通信行业商业航天：星舰首飞失败意义仍非凡

免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 1 证券研究报告 科技 商业航天：星舰首飞失败意义仍非凡 华泰研究 通信 增持 (维持) 通信设备制造 增持 (维持) 研究员 黄乐平，PhD SAC No. S0570521050001 SFC No. AUZ066 leping.huang@htsc.com +(852) 3658 6000 研究员 余熠 SAC No. S0570520090002 SFC No. BNC535 yuyi@htsc.com +(86) 755 8249 2388 联系人 王兴 SAC No. S0570121070161 wangxing@htsc.com +(86) 21 3847 6737 联系人 高名垚 SAC No. S0570121080027 gaomingyao@htsc.com +(86) 21 2897 2228 联系人 王珂 SAC No. S0570122080148 wangke020520@htsc.com +(86) 21 2897 2228 行业走势图 资料来源：Wind，华泰研究 2023 年 5 月 09 日│中国内地 动态点评 “星舰”首飞失败但意义重大，技术创新与应用前景值得关注 2023 年 4 月 20 日，SpaceX 在位于得克萨斯州博卡奇卡的星基地对“超重（Super Heavy）B7+星舰（Starship）S24”组合体进行了轨道试飞。火箭在起飞后约 4 分钟意外解体，试飞所收集的火箭、发动机、计算机和地面系统性能等数据，将用于“星舰”设计模型改进与后续研发迭代。虽然造价逾30 亿美金的“星舰”首飞失败，但我们认为此次试飞意义重大。在此次飞行中，“星舰”不仅实现了推力结构、发动机技术、控制辅助系统设计等多方面的技术创新，还展现了广阔的发展潜力，未来有望大大促进商业航天应用。 意义 1#：历史上的最大火箭，各项技术均有突破 “星舰”是“历史上体积最大、推力最强”的超重型运载火箭，在推力结构、发动机技术、控制辅助系统设计等关键技术上均有突破。首飞的“星舰”采用“猛禽”二代发动机，推力由一代 185 吨提升至 230 吨，采用小贮箱推进剂管理模式，实现推进剂灵活调控。为增强系统可回收性能，“星舰”采用了新型起降导航与控制技术、返回热防护、原位发射与回收技术，更新了外形设计与增压、航电、热交换等辅助系统。此次飞行中，“星舰”实现了33 台液氧甲烷发动机的并联，通过协同调整每台发动机的推力，在最多有 6台发动机失效的情况下，仍在相当长时间内保持了火箭的正常飞行姿态。 意义 2#：或将显著加快“星链”部署与卫星互联网建设 “星舰”作为 SpaceX 最新一代的重型运载火箭，其强大的运载能力和低廉的发射成本有望为第二代“星链”部署提供强大支持。随着卫星互联网的迅速发展，SpaceX 正积极扩大其第二代“星链”星座规模，以满足偏远地区和军方用户的需求。“星舰”设计最大运载能力达 150 吨，相较于猎鹰九（最大运载能力 22.8 吨）和猎鹰重型火箭（最大运载能力 64 吨），运载能力实现数倍提升。同时，“星舰”采用全新可重复使用技术，相较于传统的一次性火箭发射成本显著降低，其强大的卫星部署能力或将服务于各大星座，进而加速全球卫星互联网建设。 意义 3#：或将加速太空经济领域的资源投入 受太空经济和军事用途等因素驱动，超重型火箭研制得到全球航天大国重视，“星舰”或将加速全球航天竞赛。作为 NASA 月球着陆器唯一中标方案，星舰有望服务美国阿尔特弥斯计划，承担在月球运输任务，延展人类深空探索能力。美国航天能力提升将促使全球其他航天强国在航天领域投入更多关注和资源。 风险提示：宏观经济下行风险；商业航天发展不及预期；行业竞争加剧。 (12)5234057May-22Sep-22Jan-23May-23(%)通信通信设备制造沪深300仅供内部参考，请勿外传 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 2 科技 SpaceX“星舰”首次轨道飞行失败，试飞数据用于研发迭代 2023 年 4 月 20 日，SpaceX 在位于得克萨斯州博卡奇卡的星基地轨道发射台-1（OLP-1）对“超重（Super Heavy）B7+星舰（Starship）S24”组合体进行了轨道试飞。此次试飞的主要目的是对“星舰”性能及地面发射支持能力进行“首次全面综合飞行测试”（First Fully Integrated Flight Test）。火箭在起飞后约 4 分钟意外解体，全箭飞离发射台，最大高度达 39 千米左右。据 SpaceX，此次试飞所收集的火箭、发动机、计算机和地面系统性能等数据，将用于设计模型改进与“星舰”的后续研发迭代。 “星舰”是 SpaceX 研发的一款全新重型火箭，主要由两部分组成：星舰上部（与火箭整体“星舰”同名，Starship）和超级重型助推器（又名“超重”，Super Heavy）。星舰上部作为太空船，负责运载人员和货物；超级重型助推器则负责提供足够的推力将星舰送入太空。“星舰”火箭全长约 120 米，箭体直径 9 米，起飞质量 5000 吨，重复使用状态下的近地轨道（LEO）运载能力为 100 至 150 吨。“超重”安装 33 台猛禽液氧甲烷发动机，“星舰”飞船安装 6 台猛禽液氧甲烷发动机，其中包括 3 台海平面版和 3 台真空版，均采用过冷液氧和甲烷推进剂。全箭主体结构采用不锈钢材料，以减轻热防护压力和降低制造成本，“星舰”飞船设有前部鸭翼和尾部气动舵用于再入飞行气动控制，底部设有 6 个着陆支架用于着陆。依火箭整体设计，“超重”与“星舰”飞船均可回收，其中火箭级采用垂直起降技术进行回收，飞船级则采用升力式与垂直起降相结合的方式。 图表1： SpaceX“星舰”基本参数与系统结构示意图 资料来源：SpaceX 官网，BBC，华泰研究 此次首飞前，“星舰”已做了相当多的前期系统飞行试验，包括低空飞行试验（高度约 150米），高空飞行试验（高度约 10 千米），与轨道级试飞三个阶段。在 2019 年 7 月至 2021年 5 月期间，SpaceX 已对 8 架“星舰”原型机展开飞行试验，每架都有不同的配置。自2021 年 8 月以来，SpaceX 的迭代开发工作集中在“星舰”系统的首次轨道试飞上。 此次试飞后，SpaceX 将利用原型机开展新的试飞任务，目前暂定第二和第三次试飞任务所用的“星舰”飞船级原型机分别为“B9+S26”和“B10+S27”。其中，S27 带有发射卫星的释放装置，因此推测它有可能搭载“星链”卫星。这两次任务将与首飞任务相同，不进行回收。未来，SpaceX 还将进一步对进入轨道能力、猛禽发动机重启能力、离轨燃烧能力、有效载荷部署能力、回收方案以及在轨推进剂加注技术进行测试。我们认为，“星舰”此次首飞虽然失败但意义重大，其技术创新与应用前景值得关注。 仅供内部参考，请勿外传 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 3 科技 “星舰”