全球空间机器人解决方案市场 SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2023 - 2030)

估计全球空间机器人解决方案市场规模为: 2023年4.45Bn美元 预计将达到 到2030年7.96 Bn美元,以复合年增长率(CAGR) 从2023年到2030年占8.7%.

空间机器人解决方案是指设计在外层空间环境,包括行星表面运行的机器人系统. 空间机器人系统主要有两种类型:自主机器人和远程传输机器人. 自主机器人被编程为在没有任何人类干预的情况下自行进行操作. 他们使用机载传感器和计算机导航并作出决定。 这使得它们能够远程和在危险的条件下执行任务。 然而,它们的情报和解决问题的能力有限。 而远程传送机器人则由来自地球的宇航员或工程师控制. 它们拥有可以实时传输指令和反馈的绳索或天线. 虽然电传机器人对操作员提供更大的监督,但也有通信延误,这可能会妨碍操作.

全球空间机器人解决方案市场按解决方案、应用和区域划分。 通过解决办法,市场被分割成产品和服务。 由于对机器人武器、传感器、终端效应器和相关软件等关键部件的需求很大,产品部门所占的份额最大。 与技术支持、维护和整合及组装有关的服务也占有很大份额。

全球空间机器人解决方案市场区域洞察

• 北美 预计将是预测期间全球空间机器人解决方案市场的最大市场,占2023年市场份额的45.0%以上。 北美市场的增长归功于美国航天局等主要空间组织的存在以及政府和私营公司对空间机器人的投资。
• 那个 亚太 预计市场将是全球空间机器人解决方案市场第二大增长市场,预测期间CAGR超过25.0%。 亚太区域市场的增长归因于空间预算增加,以及对开发可重复使用的火箭和机器人解决方案的投资,特别是在中国。
• 那个 欧洲 预计市场将成为全球空间机器人解决方案市场不断增长的市场,占2023年市场份额的19.0%以上。 市场的增长归因于欧洲航天局日益重视发展轨道飞行任务和卫星服务能力。

图 1. 2023年按区域分列的全球空间机器人解决方案市场份额(%)

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全球空间机器人解决方案市场:分析员的观点点

空间机器人解决方案市场预计将在未来数年出现显著增长,其动力是全世界空间探索任务日益增多。 各国政府和私营空间组织正在大力投资开发机器人技术,以促进空间探索、样本采集和各种商业活动。 其他因素,如机器人的进步、人工智能和降低有效载荷成本,将进一步刺激对机器人系统的需求。 然而,空间级组件的高开发成本和与空间方案有关的严格条例可能在一定程度上减缓采用率。

北美,特别是美国,将继续在全球空间机器人解决方案市场中占据主导地位,辅以主要角色的出现以及美国航天局和新的空间公司的大量投资. 然而,亚太的增长预计将是今后十年中最快的,中国和印度等国的空间预算和方案将会扩大。 欧洲也正在加强其在这一市场的立足点,得到欧空局与个别国家空间机构之间合作方案的支持。

未来的机遇在于月球和火星探索、小行星采矿、空间制造以及包括组装和维修在内的在轨服务方面的机器人技术。 据预测,对机器人武器、轨道飞行器、样品返回航天器和通信卫星的需求将大幅增加。

全球空间机器人解决方案市场驱动器:

• 增加对空间探索任务的投资数字 : 政府空间机构和私营公司对空间探索任务的投资不断增加,是推动全球空间机器人解决方案市场的一个主要动力。 各国宣布了雄心勃勃的空间探索方案。 例如,美国航天局计划在2025年之前在阿耳忒弥斯任务下派遣宇航员前往月球,并建立一个月球大本营. 该机构还有未来前往火星的乘员任务计划. 同样,中国,阿联酋,印度等国也宣布了月球任务. SpaceX,Blue Origin,Virgin Galactic旨在提供私人太空旅行. 机器人系统,如骑手,机器人臂,抓手 将是这些任务的关键推进器. 它们可以在恶劣的环境中生存,精确收集样本,支持宇航员. 因此,全球范围不断扩大的空间探索目标正在推动采用空间机器人解决方案。
• 减少特派团风险和人为错误的需求机器人系统正在发现空间应用中越来越多地使用,以尽量减少飞行任务风险,减少对宇航员复杂操作的依赖。 载人航天飞行容易出错,并具有巨大的相关成本和风险. 机器人可以执行重复或危险的任务,而无需疲劳或风险. 例如,机器人臂可以简化太空设备的维修,维护,减少宇航员进行太空行走的需要. 自动汇合和对接,通过游览器进行地面移动也会加强安全性. 因此,空间机器人是减少飞行任务风险和人为错误的有效途径,这正在推动市场增长。
• 私营公司增加投资数字 : 私营公司越来越多地参与商业空间产业并进行投资,这正在推动全球空间机器人解决方案市场。 SpaceX,Blue Origin,Sierra Nevada,Maxar Technologies等多家私人空间公司正在开发新的机器人系统,用于轨道操作,空间旅游和深空探索. 小型化的进步,更好的动力源正在支持灵活机器人的发展. 许多初创企业以创新的机器人解决方案进入市场. 此外,由于可重复使用的火箭而降低的发射费用正在改善进入空间的机会。 这将打开机器人的新应用. 因此,蓬勃发展的私营空间部门将产生对机器人的大量需求。
• 在轨卫星服务数字 : 对在轨卫星服务能力,例如检查、修理、加油和轨道管理的兴趣日益浓厚,这助长了对空间服务机器人的需求。 传统上,卫星在寿命结束后便被抛弃。 然而,公司正在开发能够与 卫星 延长他们的工作寿命,防止他们提前退休。 例如,配备了可调速操纵器的航天器可以修复和更新卫星。 这提高了资产利用率,并消除了发射替换的费用。 因此,卫星服务预计将成为空间机器人解决方案的一个新兴应用部分。

全球空间机器人解决方案市场机会:

• 小行星采矿公司:小行星开采有潜力成为太空机器人解决方案市场的一大机遇. 小行星含有水,贵金属,稀土矿物等珍贵资源,可以在太空中提取和利用或返回地球. 从小行星中获取这些资源更为可行,而且与传统上将小行星从地球运入太空相比,成本较低。 许多近地小行星已经确定,利用现有技术可以到达。
• 空间制造和装配数字 : 直接在轨道上制造和组装航天器和大型结构的能力有可能改变空间工业。 装有3D打印机的机器人臂可以使用原位资源打印组件,也可以组装. 例如,大型天线、太阳能电池板和其他系统可以根据需要制造,而不是在发射时折叠和携带。 这将使得能够推出更紧凑的硬件. 因此,通过机器人在轨制造将长期成为更宏伟的深空飞行任务、空间站和卫星的动力。
• 空间基础设施和后勤数字 : 人们越来越关注发展空间基础设施,以支持人类的持续存在和研究。 这包括模块化空间生境,充气研究实验室,燃料库,电站等. 建设这种基础设施需要 机器人自动化 用于在轨建筑,焊接,模块集成等,对宇航员具有挑战性. 此外,轨道经济将需要货物物流网络和通过机器人货船和拖车提供货物。 因此,空间基础设施和物流是机器人服务提供者的长期机会。
• 月球和火星表面机动性:月球和火星上的表面机动性,用于探索,样本采集,以及科研活动,将需要先进的机器人探测器,自主导航,机器人取样工具. 虽然目前的巡回赛的射程和能力有限,但未来的变体可以利用自主、操纵和动力系统的发展,支持几个月的大规模地面勘探。 因此,在2030年以后,行星机器人可以成为由政府空间机构飞行任务驱动的优势市场。

全球空间机器人解决方案市场 趋势:

• 机器人操纵和移动方面的进展数字 : 将决定空间机器人发展的关键技术趋势是自主操纵和移动能力的提高。 为零重力运动、在轨机动和机动设计的机器人需要专门的解决方案。 例如,拥有7级或7级以上自由的机器人臂提供了类似人类的灵活性. 像四角形机器人这样的移动系统在不均匀的地形中提供稳定性. AI/ML算法可以在无结构的环境中进行精确的导航和操纵. 这种进展将推动更广泛地采用各种使用案例。
• 机上处理和边缘计算数字 : 空间机器人将纳入更多的机载计算能力和边缘智能,以便能够自主的实时决策。 使用小型但强大的芯片处理机器人数据可减轻对地面站的依赖。 例如,边缘计算机可以让游动者不拖延地与地球通信而导航障碍. 机上处理也能够实现群机器人和多剂协作. 从远程操作向半自动操作的过渡将加速使用自成一体的智能机器人.
• 开放的机器人平台和标准:销售商越来越多地采取开放或合作的办法,开发空间应用的机器人解决方案。 共同的软件框架和硬件标准有助于将不同销售商的子系统和组件更快、更低的成本地整合到完整的定制机器人中。 开放界面和ROS中间软件在稳定核心平台上由创业者培育创新. 模块设计也能够实现跨程序的再利用. 这些开放的生态系统趋势有助于加快技术发展。
• 次级系统费用下降数字 : 由于无人机和汽车行业的商业应用和需求,用于传感器、起动器、芯片和材料等空间级机器人的关键子系统和部件的费用正在下降。 例如,今天,LiDAR传感器和视觉系统的价格要高得多。 可重复使用的运载火箭也降低了发射费用。 与5-10年前相比,硬件、电子和发射接入成本的下降使空间机器人飞行任务更具经济可行性。

全球空间机器人解决方案市场限制:

• 前期发展和部署费用高数字 : 设计、开发、测试和认证用于可靠空间操作的机器人系统的费用高昂,是一大制约因素。 为在轨操作专门设计的复杂操纵系统需要大量的前期投资。 需要较长的设计周期才能使部件崎岖和辐射变硬。 模拟零重力测试增加了费用. 此外,发射占飞行任务费用的很大一部分。 因此,预算拮据是一个关键的挑战,对较小的私营公司和研究机构来说尤其如此。 另一方面,随着空间工业的不断发展和成熟,规模经济正在发挥作用,使较小的公司和研究机构更可能参与空间飞行任务。 集约筹资和风险资本也为创新空间项目提供了替代供资渠道,为规模不同的组织提供了更大的灵活性和机会。 实质上,虽然预算限制仍然是一个挑战,但协作努力、技术进步和不断演变的筹资机制正在逐步使更广泛的利益攸关方获得空间的民主化。
• 远距离流动和作业的挑战数字 : 机器人在空间中远距离控制和导航的通信延误和挑战是一个关键限制。 例如,信号需要几分钟时间才能从地球到达火星或月球轨道. 这使得实时远程运营极为困难. 完全自治,在未知,严酷的地形中进行自我航行,仍然是一项复杂的挑战. 在极端辐射和温度条件下,机器人操作也受到有限的电力供应和生存能力的限制。 因此,偏远、敌对的环境使得机器人难以部署。 然而,节能技术和可再生能源的进步,如太阳能电池板和先进电池系统,正在增强机器人在极端条件下的耐力和生存能力。
• 缺乏支持和维护的基础设施数字 : 空间机器人一旦部署后,缺乏维修、修理、加油和重新部署的专门基础设施,是一个制约因素。 在发生损坏或升级时,机器人无法轻易检索或维修。 2020年哈勃修复任务取消,凸显了这一问题. 此外,由于尘埃堆积和夜间,通过太阳能电池板对表面机器人进行充电具有挑战性。 未来的基础设施,如机器人车库和燃料库,可以缓解这些问题,但需要大量投资。 另一方面,先进的诊断传感器和软件算法的集成使机器人能够进行自评,并自主进行必要的调整,从而延长其运行寿命和可靠性. 在能源可持续性方面,研究核能电池或先进的能源储存解决方案等替代能源,可为延长的飞行任务提供更一致和持久的电力,克服太阳能电池板在灰尘或光贫乏环境中的局限性。

最近的事态发展

新产品的发布

• 2023年11月,任,县知县. 印度印度航天局正在积极筹备即将到月球和其他各种空间目的地的机器人探索活动。 印度空间研究组织仍然致力于为学术机构和产业提供独特的途径,以便开展与其目标相一致的技术进步活动。 为了实现这一目标,印度空间研究组织U Rao卫星中心正在邀请印度年轻人才为即将到来的飞行任务提供创新概念和设计。 通过组织空间机器人挑战,目的是为参与者提供空间机器人的发展前景,同时利用印度青年的发明潜力,促进印度空间研究组织未来的星际努力。
• 2023年10月,海机器人(英语:Hai Robotics (Hai))作为自主个案处理机器人系统(ACR)的先锋,揭幕了世界首个名为海派克A42T-E2的远程抓钩ACR,以及海派克系统3. 这些进展通过在有限的仓库空间内优化储存密度和效率,满足客户的需要。 结合后,望远镜Grapple Hook ACR与海派克系统3的无缝融合,提供优异的性能,并最大化存储能力.
• 2021年11月,领先的空间技术公司Maxar利用其样品处理大会(SHA)机器人臂安全储存火星最初的岩石样本,将其密封在一个管内,以便日后可能进行回收. 这个收集系统是美国航天局的永恒漫游计划的组成部分,对即将进行的MARS SAMPLE Return飞行任务至关重要,该飞行任务旨在将这些岩石样本带回地球。 这些样本对于加深我们对火星的理解至关重要 天体生物学家们热切地分析这些样本 发现微生物生命的潜在迹象

购置和伙伴关系

• 2023年12月,以先进机器人实现和库存管理软件闻名的GreyOrange Inc.正在深化与海机器人公司的伙伴关系,为客户提供更大的优势. 经过两年多的合作,GreyOrange的软件和Hai Robotics的硬件的综合专业知识,提高了操作速度,存储效率,提高了灵活性,推动了客户更快的成长和业务优异.
• 2023年11月,作为供应链咨询,软件,集成,自动化服务的著名供应商的KPI Solutions(KPI)揭幕了与Movu RoboticsTM(之前称为Stow Robotics)的战略合作. Movu RoboticsTM因其创新的仓库自动化解决方案而在全球闻名,简化了世界各地各种仓库的物流自动化. 该联盟共同将顶级AS/RS和货物对人系统与创新业务战略结合起来,提供量身定制的仓库解决方案,使储存、检索和实现过程发生革命性变化。
• 2023年4月,之前被确认为PickNik机器人公司并专门从事机器人臂软件的"无结构机器人公司"与Motiv Space Systems(英语:Motiv Space Systems)合作,后者是设计太空合格机器人系统和组件的主导实体. 它们共同侧重于加强空间服务、装配和制造(ISAM)的能力,将MovingIt Studio用于机器人臂管理的功能与Motiv的xLink机器人臂供品结合起来。

图 2. 全球空间机器人解决方案市场份额(%),按解决方案分列,2023年

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全球空间机器人解决方案市场上的顶尖公司

• 最大技术
• Motiv空间系统
• 阿尔蒂乌斯空间机器
• 天文技术
• 空间制造
• 诺斯罗普·格鲁曼
• 蜜蜂机器人
• 有效的空间解决方案
• 布拉德福德空间
• 奥利斯机器人
• 金属
• 天体
• D- 轨道 SPA
• 清除空间
• 空间应用服务
• 开普勒通讯
• 库博斯
• 蜘蛛头
• 无限制的绳索
• 玛达

定义: 全球空间机器人解决方案市场是指为空间探索、轨道运行、空间旅行和运输方面的各种应用而设计的机器人系统全球市场。 这包括先进的机器人武器、握手器、传感器、操纵器、骑行器、软件以及跨卫星、空间站、行星着陆器和骑行器所使用的相关服务。