全球目前有超过35,000家航天公司、350万名员工，2023年新增员工约18.4万人，足迹遍及美国、英国、印度、德国和加拿大。航天产业整体呈现稳定的技术成长和活跃的投资，航天技术亮点包括卫星平台建置、太空生物技术太空系统网路安全、模型火箭和宇宙飞船管理等等。

随着人类对于太空的探索活动不断成长，新创公司正在为太空旅行和交通管理，甚至于太空垃圾和碎片清除创建可行的解决方案。而低轨道卫星（LEO）以及大数据和分析，同样在未来太空任务中发挥至关重要的作用。

全球航天技术产业概况

航天工业透过5G、先进卫星系统、3D 打印、大数据和量子运算等新兴技术來扩大升级太空营运，包括天气预报、遥感、全球定位系统（GPS）导航、卫星电视和长途通信，都依赖太空基础设施提供服务，而智驱科技（Smart Propulsion）、太空机器人和太空交通管理都是推动航天应用发展的新趋势。随着私募基金和各种投资的挹注，航天新创公司正在针对简化地球与太空之间的移动、操作和通讯的新技术进行研发。由Startus-Insights发布的《航天趋势报告》，分析全球2162家航天工业新创公司，归纳出航天工业的十大新兴趋势和技术。

图一、SpaceTech 创新地图

图片来源：Startus-Insights

2024年10个太空科技新趋势与创新

1.小卫星
小型卫星已成为航天技术的主导趋势。卫星的小型化可以实现具有成本效益的设计，随着工业技术的进步已可实现大规模生产。新创公司正在开发小型卫星执行过去大型卫星才能完成的任务，像是专有无线通信网路、科学观测、数据收集和使用GPS进行地球监测。2024年小卫星市场价值推估为1,664亿美元，预计2029年将达到2,605.6亿美元，年复合成长率为9.38%，显示小型卫星在太空任务中不断增长的需求和多样化的应用。

2.先进太空制造
航天制造正在采用先进机器人、3D 打印和光制造等尖端技术來增强航天产品和服务。新创技术的焦点放在推动大型太空结构、可重复使用的运载火箭、航天飞机，以及发展先进卫星传感器。自动化对于航天工业的长期探索任务极为重要，新创公司致力于提供专为航天工业需求而设计的解决方案。

总部位于美国的新创公司Momentus，透过配备机械手臂的可重复使用火箭，能够执行近距离机动、对接和加油，非常适合各种太空在轨服务，让太空运输变得更经济实惠；新加坡新创公司Equatorial开发了一种商业亚轨道火箭，能够在太空和大气层之间的边界上方运送进行小型载荷服务。

3.先进通讯
新型太空通讯系统是航天技术产业的重要趋势，研发重点在于太空中传输和接收数据的先进方法。与传统的射频系统相比，雷射通讯中继系统的使用提供了更快的数据速率和更安全的通讯。而太空中的量子密钥分发（QKD），利用量子力学原理提供超安全的信道。此外，小型且具有成本效益的立方体卫星部署，实现更广泛的覆盖范围、和更高效的数据传输，成功用來增强太空通讯。先进通讯进步正在改变人类在太空中的沟通方式，提供更快、更安全、更有效率的方法。

波兰新创公司Thorium开发了一种超扁平、可扩展的主动矩阵天线，使用相对不受地球或太空干扰的频段，提高了吞吐量和系统容量，并结合了电子控制和波束建模的功能。CommStar则是一家总部位于美国的新创公司，生产用于地月通讯的卫星COMMSTAR-1 ，克服了目前空间基础设施的速度限制，提供高速光学和射频中继功能。这项技术有利于公共和私人太空计划，可以增强月球着陆器、资源开采和月地通讯的数据服务。

4.太空交通管理
随着地球轨道上的卫星和太空碎片数量不断增加，如何改善太空交通管理日益受到重视。先进的卫星追踪系统，采用雷达和光学传感器來主动监测和预测潜在的碰撞，自动防撞系统将会根据算法自动调整卫星轨道。此外，国际监管框架正在制定太空运作的标准化，确保能够安全和永续的太空利用并防止太空轨道壅塞。

ClearSpace是瑞士洛桑联邦理工学院太空中心的衍生公司，致力于开发从太空中移除无响应或废弃卫星的技术。ClearSpace的小型卫星解决方案能够反复发现、捕获和清除人造太空碎片，计划将在 2025 年之前从太空中清除第一批碎片。

5.智驱科技
智能推进系统是航天科技产业的⼀个主要趋势，并为太空旅行提供创新的解决方案。例如，使用电能高速加速推进剂的「电力推进系统」、和使用氢气和氧气等环保燃料的「绿色推进系统」。其中，使用水作为推进剂的水基推动（Water-based propulsion），提供安全且经济高效的选择；另一个因效率和紧凑性而受到关注的是碘基推进系统（Iodine-based propulsion systems ），特别适用于小型卫星。全球太空推进市场预计将在2028年达到181亿美元，2023~2028年复合年成长率为11.8%，反映出太空任务中对于先进和永续推进解决方案需求的不断成长。

法国新创公司ThrustMe提供了一种使用碘作为推进剂的电力太空推进系统，为大型卫星提供低成本的推进替代方案。总部位于新西兰和荷兰的黎明航空航天公司，为各种尺寸的卫星制造可当日重复使用的运载火箭，以及高性能、无毒的推进系统。

6.太空活动管理
由于太空任务数量的增加，必须在各种太空任务和活动进行有效协调。因此，部分新创公司正在提供太空活动管理解决方案，共同改善太空活动的效率和安全性。其中，先进任务控制软件的开发，可以实现对宇宙飞船和卫星的实时监控和管理；使用人工智能分析可预测和减少潜在的轨道冲突，提高太空操作的安全性。此外，透过区块链整合，可保护和简化宇宙飞船、地面站和控制中心之间的通讯和数据交换，确保太空中可靠和防篡改的操作。

美国的新创公司Continuum为太空任务生命周期管理提供基于云端的平台，能为部署和操作卫星提供高保真仿真，并支持围绕地球、月球和其他行星体的任务。加拿大新创公司Obruta Space Solutions开发了可为新卫星在轨道上提供服务的设备，透过加油服务和升级来延长卫星的使用寿命，除了延长卫星的使用寿命，还能让卫星最终被移除，使人类能够永续占据轨道环境。

7.太空任务
太空探索解决了宇宙和太阳系历史的基本问题，人类在太空中找到了推动采矿、材料科学和生命科学研究的机会。可重复使用的火箭研发之后，大大降低了太空探索的成本，并增加了执行太空任务的频率。成本相对较低的小型卫星的部署，协助完成从地球观测到深空探索的各项任务。此外，星际宇宙飞船的发展能够促进地球轨道以外的任务，例如美国新创公司Lunar Station开发了一个技术平台，可将月球感官数据集转换为月球环境条件的3D可视化效果，这些技术的研发都有助于扩大太空探索的范围和能力。

8.太空采矿
天体采矿正从科幻小说转向现实，专为极端太空环境设计的机器人采矿设备，能够自主钻探和提取资源。另⼀个重大发展是使用配备先进传感器和人工智能的宇宙飞船，可以用來识别和分析资源丰富的小行星。此外，新创公司正在开发可以在太空中处理材料的原位资源利用（ISRU）技术，减少将资源运回地球的需求。太空采矿技术的进步，将为取得地球以外的永续资源铺路。

英国的新创公司Asteroid Mining Corporation开发了一颗卫星，用于勘探近地小行星（NEA）作为采矿候选对象。该公司提供一系列用于勘探、探索和开采的宇宙飞船，每艘宇宙飞船都能执行特定的任务，可指导勘探者找到特定的采矿候选人。

9.近地轨道卫星
低地球轨道距离地球表面相对较近，通常高度低于1000公里而LEO卫星并不总是沿着地球周围的特定路径运行，这意味着近地轨道卫星具有更多的航线。为此，新创企业开发了相关的解决方案和技术，來应对低地轨道相关的挑战。例如，专为低地球轨道卫星设计的先进通讯系统，专注于增强讯号强度和减少延迟，以确保可靠的数据传输。此外，新创企业也在卫星健康监测技术领域进行开发，利用先进的诊断和预测性维护，追踪和维护低地球轨道卫星的运作狀态。

日本新创公司WARPSPACE自2023年起，透过中地球轨道（MEO）中的光数据中继网络为卫星营运商提供LEO光通讯服务。该网络将使用光链路与低地球轨道卫星进行通讯，用户只需配备该新创公司提供的小型光收发器即可接收。

10.太空数据
随着各种卫星大量应用于通讯和地球监测，需要对这些信息进行处理、分析和管理。太空科技新创公司正在透过人工智能分析卫星数据，可以更快、更准确地解释來自太空的大量信息。新创公司也利用区块链技术确保数据传输安全、防篡改，提高卫星与地面站之间通讯的可靠性。此外，大数据分析也被用來管理和处理卫星所收集到的海量数据，促进各种太空应用的高效数据储存、检索和利用。

美国新创公司LeoLabs使用其轨道产品和相控阵雷达，提供精确的追踪和监测卫星数据服务。LeoLabs还实时追踪卫星和太空碎片，透过星历表提供数据，用于快速定位和识别近地轨道的最新有效载荷。

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