Historiker könnten auf die 2010er Jahre als das Jahrzehnt zurückblicken, in dem die kommerzielle Raumfahrt so richtig durchstartete.
Private Unternehmen tun heute viel mehr an der letzten Grenze als noch vor 10 Jahren, einschließlich des Transports von Versorgungsgütern zur Internationalen Raumstation (ISS), der Landung und des Wiederflugs von Raketen und der Herstellung von Produkten außerhalb der Erde.
Seit 2010 und vor allem seit 2013 oder 2014 „hat sich ein enormer Wandel vollzogen – fast wie ein Ozeanwechsel“, sagt Eric Stallmer, Präsident der Commercial Spaceflight Federation, eines gemeinnützigen Wirtschaftsverbands. „Es ist verblüffend.“
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Private Frachtflüge in Hülle und Fülle
Fangen wir mit den robotischen ISS-Versorgungsmissionen an, die die NASA durch eine Reihe von kommerziellen Frachtverträgen finanziert hat. SpaceX hat mit seiner Dragon-Kapsel und der Falcon 9-Rakete bisher 19 vertraglich vereinbarte Missionen durchgeführt, die erste im Oktober 2012. Das Cygnus-Raumschiff und die Antares-Rakete von Northrop Grumman absolvierten ihren ersten voll funktionsfähigen Start im Januar 2014 und haben seither 11 weitere Starts durchgeführt. (Beide Unternehmen hatten einen Fehlschlag bei einer Frachtmission zu verzeichnen; eine Antares explodierte im Oktober 2014 auf der Startrampe, und eine Falcon 9 brach im Juni 2015 während des Flugs auseinander.)
Bei etwa der Hälfte dieser Dragon-Falcon 9-Missionen wurde die erste Stufe der Rakete gelandet, was einen der wichtigen Trends verdeutlicht, den SpaceX in den 2010er Jahren eingeleitet hat: die Bergung und Wiederverwendung von Orbital-Hardware durch ein Privatunternehmen.
SpaceX hat im Dezember 2015 erstmals einen Booster während eines Orbitalflugs aufgesetzt. Seitdem hat das Unternehmen fast vier Dutzend weitere Landungen durchgeführt, viele davon auf Spezialschiffen auf See. SpaceX fliegt auch diese ersten Stufen routinemäßig wieder, oft mehrmals.
Und auch die Dragon-Kapsel ist wiederverwendbar und wird zunehmend wiederverwendet. Bei den beiden jüngsten SpaceX-Versorgungsmissionen, die am 25. Juli bzw. am 6. Dezember starteten, waren beispielsweise Dragon-Raumschiffe im Einsatz, die bereits zwei Mal zum Labor im Orbit geflogen waren.
Solche Aktivitäten sind der Schlüssel zur langfristigen Vision von SpaceX. Das Unternehmen will die Kosten für die Raumfahrt so weit senken, dass kühne Erkundungsflüge wirtschaftlich machbar werden. Elon Musk hat immer wieder betont, dass er SpaceX im Jahr 2002 in erster Linie gegründet hat, um ein besonders ehrgeiziges Ziel zu erreichen: die Besiedlung des Mars.
SpaceX hat die Kosten für den Weg ins All bereits erheblich gesenkt. Das Unternehmen verkauft derzeit Starts des Arbeitspferdes Falcon 9 für 62 Millionen Dollar und der neueren, leistungsfähigeren Falcon Heavy für 90 Millionen Dollar. Diese Raketen können 50.265 lbs. (22.800 Kilogramm) und 140.660 lbs. (63.800 kg) in eine niedrige Erdumlaufbahn (LEO) befördern, wie aus dem technischen Datenblatt von SpaceX hervorgeht.
Das ergibt etwa 2.720 $ pro kg für die Falcon 9 und 1.410 $ pro kg für die Falcon Heavy. Zum Vergleich: Die Kosten für die inzwischen außer Dienst gestellten Space Shuttle Orbiter der NASA lagen laut einem kürzlich erschienenen Bericht von Harry Jones vom Ames Research Center der NASA bei etwa 54.500 $ pro kg bis zum LEO. (SpaceX ist auch weithin anerkannt, dass es erheblich billiger ist als seine Konkurrenten im kommerziellen Sektor, aber Vergleiche sind schwierig, weil diese anderen Unternehmen ihre Startpreise im Allgemeinen nicht veröffentlichen.)
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Ein anderes Unternehmen, Jeff Bezos‘ Blue Origin, begann in den 2010er Jahren ebenfalls mit der routinemäßigen Landung und dem Wiederflug von Raketen. Blue Origins suborbitale Rakete New Shepard hat bis heute 11 erfolgreiche Landungen durchgeführt, die erste im November 2015. Die jüngste Version der wiederverwendbaren New Shepard hat sechs solcher Missionen geflogen. Bis heute haben diese Testflüge für 100 Kunden Experimente in den suborbitalen Weltraum und wieder zurück gebracht, so Vertreter von Blue Origin.
Rocket Lab ist ein weiterer privater Trägerraketenanbieter, der in den letzten zehn Jahren Neuland betreten hat und mit seiner 57 Fuß (17 Meter) hohen Electron-Rakete Pionierarbeit für spezielle Missionen für Kleinsatelliten geleistet hat. Die zweistufige Electron-Rakete hob im Mai 2017 zum ersten Mal ab und hat inzwischen 10 Flüge hinter sich, von denen die letzten neun vollständig erfolgreich waren.
Bei der letzten Mission, die am 6. Dezember startete, hat Rocket Lab die erste Stufe der Electron in der richtigen Ausrichtung für die Bergung zur Erde zurückgeführt – ein großer Schritt in Richtung Wiederverwendung der Rakete, mit der das Unternehmen bereits im nächsten Jahr beginnen will. Die Electron-Raketen werden jedoch nicht senkrecht landen, wie es bei den ersten Stufen von New Shepard und Falcon 9 der Fall ist; stattdessen plant Rocket Lab, die herabfallenden Booster mit einem Hubschrauber vom Himmel zu pflücken.
Auch nicht alle Raketenaktionen werden von amerikanischen Unternehmen durchgeführt. Das in Peking ansässige Unternehmen OneSpace, das kleine Nutzlasten in den suborbitalen Raum und in die Erdumlaufbahn befördern will, startete 2018 zum ersten Mal.
Viel los
Auch die Vielfalt und die Fähigkeiten der von solchen Raketen getragenen Hardware haben in den letzten zehn Jahren stark zugenommen.
In den 2010er Jahren begann beispielsweise die Ära der erdfernen Fertigung. Dieser Meilenstein ereignete sich im September 2014, als ein 3D-Drucker des kalifornischen Start-ups Made In Space zur ISS gebracht wurde (an Bord einer SpaceX Dragon-Kapsel).
Seitdem hat Made In Space eine Handvoll weiterer Maschinen zum Labor in der Umlaufbahn gebracht, darunter Geräte zur Herstellung der hochwertigen Glasfaser ZBLAN.
Das Unternehmen entwickelt auch eine Montagetechnologie für den Weltraum, die unter dem Namen Archinaut bekannt ist und nach den Vorstellungen von Made In Space dazu beitragen soll, Satelliten in der Umlaufbahn zu reparieren, aufzurüsten und aufzutanken und auch völlig neue Strukturen zu bauen. Im Juli dieses Jahres hat die NASA dem Unternehmen fast 74 Millionen Dollar für einen Orbital-Test von Archinaut bewilligt, der bereits 2022 stattfinden könnte.
Die Fortschritte des privaten Raumfahrtsektors haben es auch viel einfacher gemacht, zu sehen, was hier auf der Erde passiert. So hat das in San Francisco ansässige Unternehmen Planet 2013 erstmals seine scharfsichtigen Dove-Erdbeobachtungssatelliten in die Umlaufbahn gebracht, und bis heute wurden mehrere hundert davon in die Luft gebracht.
Diese winzigen Raumfahrzeuge, von denen jedes etwa die Größe eines Brotes hat, nehmen Bilder auf, die von einer Vielzahl von Kunden genutzt werden. Einige dieser Fotos sind von erheblichem Nutzen für die nationale Sicherheit; die Doves haben Analysten beispielsweise dabei geholfen, die nordkoreanischen und iranischen Raketen- und Flugkörperprogramme im Auge zu behalten.
Die Kommunikationstechnik hat in den 2010er Jahren ebenfalls einen Sprung nach vorn gemacht, so Stallmer, der den Start von leistungsfähigeren Breitbandsatelliten anführt. Und in dieser Hinsicht stehen noch viel größere Dinge an. SpaceX hat 2019 seine ersten 120 Starlink-Satelliten gestartet und will bis zu 12.000 dieser Satelliten in die Umlaufbahn bringen (davon weitere 60 noch in diesem Jahr). Mehrere andere Unternehmen, wie OneWeb und Amazon, haben ähnliche Ziele. (Diese geplanten Megastellungen sind jedoch nicht unumstritten. Astronomen haben Bedenken darüber geäußert, wie Starlink und Konsorten ihre Beobachtungen beeinträchtigen werden, und andere Leute in der Weltraumgemeinschaft machen sich Sorgen über die Gefahr, die von solchen Raumschiffen ausgeht.)
In den 2010er Jahren wurde auch die Kommerzialisierung der ISS verstärkt. Das texanische Unternehmen NanoRacks, das Kunden dabei hilft, ihre Ausrüstung auf der Station in Betrieb zu nehmen, fasste 2010 zum ersten Mal in der Umlaufbahn Fuß.
Die NASA hat diesen Trend ebenso gefördert wie verstärkte private Aktivitäten im Weltraum. So hat die amerikanische Raumfahrtbehörde in den letzten ein bis zwei Jahren begonnen, Plätze für kommerzielle Mondlandegeräte zu reservieren.
Die Lieferung von wissenschaftlichen Experimenten und Technologiedemonstrationen zum Mond durch diese privaten Roboterfahrzeuge wird der NASA helfen, bis 2024 auf dem Mond Fuß zu fassen und bis Ende der 2020er Jahre eine dauerhafte menschliche Präsenz auf und um den nächsten Nachbarn der Erde zu etablieren, so Beamte der Behörde. Die NASA möchte sogar, dass der Privatsektor dabei hilft, die Astronauten zur und von der Mondoberfläche zu bringen.
Dies ist natürlich nur ein Auszug aus den Fortschritten des letzten Jahrzehnts; es gibt viel zu viele, um sie in einer einzigen Geschichte zu beschreiben.
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Driving factors
Several factors are driving such progress, Stallmer said. Einer der größten Katalysatoren ist der Rückgang der Kosten für den Zugang zum Weltraum.
„Wenn die Leute 50 % weniger für den Start einer Nutzlast ausgeben müssen, können sie einen größeren Markt für die Entwicklung dessen öffnen, was sie auf dem Boden tun und bauen können“, sagte Stallmer gegenüber Space.com.
Und das, was sie am Boden bauen können, wird immer effizienter und leistungsfähiger, wenn man die immer weiter fortschreitende Miniaturisierung der Elektronik bedenkt, für die die Taubenschar von Planet ein Beispiel ist. Es ist auch hilfreich, dass diese beiden Seiten – Start und Nutzlast – in den letzten Jahren zunehmend synergetisch agieren, so Stallmer, der eine bessere Abstimmung von Angebot und Nachfrage im Raumfahrtsektor feststellte.
Raumfahrtunternehmen hatten in den 2010er Jahren auch immer leichteren Zugang zu privatem Kapital, so Stallmer. Die Zahlen untermauern dies: Nach Angaben der Risikokapitalgesellschaft Space Angels wurden seit 2009 24,6 Milliarden US-Dollar in den kommerziellen Raumfahrtsektor investiert – und davon wurden allein in den ersten drei Quartalen des Jahres 2019 5 Milliarden US-Dollar investiert.
Die Taschen der Investoren wurden zumindest teilweise durch die Erfolge geöffnet, die Unternehmen wie SpaceX, Blue Origin und Virgin Galactic (die im Dezember 2018 und Februar 2019 bahnbrechende Testflüge mit Besatzung in den suborbitalen Weltraum unternahmen) im Laufe des Jahrzehnts erzielt haben. Und diese hochkarätigen Pioniere haben die Branche auch auf andere Weise vorangebracht, so Stallmer.
Solche Unternehmen haben Menschen dazu inspiriert, ihre eigenen Raumfahrtunternehmen zu gründen, und haben ihnen auch Talente beschert. Der aufstrebende Startanbieter Relativity Space beispielsweise, der kürzlich bekannt gab, dass er in seiner jüngsten Finanzierungsrunde 140 Millionen Dollar von Investoren erhalten hat, wurde 2015 von Tim Ellis und Jordan Noone gegründet – ehemaligen Mitarbeitern von Blue Origin bzw. SpaceX.
Nicht so schnell
Aber in den 2010er Jahren war nicht alles rosig für die private Raumfahrt. In einem besonders wichtigen Bereich, der bemannten Raumfahrt, waren Meilensteine viel schwieriger zu erreichen.
Betrachten Sie Virgin Galactic, das mit seinem SpaceShipTwo, einem Raumschiff für sechs Passagiere, zahlende Kunden in den suborbitalen Weltraum und wieder zurück fliegen will. Das Unternehmen steht kurz vor dem Start, aber der Zeitplan hat sich im Laufe der Jahre erheblich nach rechts verschoben. Im Jahr 2004 sagte Richard Branson immerhin voraus, dass sein neu gegründetes Unternehmen bis 2007 mit dem kommerziellen Weltraumtourismus beginnen würde.
Blue Origins New Shepard ist zwar auch für den Transport von Menschen ausgelegt, hat aber noch keine Flüge mit Besatzung hinter sich, was sich aber bald ändern dürfte. (Es ist schwierig, viel über die Zeitverschiebung von New Shepard zu sagen, da Blue Origin es in seiner 19-jährigen Geschichte meist vermieden hat, Zieldaten öffentlich bekannt zu geben.)
Dann gibt es die bemannten Orbitalfahrzeuge. Im Jahr 2010 begann die NASA, die Entwicklung dieser Raumfahrzeuge im Rahmen des Commercial Crew Program der Behörde zu fördern, um die Nachfolge der bald auslaufenden Space Shuttle-Flotte anzutreten. Im September 2014 gingen Boeing und SpaceX als große Gewinner aus diesem Wettbewerb hervor und erhielten jeweils milliardenschwere Verträge für den Transport von NASA-Astronauten zur und von der ISS.
Der Crew Dragon von SpaceX und der Starliner von Boeing sollen diesen Taxidienst bald aufnehmen, vielleicht schon 2020. Aber auch das ist später, als die Hauptakteure gehofft hatten. Als die NASA-Beamten im September 2014 die Verträge mit SpaceX und Boeing ankündigten, sagten sie beispielsweise, sie hofften, dass mindestens eine der beiden Kapseln bis 2017 einsatzbereit sein würde.
Die Verantwortung für diese Verzögerungen liegt zum Teil beim US-Kongress. Der Kongress hat das kommerzielle Raumfahrtprogramm in den ersten Jahren nicht ausreichend finanziert, so der Raumfahrtexperte John Logsdon, emeritierter Professor für Politikwissenschaft und internationale Angelegenheiten an der Elliott School of International Affairs der George Washington University in Washington, D.C.
Aber die Wartezeit unterstreicht auch eine einfache und ernüchternde Realität der Raumfahrt: „Die bemannte Raumfahrt ist schwierig“, sagte Logsdon gegenüber Space.com.
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Zahlreiche Beispiele machen dies deutlich. So wurde der Fortschritt von Virgin Galactic durch zwei tödliche Unfälle gebremst, einen im Jahr 2007 in den Einrichtungen des Design- und Produktionspartners Scaled Composites und einen weiteren im Jahr 2014 während eines raketengetriebenen Testflugs des ersten SpaceShipTwo-Fahrzeugs, VSS Enterprise. Und die SpaceX-Crew-Dragon-Kapsel, die im März einen historischen unbemannten Demonstrationsflug zur ISS durchführte, existiert nicht mehr; sie wurde einen Monat später bei einem Unfall bei Bodentests zerstört, was SpaceX um einiges zurückwirft.
Und gerade heute (20. Dezember) gab es beim Starliner von Boeing Probleme während seiner ersten Orbitalmission, einem unbemannten Testflug, der zur ISS führen sollte. Ein Fehler im Zeitmesssystem der Kapsel verhinderte das Rendezvous, und Starliner soll nun am Sonntagmorgen (22. Dezember) zur Erde zurückkehren, ohne eine Reihe von wichtigen Testflugzielen erreicht zu haben.
Aber diese Unternehmen arbeiten an solchen Problemen, und es könnte durchaus sein, dass aufregende Dinge kurz hinter dem Horizont liegen. Es ist schon aufregend genug, zu sehen, wie Crew Dragon, Starliner, SpaceShipTwo und New Shepard vollständig in Betrieb genommen werden. Doch schon bald könnte ein privates Raumschiff zum ersten Mal Menschen in die Tiefen des Weltraums befördern. Immerhin arbeitet SpaceX an einem Raumschiff mit 100 Passagieren, das den Mars besiedeln soll, und der japanische Milliardär Yusaku Maezawa hat bereits einen Flug um den Mond gebucht, der im Jahr 2023 starten soll.
„In den 2010er Jahren waren wir ‚bereit‘, und wir sind fast fertig“, sagte Logsdon über die private bemannte Raumfahrt. „Hoffentlich werden wir 2020 mit dem Start beginnen.“
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Anmerkung der Redaktion: Diese Geschichte wurde am 20. Dezember um 18 Uhr EST aktualisiert, um die Nachricht von den Schwierigkeiten des Starliner während seines Testflugs im Orbit aufzunehmen.
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