May 30, 2026 ~1 minute min read

在軌服務市場興起:衛星燃料補給成為百億美元產業

在軌服務市場規模達47億美元——燃料補給、衛星延壽和碎片清除從概念驗證轉向真實商業運營

在軌服務市場興起:衛星燃料補給成為百億美元產業

在軌服務(IOS)市場在 2025-2026 年經歷了從概念驗證到商業合同簽訂的關鍵轉折。在軌服務——包括衛星檢查、燃料補給、軌道調整、維修和壽命延長——正在從昂貴的技術演示轉變為營運商開始納入預算的商業服務。這一轉變的驅動力來自兩個方向:在軌衛星總價值的快速增長使服務變得經濟上合理,以及關鍵技術的成熟度提升使服務的可靠性達到了商業營運商可接受的風險水準。

市場驅動力與經濟邏輯

在軌服務的市場驅動力簡單而直接。目前在 LEO 和 GEO 軌道上的衛星總資產價值約為 3,500 億美元——其中約 68% 的衛星在設計壽命結束時仍具有功能正常的有效載荷,但受限於燃料耗盡或推進系統故障而無法繼續運營。如果這些衛星可以透過在軌服務延長壽命 3-5 年,每次服務的成本上限可以是新衛星發射費用的 30-50%——以 GEO 通訊衛星為例,這意味著單次服務的經濟閾值在 5,000 萬至 1 億美元之間。

GEO 通訊衛星是在軌服務最具經濟吸引力的目標。一顆典型的 GEO 通訊衛星造價約 2-4 億美元(含發射),設計壽命 15 年,可產生每年 3,000-6,000 萬美元的收入。衛星在壽命末期的推進劑餘量通常僅能支持幾個月的軌道保持——但有效載荷(轉發器和天線)仍完全正常。如果在 GEO 墓地軌道帶上方儲存「燃料補給衛星」作為太空燃料站,營運商可以支付相當於新衛星成本 20-30% 的服務費來延長衛星壽命 3-5 年——經濟回報非常清晰。

LEO 星座的在軌服務市場則完全不同——LEO 衛星的單顆價值低得多(Starlink V3 約 75 萬美元,OneWeb 約 100 萬美元),但數量龐大,且碎片風險管理需求更為迫切。LEO 在軌服務的經濟模式不是「延長壽命」——而是「碎片移除」和「在軌檢查」。對於星座運營商,每顆失效衛星的離軌成本約為 3,000-5,000 萬美元(派遣服務飛行器捕獲並拖曳至廢棄軌道)。Astroscale 的碎片移除即服務(DRaaS)——月費模式——使運營商可以將這一成本分攤到星座的整個運營時長中。

主要參與者與技術路線

在軌服務市場目前由幾個主要參與者主導,各自採用了不同的技術路線:

Northrop Grumman 的 MEV(Mission Extension Vehicle)——MEV 是目前唯一經過全面在軌驗證的商業在軌服務飛行器。MEV-1 和 MEV-2 已成功為 Intelsat 的多顆 GEO 通信衛星提供了壽命延長服務。MEV-3 在 2026 年與 Intelsat 的一顆 GEO 通信衛星完成了對接——使用其專有的對接環捕獲機制——並接管了衛星的軌道維持功能。Intelsat 的衛星原本計劃在 2026 年退役(燃料耗盡),MEV 的服務將其營運壽命延長至 2030 年。MEV 服務的價格未公開,但業界估計每次服務的合同金額在 8,000 萬至 1.5 億美元之間——對於一顆價值 3-4 億美元的新衛星而言,這一價格具有充分的經濟合理性。Northrop Grumman 正在開發 MEV 的下一代——Mission Robotics Vehicle(MRV)——配備機器人臂,不僅可以對接,還可進行在軌檢查和簡單維修。

Astroscale——日本初創公司 Astroscale 專注於 LEO 碎片移除(詳見獨立報告),其 ELSA-M 在 2026 年完成了非合作目標捕獲測試——使用一對機器人臂抓取了一顆廢棄衛星。Astroscale 在 2026 年與 OneWeb、Eutelsat 和 Iridium 簽署了碎片風險管理合同,總值約 2.8 億美元。Astroscale 的商業模式基於「碎片移除即服務」(DRaaS)概念——客戶按月支付費用,Astroscale 在其衛星壽命結束時提供碎片移除服務。

Orbit Fab——專注於在軌燃料補給。Orbit Fab 開發了 RAFTI(快速連接流體傳輸接口)——一個標準化的在軌推進劑補給接口——已安裝在 6 顆政府和商業衛星上。Orbit Fab 在 2026 年完成了 8,500 萬美元的 Series C 融資,用於部署首批燃料補給衛星。Orbit Fab 的商業模式是銷售 RAFTI 接口授權+按加侖計費的燃料補給服務——類似於地面加油站。

ClearSpace——歐洲在軌服務初創公司,專注於碎片移除。ClearSpace 的 ClearSpace-1 任務計劃在 2027 年捕獲並移除一顆 ESA 的廢棄衛星(PROBA-V)。ClearSpace 的捕獲方案使用一個四臂機械結構,從多個方向同時抓取目標衛星——比 Astroscale 的單臂方案更為冗餘但重量更大。

技術挑戰

在軌服務面臨的技術挑戰可分為三個層次。第一,接近和對接——在太空中以極高相對速度(每秒數公里)接近一個非合作目標,並在最後階段將相對速度降至接近零,然後精確對接。這需要在最後接近階段使用視覺導航系統和雷射測距儀進行亞毫米級的精確定位。第二,捕獲機制——被服務的衛星並非為在軌服務而設計,因此缺乏標準化的對接接口,服務飛行器需要適應不同尺寸、形狀和結構強度的衛星。第三,在軌操作——一旦捕獲目標後的操作(燃料補給、電路維修、組件更換)需要在微重力和真空環境中進行,且受到目標衛星設計的限制。

監管與標準化

在軌服務市場的規模化依賴於標準化——就像 USB 接口標準化了外圍設備連接一樣。如果每顆衛星都設計了標準化的服務接口(對接環、燃料閥門、電氣接口),服務飛行器就不再需要為每顆目標衛星量身定制捕獲方案。2026 年,美國太空軍發布了其在軌服務標準化指南——推薦所有未來的美國政府衛星(包括 GPS 和軍事通信衛星)配備標準化服務接口。Orbit Fab 的 RAFTI 正在成為推進劑補給接口的事實標準——已獲得 NASA、美國太空軍和 ESA 的認可。

保險行業對在軌服務的態度也在轉變。Lloyd's 的太空保險承保人開始將「是否裝載了標準化在軌服務接口」作為費率定價因素——配備接口的衛星可以獲得 10-15% 的保費折扣,因為在軌服務的存在意味著衛星故障的修復選項。這一保險折扣反過來又推動了衛星製造商在新型號中融入標準化接口。

市場展望

在軌服務市場預計在 2026-2030 年期間將經歷超過 40% 的年複合增長率。短期增長由 GEO 壽命延長服務(MEV / MRV)和 LEO 碎片移除合同驅動。中期增長(2028-2030)則依賴於在軌燃料補給服務的商業化——如果 Orbit Fab 在 2027 年成功實現首次商業燃料補給,將引發 GEO 和 LEO 衛星設計的結構性變革——衛星不再需要攜帶全部任務所需的推進劑,從而可以減輕發射質量、增加有效載荷容量。長期來看,在軌服務市場可能演化為一個在軌基礎設施生態系統——包括燃料補給站、倉儲平台、維修工坊和太空拖船——類似於地球上的港口和服務站體系。