代表型号包括美国SSME与苏联RD-170[k]。商业航天时代（2010s至今），低成本与可重复使用成为趋势，如SpaceX“猛禽”与中国的YP-100系列[k]。
液体燃料因高比冲、推力可调、支持重复使用等优势，成为商业航天首选[k]。SpaceX“猎鹰9号”采用液氧煤油，结合可重复使用技术显著降低发射成本[k]。中国现役运载火箭中，液体火箭占比达75%，固体占23%，固液混合仅2%[k]，显示液体火箭在大型发射任务中的主导地位[k]。
液氧甲烷凭借高比冲、低结焦、易维护等优势，成为新一代可重复使用火箭的理想燃料[k]。相比液氧液氢，其成本仅为液氢的1/30，贮箱更小更轻；相较于液氧煤油，理论比冲更高且不易积碳[k]。全流量补燃循环液氧甲烷发动机在室压、比冲与寿命方面表现突出，被视为未来发展方向[k]。
中国液氧甲烷发动机经历基础研究（1980s）、关键技术攻关（2005–2010）、重复使用验证（2010–2015）及工程化推进（2015至今）四个阶段[k]。蓝箭航天、九州云箭等民营企业加入后，推动80吨级、200吨级发动机研发，实现全面试车与技术突破[k]。
2.2 火箭核心系统解析
动力系统为火箭“心脏”，主要包括推进剂输送、增压系统与液体火箭发动机[k]。推进剂通过管道输送至燃烧室，增压方式包括气瓶贮气、化学增压与自生增压等[k]。
制导与控制系统（GNC）是飞行控制核心，采用迭代制导、闭路制导等先进技术提升入轨精度[k]。中国长征二号FT1首次应用迭代制导技术，确保天宫一号与神舟八号交会对接的轨道精度[k]。现代GNC系统具备高精度抗扰着陆、多任务动态调整与智能学习能力，支撑可重复使用火箭回收[k]。
伺服系统用于调节发动机喷管摆动与火箭姿态，主流类型包括电液、机电与电静压伺服系统[k]。长征八号采用新型电静压伺服系统（EHA），组件更少、重量更轻、维护简便，适应批量化生产需求[k]。
箭体结构由整流罩、推进剂储箱、级间段、发动机架等组成[k]。以猎鹰9号为例，一级采用铝锂合金储箱、九台梅林发动机设计，支持单发失效冗余；整流罩与着陆腿采用碳纤维与铝蜂窝材料，支持重复使用[k]。
成本结构上，发动机与箱体为火箭主要成本来源[k]。一级火箭中发动机占54.3%、箱体占23.5%；二级中箱体占29.5%、发动机占28.6%[k]。
3. 可回收技术成降本关键，SpaceX引领全球趋势
SpaceX通过火箭一级回收与重复使用，大幅降低发射成本，成为商业航天降本增效的核心路径[k]。其猎鹰9号火箭已实现单枚火箭复用超20次，显著提升发射频率与经济性[k]。该模式推动全球企业加快可重复使用技术布局，标志着商业航天进入高效率、低成本发展新阶段[k]。
