Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de propulsión eléctrica para satélites por clase de masa (satélite pequeño (0-500 kg), satélite mediano (501-2200 kg), satélite grande (más de 2201 kg)), por tipo de misión (observación de la Tierra, comunicación, navegación, ciencia espacial, vigilancia, desarrollo tecnológico), por aplicación de la misión (mantenimiento de posición, elevación de órbita), por componentes (unidades de control, unidades de distribución de energía, reguladores de presión, mecanismo de apuntamiento, válvulas, controladores de flujo, sensores de flujo másico, transductores de presión, filtros de partículas, tanques, cámara/boquilla de propulsión, tuberías/ajuste) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el período 2025-2033.

Factores de crecimiento del mercado

Aumento de la demanda de grandes constelaciones de satélites de telecomunicaciones más pequeños en órbita terrestre baja (leo).

La órbita terrestre baja (LEO) está atrayendo a empresas de constelaciones y se está saturando. Los operadores de constelaciones atraen inversores del sector espacial, lo que genera demanda de diversos componentes necesarios para operar estos satélites en LEO de forma eficiente. Existen muchas razones para ubicar constelaciones de pequeños satélites en LEO, ya que son más ligeros y tienen bajos costos de lanzamiento.

Los sistemas de propulsión eléctrica del satélite le proporcionan evitación de colisiones, mantenimiento de posición, maniobra orbital y desorbitación. Los satélites se producen en serie para las constelaciones e incorporan sistemas de propulsión eléctrica, reduciendo la masa y el coste de lanzamiento y aumentando la duración de la misión. Los operadores de satélites están pasando gradualmente de la propulsión química a la eléctrica, y las empresas de propulsión eléctrica para satélites están mejorando sus tecnologías para que sean más eficientes y fiables. Los principales participantes en la industria de la propulsión eléctrica para satélites son SpaceX, OneWeb, Amazon y Boeing. Estas empresas compiten por ofrecer servicios de internet desde el espacio a través de la constelación de satélites LEO, impulsando así el crecimiento del mercado de la propulsión eléctrica para satélites, lo que incrementa sustancialmente la demanda.

Aumento de las actividades de investigación y desarrollo para la construcción de sistemas de propulsión eficientes y de bajo coste para satélites.

Se realizan investigaciones continuas sobre la tecnología de sistemas de propulsión eléctrica (PE) para aumentar su eficiencia y reducir costos, a la vez que se disminuye el tamaño de los propulsores. El componente más costoso del sistema de propulsión eléctrica de los satélites es el combustible, y el propulsor más común es el gas xenón, debido a su alta masa atómica y bajo umbral de ionización. El xenón ofrece numerosas ventajas, pero es un gas costoso y escaso en la Tierra. Esto ha impulsado la necesidad de investigar combustibles alternativos y más sostenibles para la propulsión eléctrica.

Por ejemplo, en noviembre de 2021, ThrustMe, una empresa francesa de alta tecnología, desarrolló y demostró con éxito un propulsor de iones de yodo que utiliza yodo sólido como propulsor. Este propulsor es casi un 50 % más eficiente, económico y abundante que el xenón. La propulsión eléctrica se está implementando cada vez más en el mercado de satélites comerciales, y esta tecnología cuenta con una amplia trayectoria en vuelos espaciales. Este cambio en la industria, de la propulsión química a la eléctrica, incrementa la demanda de propulsores eficientes e impulsa nuevos avances en la tecnología de propulsión eléctrica, lo que a su vez impulsa el crecimiento del mercado.

Restricción del mercado

La integración de la propulsión eléctrica genera un presupuesto energético cada vez mayor.

Los componentes de potencia son una parte esencial de los componentes de propulsión eléctrica de los satélites. Se componen de paneles solares, baterías y una unidad de procesamiento de potencia (PPU), yelectrónica de potenciaLos componentes de potencia tienen muchas funciones, como aumentar y disminuir el voltaje para proporcionar un amplio rango de voltaje y monitorear el suministro de energía al sistema de propulsión eléctrica.

Los operadores de satélites están interesados ​​en integrar sistemas de propulsión eléctrica en sus satélites, lo que aumenta automáticamente la necesidad de componentes más potentes para el funcionamiento eficaz y eficiente de dichos sistemas. Este requisito de componentes más potentes conlleva un alto coste y eleva el presupuesto energético del operador. Debido a este mayor presupuesto, se integran más baterías y paneles solares de mayor tamaño, lo que resulta en un satélite más pesado. Además, el equipo costoso incrementa el coste de fabricación, y un satélite más pesado y voluminoso aumenta el coste de lanzamiento. Esta limitación impedirá que algunos operadores de satélites pequeños implementen sistemas de propulsión eléctrica en sus satélites.

Oportunidades de mercado

Ventaja de escalabilidad en la propulsión totalmente eléctrica o híbrida.

Los proveedores de sistemas de propulsión eléctrica para satélites pueden dirigirse a diversos grupos de clientes al ofrecer una plataforma satelital totalmente eléctrica. Generalmente, existen tres tipos de configuraciones de satélites: propulsión química, propulsión totalmente eléctrica e híbrida (que combina propulsión química y eléctrica). Estas configuraciones varían según el tipo de misión. Por lo tanto, cuando un fabricante de satélites ofrece una plataforma que puede ser totalmente eléctrica, totalmente química o híbrida, puede atender a una variedad de operadores de satélites con diferentes necesidades de misión.

La misma plataforma satelital puede realizar una misión más ligera al reducir costos o una tarea compleja al agregar más cargas útiles al satélite. Esto crea una oportunidad para que los fabricantes de satélites obtengan ingresos al proporcionar diversas variantes de plataformas satelitales para satisfacer los diversos requisitos de misión de los operadores de satélites.

Análisis de segmentación

Por clase de masa

El segmento de satélites grandes (de más de 2201 kg) es el que más contribuye al mercado y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 0,14 % durante el período de pronóstico. Los satélites que pesan 2201 kg o más se clasifican como satélites grandes. Se espera que estos experimenten un crecimiento significativo en el mercado de propulsión eléctrica para satélites en los próximos años, impulsado por su creciente capacidad para proporcionar aplicaciones de comunicación con mayor cobertura. Las aplicaciones de los satélites de gran tamaño incluyen el seguimiento y la monitorización de terminales móviles en tiempo real, y estos satélites encuentran amplias aplicaciones en IoT, M2M y comunicaciones de banda ancha. Los satélites grandes se colocan en la órbita geoestacionaria terrestre (GEO), a 22 300 millas sobre la superficie de la Tierra.

Los satélites cuya masa pesa entre 0 y 500 kg se clasifican como satélites pequeños, incluidosCubeSatMicroSat, Mini Satellite, NanoSat, Suncube y Pocketcube. Los satélites pequeños se clasifican además en minisatélites (101-500 kg), microsatélites (11-100 kg), nanosatélites (1-10 kg) y picosatélites (menos de 10 kg). Empresas como SpaceX, GomSpace, Terran Orbital, OneWeb, Blue Canyon Technologies y Dauria Aerospace son famosas por la fabricación y el lanzamiento de satélites pequeños. Aunque el tamaño de los satélites es pequeño, permite al operador lanzar una constelación de satélites al espacio y colocarlos en su altitud correspondiente.

Por tipo de misión

El segmento de comunicaciones ostenta la mayor cuota de mercado y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 6,49% durante el período de pronóstico. Los satélites de comunicaciones se utilizan generalmente para diversas aplicaciones, como telecomunicaciones, internet, radio, gestión de desastres y fines militares. El sistema de propulsión utilizado en estos grandes satélites en órbita geoestacionaria (GEO) determina el coste de la misión, ya que reduce aproximadamente un 40% la masa del satélite mediante sistemas de propulsión eléctrica. La propulsión eléctrica requiere un impulso específico elevado y menos propelente que la propulsión química convencional, lo que proporciona a los operadores de satélites más espacio para cargas útiles al tiempo que reduce la masa total del satélite.

Los satélites de observación de la Tierra están experimentando un crecimiento debido a la creciente demanda de datos sobre el medio ambiente y la superficie terrestre. Por lo tanto, se despliegan más satélites de observación de la Tierra para satisfacer la creciente demanda de información geoespacial. Además, el avance tecnológico de la microelectrónica se ha convertido en un factor significativo para la reducción del tamaño de los satélites. Como resultado, los pequeños satélites en órbita terrestre baja (LEO) se han vuelto más populares para la observación de la Tierra, utilizando propulsión eléctrica para ofrecer una alta controlabilidad, empuje descendente y compensación de la resistencia aerodinámica experimentada en la órbita terrestre muy baja (VLEO).

En la órbita geoestacionaria (GEO), los satélites de observación de la Tierra cuentan con grandes cargas útiles ópticas, generalmente utilizadas para el seguimiento meteorológico. Por ello, debido a la gran carga técnica, los operadores de satélites utilizan propulsión eléctrica para el mantenimiento de la órbita. La misión puede prolongarse hasta 15 años, la vida útil media de una órbita geoestacionaria (GEO). La propulsión eléctrica aumenta la vida orbital de los satélites, ya que reduce su masa, permite un mayor número de encendidos y puede operar durante mucho tiempo.

Mediante solicitud de misión

El segmento de mantenimiento de posición es el que más contribuye al mercado y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 3,81% durante el período de pronóstico. El entorno espacial sobre la superficie terrestre es altamente dinámico. Las condiciones en cada órbita cambian con el aumento de la altitud, la actividad solar y los cambios geomagnéticos provocan fluctuaciones en la energía orbital en respuesta a las actividades de la Tierra y del espacio exterior. Como resultado, los satélites necesitan que su sistema de propulsión realice encendidos regulares para el mantenimiento de posición, con el fin de compensar estos cambios y mantener la posición estacionaria en órbita. El sistema de propulsión eléctrica requiere menos espacio que el sistema de propulsión química convencional, que necesita más propelente, con tanques voluminosos que ocupan un espacio significativo en una plataforma satelital.

Los satélites en órbita necesitan elevar su órbita para mantener su altitud y contrarrestar la fuerza gravitatoria de la Tierra, evitando así su reentrada en la atmósfera. Además, la baja masa y el coste reducido de los sistemas de propulsión eléctrica ofrecen a los operadores de satélites en órbita terrestre baja (LEO) la oportunidad de lanzar más satélites anualmente. Esto significa que cada vez más satélites se despliegan en órbita y utilizan propulsión eléctrica para elevar su órbita y realizar maniobras durante su vida útil.

Por componente

El mercado global se segmenta en unidades de control, unidades de distribución de energía, reguladores de presión, mecanismos de apuntamiento, válvulas, controladores de flujo, sensores de flujo másico, transductores de presión, filtros de partículas, tanques, cámara de propulsión/tobera y tuberías/ajuste. El segmento de cámara de propulsión/tobera posee la mayor cuota de mercado y se prevé que crezca a una CAGR del 4,40 % durante el período de pronóstico. A diferencia de los sistemas de propulsión química, la cámara de combustión del segmento de propulsión eléctrica comprende los electrodos (acelerador) en la salida/tobera (a través de la cual fluye el gas ionizado/inerte). El tamaño y el número de electrodos dependerán de la configuración general del tipo de propulsión eléctrica del satélite. La estimación cubierta en este estudio cubre una unidad (un par de electrodos positivo/negativo) por cada propulsor. Este componente del sistema de propulsión eléctrica cubrirá los electrodos y el hardware eléctrico/electrónico asociado que lo conecta con la fuente de energía y el resto del propulsor.

La unidad de control de potencia (PCU) regula la potencia de los paneles solares a las baterías y su distribución entre las diferentes cargas del satélite en unsistema de propulsión eléctrica (EP)En un satélite híbrido o totalmente eléctrico, la alimentación de los sistemas de propulsión eléctrica desde múltiples fuentes genera complejidades, lo que requiere una unidad de control de potencia (PCU) dedicada y mejorada. Actualmente, diversos operadores de satélites están incorporando la propulsión eléctrica a gran escala en sus pequeños satélites para órbita terrestre baja (LEO). Como resultado, el despliegue de propulsión eléctrica en satélites genera la necesidad de mayor energía eléctrica. Esta necesidad se ve agravada por la integración de múltiples sistemas de propulsión eléctrica, que impulsan el aumento del consumo energético total de los satélites. Además, implica la ampliación de la arquitectura eléctrica general del satélite para conectar todos los subsistemas de propulsión eléctrica.

Análisis regional

Europa: Región dominante con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 6,48%.

Europa es el accionista más importante en el mercado global de propulsión eléctrica de satélites y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 6,48% durante el período de pronóstico. El Reino Unido, Rusia, Alemania, Francia y Alemania cuentan con numerosos centros de fabricación, investigación y desarrollo para desarrollar soluciones innovadoras para las necesidades del mercado. La región participa activamente en misiones espaciales y de espacio profundo con otros países. En febrero de 2022, la Agencia Espacial Europea (ESA) adjudicó el contrato a Airbus para el desarrollo de tres módulos de servicio europeos (ESM) adicionales para elMisión Artemisade la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA). El ESM se desarrollará en Alemania y sus componentes se suministrarán a diversos países europeos. Además, los países de la región europea cuentan con numerosas plantas de fabricación e investigación y desarrollo para crear una amplia gama de productos y servicios innovadores. Empresas como Thales Alenia Space, ArianeGroup, Sitael S.p.A. y Safran son actores clave en el desarrollo de diversas tecnologías de propulsión eléctrica a gran escala para aplicaciones comerciales y gubernamentales.

Asia-Pacífico: una región en crecimiento.

Se estima que la región de Asia-Pacífico experimentará un crecimiento anual compuesto asombroso durante el período previsto. El mercado de propulsión eléctrica satelital en esta región está dominado por China, tanto en innovaciones de productos como en la creación de alianzas estratégicas con líderes del mercado. El sector espacial de Asia-Pacífico se ha expandido en la industria global a lo largo de los años, con nuevos actores y gobiernos que desarrollan simultáneamente nuevos sistemas espaciales.

La región de Norteamérica es una de las más importantes para los sistemas de propulsión eléctrica, con enormes inversiones gubernamentales y se espera que genere mayores ingresos. Existe una creciente demanda de propulsión espacial para las constelaciones de pequeños satélites en órbita terrestre baja (LEO). Entre las empresas que compiten por las megaconstelaciones se encuentran Orbital Sidekick, HyperSat, Amazon y otros actores emergentes del mercado. Estas importantes empresas ofrecen servicios de internet por satélite. Además, el gobierno ha comenzado a priorizar su sector espacial militar y ha incrementado el gasto en misiones militares y civiles, lo que aumenta la demanda de satélites en órbita. Se prevé que la necesidad de tecnología de propulsión eléctrica siga creciendo en los próximos años, y las empresas ya están desarrollando productos y soluciones para satisfacer la demanda del mercado de propulsión eléctrica para satélites.

El resto del mundo (RoW) comprende dos regiones: Sudamérica y Oriente Medio y África. Estas regiones han contribuido en menor medida al número de misiones planificadas, pero han comenzado la planificación de misiones espaciales para los próximos años. El importante crecimiento de la industria espacial en estas regiones se debe al aumento del número de misiones de satélites espaciales a través de nuevas empresas espaciales.