Deutsche Raumfahrt: Triebwerkstechnik der Rocket Factory kommt aus der Ukraine
Nach Veröffentlichung des Artikels über die Pläne der Rocket Factory Augsburg (RFA) wurde Golem von der Unternehmensberatung Semanticom(öffnet im neuen Fenster) für Public Affairs, Markenführung und strategische Kommunikation um ein Gespräch gebeten. Die Firma übernimmt die Pressearbeit von RFA und vertritt außerdem Kunden wie die Deutsche Telekom, Evonik, die Otto Gruppe und den Deutschen Zentralverein homöopathischer Ärzte (DZVhÄ).
Golem bat stattdessen RFA um eine Stellungnahme dazu, wie "die technischen Herausforderungen der Entwicklung des Raketentriebwerks und der Rakete selbst innerhalb der nächsten 22 Monate überwunden werden können und mit welchen Mitteln der ungewöhnlich niedrige Kostenpunkt erreicht wird." Die Stellungnahme befindet sich vollständig am Ende des Artikels.
Aus der Stellungnahme geht hervor, dass die Turbopumpe und andere ungenannte Teile der Triebwerkstechnik vom ukrainischen Konzern Yuzhmash geliefert werden. Das ermöglicht die schnelle Entwicklung eines Triebwerks mit geschlossenem Brennstoffzyklus. Die übliche Entwicklungszeit eines solchen Triebwerks beträgt rund 10 Jahre. Im Countdown-Podcast wurde gegenüber dem Artikelautor(öffnet im neuen Fenster) die kurze Entwicklungszeit bei RFA noch mit agiler Entwicklung, Missverständnissen bezüglich der tatsächlichen Schwierigkeit der Entwicklung von Triebwerken mit geschlossenem Brennstoffzyklus und der Abkehr von herkömmlichen Ansätzen der Triebwerksentwicklung erklärt.
Yuzhmash ist schon lange Teil europäischer Raumfahrt
Aus den Aussagen im Podcast lässt sich schließen, dass es sich bei den importierten Teilen um Elemente des RD-809K-Triebwerks(öffnet im neuen Fenster) oder des RD-870(öffnet im neuen Fenster) handelt, möglicherweise auch um das gesamte Triebwerk als Bausatz. Eine Variante des RD-809 wurde auch schon als mögliches Oberstufentriebwerk für die amerikanische Antares-Rakete gehandelt. Die Strukturen und Treibstofftanks der ersten Antares-Stufe werden ebenfalls von Yuzhmash gefertigt und geliefert. Entwickelt wurde das Triebwerk für die geplante ukrainische Mayak Rakete, die aber bislang noch keinen Investor gefunden hat.
Eine offenere Unternehmenskommunikation hätte hier viel Positives bewirken können. Denn Yuzhmash, mit dem Entwicklungsbüro Yuzhnoye, ist in der europäischen Raumfahrt schon länger ein zuverlässiger Partner. Das RD-843 Triebwerk der AVUM-Oberstufe in der Vega-Rakete wird auch von Yuzhmash geliefert. Es funktionierte bislang fehlerfrei, auch wenn die Techniker des Raketenherstellers Avio vor dem letzten Flug zwei Kabel der Raketensteuerung vertauschten, was zum Absturz der Rakete führte.
Nachdem die Herkunft des Triebwerks geklärt ist, erscheint ein Starttermin im Jahr 2022 glaubwürdiger als zuvor. Ob eine erste Rakete noch 2022 starten kann, hängt davon ab, wie lange die Entwicklungsarbeiten an der größeren Variante der RFA One schon laufen. Rätselhaft bleibt dennoch der Preis der Rakete. Mit 3 Millionen Euro pro Start und einer Nutzlast von 1200kg in einen 500km hohen Orbit entspricht der Preis etwa einem Viertel der Konkurrenz. Die Bitte um Erklärung brachte keinen Fortschritt zur Aufklärung der Frage.
Herkunft des niedrigen Preises bleibt unklar
RFA erklärt die Preisreduktion durch 3D-Druck und Serienfertigung wie in der Automobilherstellung. Aber auch fast alle Hersteller der Konkurrenz, darunter auch Rocketlab, nutzen 3D-Druck und planen mit der gleichen Startfrequenz von etwa 50 Raketen pro Jahr. Astra Space spricht sogar von 300 Raketen pro Jahr. Die Kosteneinsparungen treffen also für alle zu und können keine Preisdifferenz erklären. Auch die Nutzung einiger Komponenten von Firmen außerhalb der Raumfahrt wurde von SpaceX popularisiert und ist damit ebenso kein Alleinstellungsmerkmal mehr.
Ein weiterer Faktor der Kostenreduktion soll die Wiederverwendbarkeit der ersten Raketenstufe sein. Aber die wird ebenfalls von anderen Firmen durchgeführt und ist damit auch keine ausreichende Maßnahme, um den niedrigen Startpreis zu erklären. Hinzu kommt, dass die RFA One eine dreistufige Rakete ist und die erste Stufe somit einen etwas kleineren Anteil der Gesamtkosten als bei zweistufigen Raketen ausmacht.
RFA behauptet außerdem, dass eine besonders gute Wiederverwendbarkeit nur durch Nutzung von Triebwerken mit geschlossenem Treibstoffzyklus möglich ist. Aber SpaceX demonstriert die Wiederverwendung seit über 5 Jahren erfolgreich mit den Merlin-1D-Triebwerken in der Falcon 9, die einen offenen Treibstoffzyklus verwenden.
Es gibt also auch nach der Stellungnahme keinen plausiblen Grund, weshalb die RFA One zu nur einem Viertel des marktüblichen Preises angeboten werden kann. Eine mögliche Erklärung wäre eine Quersubventionierunge der Startkosten durch OHB. RFA ist eine Ausgründung des deutschen Raumfahrtkonzerns OHB und dessen Tochterfirma MT Aerospace (MTA). OHB hält 53 Prozent der Anteile an RFA. Dabei hat die Rocket Factory Augsburg Zugriff auf die gesamte Expertise von OHB und MTA, die neben Satelliten auch Raketenstufen für die Ariane Raketen bauen.
Mit Subventionen für die eigenen Raketen könnte der Satellitenhersteller durch eine regelmäßige Raketenproduktion für zuverlässige Startmöglichkeiten der eigenen Satelliten sorgen. Außerdem plant die Firma, die dritte Raketenstufe direkt zum Satelliten umzubauen und anderen Kunden anzubieten, wie es Rocketlab auch schon tut.
Es folgt die Stellungnahme von RFA im Wortlaut.
Stellungnahme der Rocket Factory Augsburg
Wir freuen uns sehr, dass der Countdown-Podcast vom 24.2.2021 eine so lebhafte Experten-Diskussion ausgelöst hat, nachdem wir dort sehr viele technische Details öffentlich gemacht haben. Dabei stehen zwei Fragen im Raum, die ungläubiges Staunen ausgelöst haben: Wie schafft es Rocket Factory in so kurzer Zeit, die technischen Herausforderungen bei der Entwicklung eines so komplexen Triebwerks zu meistern und dabei diese anspruchsvolle Technologie so konkurrenzlos günstig bauen?
Wir haben bei der Rocket Factory das ursprüngliche Konzept mit einem offenem Triebwerkszyklus sehr früh verworfen, weil der Markt sich rasant zu höheren Nutzlasten entwickelt hat. Wir planen unsere ersten Starts mit einer geringen Nutzlast von ca. 200-400 kg, aber wollen diese sukzessive auf 1.300 kg steigern, um den Anforderungen unserer Kunden gerecht zu werden. Heute ein Raketenentwicklungsprogramm mit alter Technik und offenen Triebwerkzyklen zu realisieren ist nicht wettbewerbsfähig, denn die Konkurrenz aus den USA ist schon viel weiter. Deshalb haben wir uns für ein stärkeres Triebwerk entschieden, das eine sehr hohe Performance ermöglicht bei gleichzeitig sehr niedrigen Produktionskosten. Von diesem Triebwerk haben wir bereits mehrere Prototypen gebaut und erste Zündversuche erfolgreich durchgeführt.
Rocket Factory ist optimistisch, ein eigenes staged combustion Triebwerk in sehr viel kürzerer Zeit als andere bekannte Triebwerksprojekte zu entwickeln, da wir einzelne Bauteile, wie zum Beispiel die Turbopumpe bereits bei dem ukrainischen Hersteller Yuzhmash eingekauft haben. Gleichzeitig verfügen wir über einen eigenen großen track record in unserem eigenen Team, bei dem jede/r einzelne Mitarbeiter/in bereits an einem erfolgreichen Raketenstart mitgearbeitet hat. Darüber hinaus steht uns das gesamte Know-how der OHB-Gruppe zur Verfügung. Wir können also unsere Rakete zielgerichtet aus der Perspektive eines Satellitenherstellers planen.
Warum kann Rocket Factory die Rakete trotz komplexer Triebwerkstechnologie so kostengünstig herstellen? Weil wir Triebwerke und Raketen künftig in Serie herstellen, indem wir Raketen wie Autos bauen. Der Transfer von Fabrikkonzepten und Fertigungsstrategien aus der klassischen Maschinenbau- und Automobilindustrie ermöglicht uns kurzfristige Effizienzsprünge. Und die Verwendung handelsüblicher Komponenten in Industriequalität, die auf Weltraumbedingungen modifiziert werden, führt zu einer Standardisierung und modularen Bauweise, die auf baugleichen Komponenten und einheitlichen Produktionsmaschinen basieren. Dabei spielt der 3-Druck eine entscheidende Schlüsselrolle.
Eine weitere Rolle in unserer low-cost-Strategie spielt die Wiederverwendbarkeit vor allem der ersten Antriebsstufe. Das wollen wir im Laufe der Entwicklung später realisieren, um immer weniger Raketen für immer mehr Starts zu bauen. Auch hier rechnet sich unsere Triebwerksentscheidung deutlich: Es macht keinen Sinn, Wiederverwendbarkeit mit einfachen, offenen Triebwerken zu koppeln. Dafür ist ein Triebwerk, das im geschlossenen Zyklus mit deutlich mehr Sicherheit gefahren werden kann, besser geeignet. SpaceX und Blue Origin haben gezeigt, dass die Zukunft der Wiederverwendbarkeit der geschlossenen, modernen Triebwerkstechnologie gehört.
Für weitere Fragen stehen wir gerne zur Verfügung
Stefan Brieschenk & Jörn Spurmann