航天装备

航天装备主要指运载火箭等航天运输系统装备，卫星、飞船、深空探测器等空间飞行器，以及航天发射、测控、地面数据与服务等基础性地面系统设备。航天装备水平是代表一国航天能力的核心标志，也是衡量综合国力的重要标志之一。

需求

21世纪以来，航天技术发展极大地促进了生产力发展和人类文明进步，以卫星应用为主的空间应用已经成为国家创新管理、保护资源环境、提供普遍信息服务以及培育新兴产业不可或缺的手段。

当前，航天领域商业创新活跃，快速推进航天产品研制模式创新，太空活动向更普遍、更高效方向转型，世界航天产业日益向低成本、集约化、规模化发展。根据美国卫星产业协会2022年最新数据，2021年全球航天经济增长4%，达到3860亿美元。与此同时，中国航天进入创新发展“快车道”，国家空间基础设施建设稳步推进，北斗全球卫星导航系统进入持续稳定运行、规模应用发展新阶段，商业航天蒸蒸日上，空间信息消费市场快速发展，2021年我国卫星导航与位置服务产业总产值达4690亿元，增长16.29%，预计2025年卫星应用产业规模近1万亿元，2035年可达3万亿元。当前，在卫星应用方面，对高可靠、高精度卫星导航定位授时能力，广覆盖、高效能信息传输分发能力，高时间与空间分辨率、多要素综合探测和智能化、定量化对地观测能力，以及通导遥综合应用能力等提出了进一步需求，重大航天工程、卫星星座组网则需要进一步发展高可靠大运载能力、大规模高密度发射能力。面向未来，建设航天强国、支持新一代信息基础设施建设、服务经济社会发展，对进出空间、探索空间和利用空间能力提出了更高、更广泛的需求，需要不断提高自主创新和原创策源能力，建立与国民经济深度融合、多元开放发展的航天科技工业体系，以及优质普惠的应用产业体系，发展先进航天装备，低成本、高效益、成规模、可持续地提供太空产品与服务，为经济社会和科技发展提供重要推动力，为促进人类文明进步做出更大贡献。

目标

2025年，建成高效、安全、适应性强的航天运输体系，布局合理、全球覆盖、高效运行的国家空间基础设施，形成长期稳定高效的空间应用服务体系。近地载人空间站稳定运行，广泛开展空间科学与应用研究。形成较为完备的深空探测工程和科学应用体系，具备行星际探测能力。空间信息应用自主保障率达到80%，商业化发展模式基本形成，产业化发展达到国际先进水平。

2030年，完成无毒无污染的新一代运载火箭更新换代，新一代载人运载火箭首飞，我国进入空间能力跻身国际前列。发展新一代智能化国家空间基础设施与应用体系，具备全域覆盖、随遇接入、智能自主、泛在服务能力。深空探测工程技术与科学研究体系进一步完善，取得原创性空间科学成果。核心技术及关键材料、核心元器件基本实现自主可控，空间技术应用与经济建设、社会生活深度融合。

2035年，完成重型运载火箭的研制，拥有较为完备的重大中小运载火箭型谱，商业火箭规模化发展，重复使用运载器具备天地往返运输能力。构建形成全域覆盖、全维感知、跨域通联、泛在导航的空间信息网络与服务能力。深空探测工程技术体系能力大幅提升，建成国际月球科研站，具备火星取样返回、探索太阳系主要行星的星际探测能力。太空制造与在轨服务能力实用化，太空资源开发利用等新业态不断拓展，太空经济对经济社会发展的贡献进一步提升。

■■ 发展重点

1.重点产品/系统/工程

▶ 航天运输系统

构建按需往返、灵活多样、快速机动、经济实用、自主智能的航天运输系统，满足低成本、高密度、高可靠发射需求，大幅度提升我国自主进出空间的能力。完善运载火箭型谱，加速实现运载火箭更新换代，研制发射新一代载人运载火箭和大推力固体运载火箭，优化运载能力梯度，面向商业航天市场需求，发展高费效比商业运载火箭。开展新一代可重复使用、低成本天地往返运输系统研制。研制低温上面级、先进通用上面级，提升轨道转移和轨道部署能力。加快推动重型火箭研制及飞行试验。

▶ 国家空间基础设施

以协调集约建设、体系化发展和高效服务为主线，建设高速互联的卫星通信系统、全球覆盖的卫星导航授时系统、全域感知的卫星遥感系统，推动通信、导航、遥感卫星融合技术发展，推进空间基础设施智能化发展，不断提升泛在通联、精准时空、全维感知的空间信息服务能力。

❖卫星通信广播与数据中继系统

面向行业及市场应用，发展固定通信广播、移动通信广播和数据中继等卫星系列，研制新一代广播电视传输卫星、高承载比及超大容量宽带通信、全球移动通信、低轨互联网通信、新一代数据中继等卫星系统，多轨道协同建设天地一体化信息网络。面向未来，开展新型通信卫星技术验证与商业应用，逐步建设弹性重构、智能化的天空地海综合信息网络。

❖卫星导航定位系统

统筹推进北斗地基、星基增强系统建设，加强北斗卫星导航系统与其他卫星导航系统的兼容与互操作，形成高质量定位、导航和授时的全球服务能力。启动下一代北斗卫星导航和增强系统建设，逐步构建更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时（PNT）体系。

❖卫星遥感系统

按照一星多用、多星组网、多网协同的发展思路，建立多星座协同运行的陆地、海洋、气象卫星业务体系，发展新一代遥感卫星和新型观测手段，逐步形成高、中、低空间分辨率合理配置、多种观测手段优化组合的综合高效全球观测能力。统筹建设和完善遥感卫星接收站网、定标与真实性检验场、数据中心、共享网络平台和共性应用支撑平台，大力发展高值应用服务系统，形成卫星遥感数据全球接收与智能化服务能力。

▶ 空间科学探索工程

围绕极端宇宙、时空涟漪、日地全景、宜居行星等科学主题，开展爱因斯坦探针、先进天基太阳天文台、太阳风-磁层相互作用全景成像卫星、高精度地磁场测量卫星、空间引力波探测卫星等空间科学卫星研制，持续规划未来空间科学卫星研发，推进空间天文、日球物理、月球与行星科学、空间地球科学、空间基础物理等领域的前瞻探索和基础研究。

▶ 载人航天与深空探测工程

全面建成并运营中国空间站，打造国家太空实验室，开展航天员长期驻留、大规模空间科学实验、空间站平台维护等工作，不断拓展提升空间实验室能力与应用水平。深化载人登月论证，研制新一代载人飞船，逐步推进载人探索开发地月空间。

研制嫦娥系列月球探测器，完成月球极区采样返回、月球极区高精度着陆和阴影坑飞跃探测，联合开展国际月球科研站建设。继续实施行星探测工程，研制深空探测器群，建立深空探测工程技术体系，完成近地小行星采样和主带彗星探测，开展火星着陆与采样返回探测，开展木星系及行星际穿越探测、太阳边际探测等深空探测活动。

▶ 空间环境治理系统

研制与建设在轨服务与维护系统，逐步形成轨道救援、故障修复、在轨装配与加工能力、碎片清除能力，保证我国空间设施在轨可靠安全运行。统筹推进空间环境治理体系建设。建设完善空间碎片监测设施体系，全面加强防护力量建设。建设近地小天体防御系统，提升监测、编目、预警和应对处置能力。建设天地结合的空间天气监测系统，持续完善业务保障体系，有效应对灾害性空间天气事件。

▶ 航天发射场与测控系统

在强化航天产品统一技术体制的基础上，进一步完善现有航天发射场系统，统筹开展发射场通用化、集约化、智能化建设，增强发射场系统任务适应性和可靠性，提升高密度、多样化发射任务支撑能力。建设商业发射工位和商业航天发射场，满足各类商业发射需求。布局智慧航天港。

持续完善现有航天测控系统，发展商业航天测控系统，优化组织模式，加强国际合作、测控联网及测控资源综合运用，强化天地基测控资源融合运用能力，推动构建全域覆盖、泛在互联、安全可靠、灵活响应、天地一体的航天测控体系，统筹实施国家太空系统运行管理。建强深空测控通信网，保障月球、火星等深空探测任务实施。

2.关键技术

▶ 高效智能运载火箭关键技术

突破大推力液氧烃发动机、氢氧发动机、发动机深度节流技术、线性调节技术、故障诊断及容错重构技术，重型运载火箭总体设计、大直径箭体结构研制、轻质高效箭体结构设计与制造，低温推进剂加注无人值守、低温推进剂在轨管理，落区控制与垂直起降重复使用技术、运载火箭智能感知与飞行控制技术、智能飞行电气系统等一系列关键技术。

▶ 先进宇航动力技术

开展固液火箭发动机、吸气式组合动力、新型无毒单组元推进、太阳能源推进、新型电推进、核热推进、光帆推进、电磁发射等先进宇航动力技术研究，开展可重复使用运输系统、轨道转移飞行、高效在轨机动能力等关键技术攻关，探索新概念运输系统技术发展。

▶ 天地一体化系统及组网技术

发展天地一体化系统设计与集成、技术体制与协议体系、天基密集组网、星群/星座协同控制、卫星编队飞行、卫星网络与地面网络异构融合、大容量/大动态范围星间链路、网络综合管控等关键技术。开展新概念新体制天地一体化系统和组网技术研究。

▶ 长寿命、高可靠、高定位与高指向精度先进卫星平台

突破高稳定、高定位与高指向精度、大承载和强敏捷遥感卫星平台技术，高功率、高承载比、长寿命先进通信卫星平台技术，发展先进敏捷平台、超静平台、下一代大型地球同步轨道公用平台、高可靠全电推平台、智能化可重构平台技术等。

▶ 高性能、新型有效载荷技术

发展高分辨率、高精度、高可靠的光学、微波、激光及综合探测、计算式成像等遥感有效载荷技术，双天线X波段干涉合成孔径雷达、陆地水资源等卫星技术，高功率、大天线、多频段、多波束、星载数字处理等卫星通信有效载荷技术，突破大容量星载交换载荷、高速激光通信载荷、微纳级芯片卫星技术、高精度原子钟与自主定轨技术，以及太赫兹探测载荷等新型有效载荷技术。开展下一代北斗卫星导航系统导航通信融合、低轨增强等深化研究和技术攻关。发展星上数据智能处理技术、智能自主故障预测和健康管理技术。突破影响有效载荷产品在轨长寿命、高可靠、抗干扰等瓶颈技术。

▶ 载人航天关键技术

突破近地空间站组合体建造、航天器部件在轨3D打印、空间智能机器人、人机协同空间设施建造等关键技术。

▶ 深空探测关键技术

发展行星际轨道设计、深空测控通信、高精度自主导航与控制、高速再入小型返回器、行星际弱引力天体软着陆、长期生存及采样返回技术、高效先进空间能源与推进技术、行星探测特殊空间环境适应性与试验技术、近日探测热设计等关键技术。

▶ 在轨维护与服务关键技术

发展飞行器维修性设计技术，变结构动力学，非合作目标探测、跟踪与测量技术，空间自主交会制导、导航与控制技术，在轨维修维护与重构技术，以及空间碎片清除技术等。

▶ 航天产品制造关键技术

开展高性能轻合金精密铸造技术、大型薄壁整体结构件精密旋压成型技术、大型复杂曲面薄壁覆盖件充液拉伸成型技术、大型空间光学机构超精密加工等关键产品精密与超精密制造技术、大尺寸复杂复合材料构件制备技术、无重力自动化装配技术、高可靠特种焊接技术、大型火箭固体推进剂连续混合与浇注技术、难加工材料特种加工技术、空间电源制造及组装技术、航天微纳电子制造技术、先进航天表面工程技术、复杂构件高效增材制造技术等一系列航天制造关键技术研发，开展航天新材料、新器件、新工艺在轨试验验证。

3.关键零部件/元器件

▶ 航天高性能集成电路与混合集成器件

研制新一代航天专用集成电路设计、制造技术，研制宇航功率驱动模块及IPM组件、宇航用高可靠信息处理及控制SiP等宇航级混合系统集成器件，发展基于多种衬底材料的满足航天器空间恶劣环境长期可靠运行要求的高性能辐照加固集成电路设计、制造、测试、试验能力。构建智能可重构系统平台芯片设计与开发技术平台，开展面向航天应用的人工智能集成电路设计、制造、测试和应用研究。

▶ 航天微波器件

发展航天微波器件与太赫兹器件设计制造技术，突破千瓦/兆瓦级高功率微波器部件及新型高功率太赫兹器件产业化技术。

▶ 微系统

开展微系统集成工程研究，研制高功能密度、高性能、高效低功耗的集成微系统，创新微系统产品体系，突破微系统体系架构设计、多物理场联合建模仿真、智能信息处理芯片、多层次三维集成、多源信息融合、硅与化合物半导体器件的异构集成等关键技术，突破高密度系统耦合与自主重构、超大尺寸器件的微组装、异质集成工艺和TSV三维互联等关键技术，提高航天产品的功能和性能。

4.关键材料

突破高性能碳纤维及其复合材料、大规格超大规格铝合金、钛合金等工程应用技术，建立由金属材料、无机非金属材料、有机材料、高性能纤维及其复合材料等组成的航天材料骨干体系，实现高性能化、系列化、标准化，支撑航天装备的快速发展。

（1）发展以大尺寸超大尺寸铝锂合金为代表的新一代航天金属材料技术，突破φ10m量级结构件工程制备技术；发展低成本短流程高性能钛合金材料技术，实现大规格超大规格轻质铝合金、钛合金等金属材料的体系创新和工程应用。

（2）发展长寿命耐特种介质氟醚橡胶材料、长寿命高质量硅橡胶材料、可重复使用耐高温密封材料等无机非金属材料工程化应用技术，进一步拓展航天功能材料使用环境，提升使用可靠性。

（3）持续推进高性能碳纤维及其复合材料工程技术发展，突破高强高模、高强中模、高强高模高韧纤维及其复合材料工程化制备关键技术，实现第二代先进航天结构复合材料工程广泛应用，发展第三代先进航天结构复合材料体系，大幅提升航天装备的量化水平。

（4）发展以超高温低成本碳化物纤维为代表的高性能陶瓷纤维及其复合材料技术，突破各类纤维及其前驱体高性能、高质量、高稳定工程化制备关键技术，实现低成本制备，解决工程尺寸复合材料制备瓶颈，支撑新型航天装备的创新发展。

5.关键制造装备及检测设备

▶ 设计制造一体化工程

构建数字化、智能化的研发体系。以三维模型全过程应用为主线，实施设计制造一体化工程，建立产品全生命周期数据管理机制，构建智能制造软装备能力平台，建立航天型号产品数字化综合保障系统，全面提升型号协同研制与全生命周期保障效率。

▶ 数字 / 智能车间与工厂建设

开展航天数字/智能车间与工厂建设试点并推广，重点开展智能化制造装备、三维工艺设计/仿真/制造等关键系统建设，打造适应多品种小批量、低成本大批量生产任务的智能生产单元和柔性生产线，建设智能生产管控平台，优化制造模式，建设智能物流与精准供应链，全面提升生产质量与效率，大幅提升航天制造快速响应能力。

▶ 航天关键制造装备和智能制造成套装备

重点研发关键元器件与复杂结构件精密/超精密制造装备、先进功能性复合材料制备装备、大型复杂异型结构制造装备、大型旋压装备、大型金属壳体内绝热层机械化成型装备、10m级运载火箭贮箱搅拌摩擦焊装备、固体发动机喉衬预置体制造装备、自动化柔性对接装备、先进检测设备、航天增材制造装备、高精度航天器柔顺力控总装机器人等机器人装备、五轴联动大型龙门高精度加工机床、卫星柔性装配数字化生产线成套装备等制造装备。

■■ 战略支撑与保障

（1）完善政策法规体系，加快推进航天法立法，完善国家航天政策、数据政策和航天产品与服务定价机制，完善航天发射项目许可管理、空间物体登记管理、科研生产许可管理等法规，依法指导和规范各类航天活动。进一步制定支持商业航天参加空间基础设施建设的具体措施，扩大政府采购商业航天产品和服务范围，确保商业航天企业有序进入退出、公平参与竞争。

（2）面向航天强国建设加强顶层设计与长远规划。论证部署新的重大航天探索工程；加强国家空间基础设施的长远规划与统筹建设，制定卫星频率轨道资源管理条例，重视频轨资源规划、利用与开发；将空间科学作为重大领域进行规划，形成可持续的发展机制和投入保证。

（3）强化重大航天工程的牵引带动作用，超前布局，加强前沿和应用基础研究，建立健全“产、学、研、用”深度融合、开放发展的航天技术创新体系，形成上中下游协同、大中小企业融通的创新发展格局，建立开放、活跃的航天科技人才队伍，进一步巩固我国航天自主创新能力。

（4）完善卫星应用产业发展政策，建立标准统一、机制协同、资源共享、响应灵活的应用服务生态，加快培育卫星应用市场，支持各类市场主体创新卫星应用产品和卫星应用模式。加大重大行业应用基础设施建设，推进区域应用；大力提高卫星应用技术水平，支持和大力发展自主可控的卫星终端产品、应用模型、软件、技术与产品服务，与人工智能、区块链技术等新技术相结合，促进空间信息服务体系效能提升。

（5）优化调整航天科研生产能力结构和布局，持续完善基于系统集成商、专业承包商、市场供应商和公共服务机构的航天科研生产组织体系，建立开放协同的航天供应链与产业链。

（6）加强国际交流合作，加快构建“一带一路”空间信息走廊，推动国际化发展。

■■ 技术路线图

航天装备产业发展技术路线图如图3-3所示。