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试析我国商业航天研究现状与热点趋势

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@特别报道

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试析我国商业航天

研究现状与 热点趋势

中国航天工业科学技术咨询有限公司孙剑锋

新时期,航天人肩负航天强国建设使命,发展商业航天作为航天强国建设 的重要组成部分被社会各界广泛关注。当前,国内有关商业航天的研究方兴未 艾,但相比较而言,商业航天的实践比理论研究发展得更快,理论来源于实践, 实践上升到理论又用于指导实践。近年,全球商业航天发展迎来新一波浪潮, 我国商业航天发展风起云涌,亟需对商业航天领域的研究现状和发展趋势进行 深入探讨,以期洞悉商业航天发展的历史规律和未来走向。

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PECIAL REPORT

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一研究文献计量分析

基于国内学术领域权威的万方数据库中文文献资 源统计我国商业航天领域有关研究文献,统计周期从

1991年至2018年,共27年,采用主题检索方式。截

① 领域起步阶段,绝对文献数量少,增长不稳定;

② 领域大发展阶段,文献数量急剧增长,呈现指数增 长特征;③领域成熟阶段,文献数量增长减缓,演变 为线性增长,维持稳定文献增长量;(I领域完备阶段, 文献数量曰趋减少,曲线趋平或者出现不规则振荡。 从商业航天领域研究文献数量变化上看,初步判断当 前我国商业航天领域研究水平和发展程度总体上处于 领域大发展阶段的前期,受业界关注的程度增加,但 距离专业理论研究大发展仍有一定距离。

止2018年12月31日,文献检索数量共计3003份, 在万方数据库总文献数量中占比不到十万分之三,从 总数量上看,商业航天领域的研究还是属于“小众”; 在万方数据库中以航天为主题检索到文献数量535397 份,商业航天文献在航天文献数量中占比不到千分之 六,即使在航天领域,关于商业航天的研究也是属于 “小众”的。

2文献领域

商业航天研究文献学科分布见图2,研究文献按 中图分类法涉及20个学科领域,跨学科特征明显, 涉及面较宽;其中工业技术、航空航天和经济三个学 科占比合计超过80%,其他18个学科领域合计占比 不到20%,研究文献学科领域分布不均衡,绝大多数 研究文献学科领域集中度较高。

1文献数量

商业航天研究文献年发文量和累计发文量见图1,

1991 -2018年,年均发文量为107份,其中2007年

开始年发文量超过100份,2012年开始年发文量超过 200份,文献增长速度平稳。

商业航天研究文献数量在时间上的变化在一定程 度上反映该领域的研究水平和发展程度。科学计量学 依据科技文献数量变化将领域发展划分为4个阶段:

3主要研究机构

按研究文献第一作者所属机构统计研究机构,商 构平均发文量为30份;发文量超过30份的研究机构

之父普赖斯在对各种科学指标大量统计分析基础上, 业航天研究机构分布见图3,共计29个研究机构,机

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年发文屋 累计发文量

图1商业航天研究文献年度数量分布统计

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中阖枕& 2019年第8期j

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图商航天硏究文献学科分布图

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机构数邐

发文置 ■国防工业高等院校

«其他高等院校

■军工单位

■其他单位

图4商业航天研究机构聚类分析图共9家,约占机构总数的三分之一;发文量占比超过 10%的研究机构仅2家,发文量最高的研究机构累计 发文量约百份。

采用聚类分析方法,按国防工业高等院校、非 国防工业高等院校、军工单位、非军工单位进行分类 统计见图4。商业航天研究机构中,高等院校数量占 比超过四分之三,其中涉及商业航天研究的非国防工 业高等院校数量占比超过二分之一;高等院校发文量 占比超过四分之三,其中国防工业高等院校发文量超 过三分之一;国防工业高等院校和军工单位数量占比 37.9%,其发文量占比达58.4%,成为商业航天领域研 究的核心力量。

二研究热点及演化特征分析

面对我国商业航天快速发展形势,梳理商业航天 研究热点及其演化特征,对把握研究发展趋势,寻找 研究工作的切入点具有现实意义。基于关键词出现频

次和共现关系,描述特定领域研究热点和演化特征, 是文献计量学中成熟方法,本部分采用关键词分析方 法,对商业航天领域研究热点及演化特征进行定量分 析。

1研究热点

商业航天研究关键词共现频次分布见图5。在图 谱有高频关键词30个,图中字的大小表示该关

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中阐航夂2019年第8期,

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载人航天裡离子电池航空航天俄罗斯卫星通信

图5商业航天研究关键词共现频次分布图

键词共现频次,商业航天研究关键词高度聚集,形成 特定研究范畴;运载火箭、商业航天、商业卫星、商 业(商业化)等关键词共现频率较高,是商业航天领 域的主要研究对象;美国(NASA )、俄罗斯、中国(中 国航天)等国别名词出现在关键词族群中,反映了商 业航天全球化的研究特征;商业银行、制备工艺、锂 离子电池等非航天专用名词出现在关键词族群中,反 映了商业航天与金融、制造、新能源等领域的关联性 较强。

2演化特征

商业航天研究文献时间跨越近30年,随着该领 域的发展,研究主题和热点也在不断发生着变化,这 种变化的一个重要表现就是研究文献高频关键词数 量、频次和结构的变化。因此,分阶段统计分析商业 航天领域研究文献高频关键词的变化规律,对把握商 业航天研究历史演彳匕待征和发展脉络具有重要意义。

根据商业航天研究文献年度数量统计情况(图1 ), 按年发文量不超过100份、100份至200份和200份 以上,将商业航天研究阶段划分为1991 -2006年, 2006-2011年,2012-2018年,分阶段统计各阶段 关键词共现频次分布,形成商业航天研究高频关键词 历史演化对比图(图6)。

对比分析各阶段高频关键词分布,商业航天研究 演化特征如下:

(1)商业航天研究时代特征较强

®特别报道

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火箭发射火箭商业通信卫星商业遥感卫星 有效栽荷商业发射服务商业航天E屋系统

航天工业运载火箭通信卫星航天航天器

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际空间站航天企业

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1991年-2006年®频关键词分布2007年-2011年高频关键词分布2012年-2018年高频关键词分布

图6商业航天硏究高频关键词历史演化对比图

20世纪90年代到21世纪初,我国“长征”运载 火箭进入国际商业发射服务市场,开拓了我国航天商 业化和国际化先河,运载火箭和商业发射服务成为该 阶段最高频关键词〇 2010年前后,以新一代信息技术 为代表的高技术快速发展,航天技术与新一代信息技 术融合发展成为该阶段研究主题,同时,社会主义市 场经济中,如何有效利用社会资本发展航天也成为该 阶段另一个研究主题,数值模拟和商业银行成为该阶 段最高频关键词。2015年前后,国内一批民营航天企 业注册设立,到2018年前后又迎来一波民营航天企 业成立热潮;在此期间,商业航天大发展浪潮席卷全 球,商业航天被正式提出来,各项研究逐渐受到社会 各界广泛关注;另外“国际空间站”商业化也成为该 阶段的另一个研究主题,商业航天和“国际空间站” 成为该阶段出现频次最高的关键词。

(2 )商业綠研究主题脉雜獅

纵观各阶段高频次关键词分布情况,主题脉络主 要有4条:①火箭主题脉络线,即运载火箭一火箭——卫星——商业化一国航天。

(3 )商业紙研究体系结构动态变化

除相对稳定的4条主题脉络线’各阶段商业航天

商业通信卫星与遥感卫星——

长征

商业发射服务;②卫星主题脉络线,即商业

卫星通信与卫

商业与

研究的体系结构均处于动态变化过程中:第一阶段, 高频关键词族群中出现商业秘密、转移轨道和一体化 等;第二阶段,高频关键词族群中出现法律制度、绩 效评价和优化设计等;第三阶段,高频关键词族群中 出现复合材料、太空探索和军民融合等。

三研究走向与趋势

基于上述商业航天研究文献计量分析结果,笔者 预测后续研究走向与趋势为:2020年研究文献年发文 量有望突破300份,社会科学与自然科学融合式研究 将逐渐兴起,火箭、卫星、商业和国际等研究主题向 更深层次更广范围拓展。

1 2020年年发文量有望突破300份

基于历年商业航天研究文献发文量数据统计,按 平均增长速度预测,预计2020年商业航天研究年发 文量有望突破300份,预计2020-2023年年均发文 量将稳定在300份以上,到2023年总发文量有望突 破5000份。

星遥感;③商业主题脉络线,即商业航天——即美国与俄罗斯——

商业银行与商业模式;④国际主题脉络线,

2社会科学与自然科学融合式研究兴起

基于商业航天研究文献领域和主要研究机构数据 统计,商业航天研究与实践已不限于航天工程和技术 专业,越来越多的社会科学学科领域的研究机构和研 究人员参与进来,除经济学学科外,政治、法律、数学、

NASA与“国际空间站”——中

^ Aerospace China 2019.8 ^

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特别报道

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2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023

■社会科学学科发文置

■总发文置

图7 2019-2023年社科类商业航天硏究文献年发文量预测

基础理论及试验

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火箭、航天器构…\\

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火箭研究主题学科渗透图卫星硏究主题学科渗透图商业研究主题学科渗透图

囹8商业航天研究主题学科渗透对比图

科学、教育等学科领域的研究文献也在逐年增加中。 火箭综合电子系统集成、火箭自适应减载控制等更深 笔者预计,未来社会科学与自然科学融合式研究将在 层次拓展,学科渗透向地面设备、试验场、发射场、 商业航天领域逐渐兴起,社会科学学者和航天工程技 航天基地、中国工业经济、计算技术、计算机技术等

术人员合作开展跨学科的融合式研究,社科领域关于 更广范围延申;商业卫星研究将向高费效比卫星元器 商业航天的研究成果将显著增长。预计社科学科商业 件、卫星测运控一体化、高分辨率遥感卫星、高通量 航天研究文献年均增长速度将超过30%,在总发文量 通信卫星、高精度导航卫星等更深层次拓展,学科渗 中的占比将超过40% (图7 )。

透向世界工业经济、中国工业经济、空间探索、企业 经济等更广范围延申;商业及商业化研究将向商业模 3研究主题向更深层次更广范围拓展

式、共享经济、互联网金融、商业信用、价值能力等 基于商业航天研究热点和演化特征分析,以及火 更深层次拓展,学科渗透向金融、银行、贸易经济、 箭、卫星、商业等研究主题高被引文献和最新文献分 企业经济、工业经济、城市与市政经济、区域规划、

析,笔者预计商业航天研究向更深层次更广范围拓展: 城乡规划等更广范围延申(图8 )。中圏

航尺商业火箭研究将向可回收运载工具、小型运载火箭、

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中阐挽大2019年第8期、

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