Europäische und US-Raumfahrt: Wo bleiben die neuen Raketen?

Ariane 6, Vulcan, New Glenn, H3 – seit 2020 sollten sie fliegen. Warum kommt die Konkurrenz zur Falcon 9 von SpaceX nicht aus den Startlöchern?

10. Februar 2023 um 10:00 Uhr / Eine Analyse von Frank Wunderlich-Pfeiffer

Amazon will die Kuiper-Satelliten mit neuen Raketen starten, die nie geflogen sind. Das soll sich 2023 ändern. Bild: Amazon

Kurz nachdem SpaceX 2013 angefangen hatte, kommerzielle Nachrichtensatelliten mit der Falcon 9 zu starten, kündigten Raketenbauer weltweit an, bis spätestens 2020 eine neue Generation von Raketen zu bauen. Sie sollten billiger und flexibler sein. Blue Origin wollte mit der New Glenn eine wiederverwendbare Rakete bauen, die fast so groß wie die Saturn V sein sollte. Die Ariane 6 sollte zum halben Preis der Ariane 5 fliegen, die Vulcan sollte viel billiger sein als ihr Vorgänger, die Atlas V. In Japan soll die H3 den Startpreis der Falcon 9 erreichen.

Falcon-9-Raketen sind inzwischen über 200-mal geflogen und über 160-mal gelandet. Aber keine der angekündigten Raketen der Konkurrenz flog auch nur ein einziges Mal. 2023 sollen in den USA, Japan und Europa nun endlich die ersten Testflüge der Vulcan, H3 und Ariane 6 stattfinden – genauso wie der erste Flug des Starship von SpaceX. Die Verzögerungen sind nicht nur eine Kostenfrage. Denn die Produktion der alten Raketen wie Atlas V, H-II und Ariane 5 wurde bereits weitgehend eingestellt.

Dank SpaceX ist die Situation in den USA weitgehend entspannt. Auch wenn sich die Vulcan noch weiter verzögern sollte, gibt es mit der Falcon 9 und Falcon Heavy zuverlässige und sogar kostengünstigere Alternativen. In Japan stehen noch genug H-II Raketen bis 2024 zur Verfügung, so dass der Flugbetrieb nicht drastisch gekürzt werden muss. Der H3-Testflug hat am Sonntag, den 12. Februar 2023, einen festen Termin für den ersten Startversuch. Aber in Europa ist die Lage dramatisch.

Europa hat keine zuverlässigen Raketen mehr

In Europa ist aktuell keine zuverlässige Trägerrakete verfügbar. Denn mit dem Überfall Russlands auf die Ukraine ist es endgültig unmöglich geworden, Raketenstarts oder Raketentriebwerke aus Russland zu kaufen. Gleichzeitig stehen im April und Juni die letzten Flüge der Ariane 5 an. Die Ariane 6 ist nicht fertig. Vega und Vega C haben sich beide als unzuverlässig erwiesen. Der Raumfahrtmonopolist Arianespace trägt die Verantwortung für die desaströse Situation.

Eigentlich sollte die Ariane 6 bereits 2020 fliegen, somit sollten drei Jahre Übergangszeit bleiben, um Probleme in der Vorbereitung der Serienproduktion zu beheben. Aber im Jahr 2023 ist noch keine Ariane 6 geflogen, frühestens Ende 2023 soll es soweit sein. Die Oberstufe ist nicht flugbereit. Dabei ist ihr Vinci-Triebwerk seit 25 Jahren in Entwicklung und sollte längst mit der Ariane 5 fliegen. Denn die Ariane 5 fliegt seit 2001 als Übergangslösung mit dem HM7B-Triebwerk der Ariane 4. Zweimal sollte sie bereits ersetzt werden, als ECB-Oberstufe oder als Teil der Ariane 5 ME (Midlife Evolution). Jetzt wurde sie zum Teil der Ariane 6. Die Oberstufe hätte zuerst startklar sein müssen.

Noch schlimmer: Nach zwei teuren Fehlstarts der Vega schlug nun außerdem der zweite Start der Vega-C fehl. Immer wieder versicherte Arianespace, dass die Fehler behoben seien. Jede Behauptung, dass der hohe Preis von Ariane und Vega durch überlegene Zuverlässigkeit gerechtfertigt sei, ist hinfällig. Selbst eine Ariane 5 wurde durch Fehler in der Startvorbereitung in die falsche Richtung gestartet. Die Falcon 9, die einst mit dem indischen Tata-Kleinwagen verglichen wurde – während man sich selbst als Mercedes sah -, kann wie gesagt inzwischen auf mehr als 160 erfolgreiche Flüge in Folge verweisen.

Esa und Arianespace haben in ihrer Hauptaufgabe versagt

Dazu kommt der Ausfall der vollkommen von Europa finanzierten Sojus-Starts in Kourou und Baikonur. Die Sojus ersetzte einst die mittelgroßen Varianten der Ariane 4. Von dieser politischen Entscheidung profitierte ausschließlich Russland. Es gab keinen Plan B und jede Entwicklung von Raketen mittlerer Größe wurde verhindert. Das Ergebnis ist nun der Totalausfall der europäischen Raumfahrt, auch wenn die Flüge mit Vega und Vega C bald wieder aufgenommen werden sollen.

Die Hauptaufgabe von Esa und Arianespace ist seit 1979 die Sicherstellung des europäischen Zugangs zum Weltraum. Daran sind sie nun mit drei Raketen, einer kleinen, einer mittelgroßen und einer großen Rakete, gleichzeitig gescheitert. Dabei war zuverlässiger Zugang zum Weltraum zuletzt die Begründung, weshalb die höheren Kosten der europäischen Raketen gerechtfertigt seien, nachdem sie in den 1980er und frühen 1990er Jahren durch günstige Preise eine Monopolstellung am Satellitenmarkt innehatten.

Dennoch setzt der Monopolist unvermindert die Lobbyarbeit fort und setzt Politiker unter Druck, weiterhin nur Arianespace-Aufträge zu erteilen. In Europas Raumfahrt ist laut Arianespace nur für eine Firma Platz, alles andere verschwende nur Ressourcen. Das widerspricht aller Erfahrung mit der Arbeit von Arianespace. Ernsthafte Reformen sind derweil nicht zu erkennen.

Privatfirmen versprachen viel und lieferten wenig

Wenig hilfreich für diese Debatte war auch die großspurige Ankündigung der Rocketfactory Augsburg. Die De-facto-Tochterfirma des deutschen Satellitenbauers OHB sagte Anfang 2021, dass sie schon 2022 eine erste Rakete starten würde. Aber die Firma kann im Januar 2023 nur drei Triebwerkstests am Boden mit einer Dauer von 4 Sekunden, 30 Sekunden und 40 Sekunden vorweisen.

Der letzte Test liegt nun über ein halbes Jahr zurück. Was entgegen der damaligen Aussage, dass kein Teil ausgetauscht werden musste, auf schwere Probleme beim technisch äußerst anspruchsvollen Helix-Triebwerk hindeutet. Die von der Firma versprochenen 3 Millionen Euro Startpreis und 50 Starts pro Jahr ab dem dritten Jahr nach dem Erstflug waren ohnehin von Anfang an unrealistisch.

Aber auch bei anderen deutschen Firmen wie Isar Aerospace, Hyimpulse oder Firmen im europäischen Ausland ist keine Entwicklung von Hardware zu sehen, die auf einen orbitalen Flug in diesem oder dem nächsten Jahr hindeuten würde. Positiv ist immerhin zu erwähnen, dass Isar Aerospace mit einer Finanzierung von bislang 167 Millionen Euro genug Geld eingesammelt hat, um gute Chancen auf eine Umsetzung des technischen Konzepts ihrer Spektrum-Rakete zu haben. Diese Umsetzung steht allerdings noch aus. Die Erfahrungen ähnlicher Unternehmen in den USA wie Astra, Firefly oder Virgin Orbit lassen aber vermuten, dass es bis zum zuverlässigen Startbetrieb mehrere Jahre dauert.

In anderen Ländern ist die Entwicklung der nächsten Raketengeneration trotz technologisch anspruchsvolleren Konzepten als der Ariane 6 deutlich weiter fortgeschritten.

USA, Japan, China und Indien zeigen, wie es geht

Die Verzögerungen bei der Entwicklung der H3-Raketenfamilie in Japan scheinen überwunden zu sein. Die Rakete soll je nach Zahl der Seitenbooster für mittlere bis schwere Lasten eingesetzt werden. Die geplanten Startkosten von 50 bis 65 Millionen US-Dollar kommen dabei den Listenpreisen einer Falcon 9 zumindest nahe.

Um Kosten zu senken, wurde auf jede Steuerbarkeit der Feststoffbooster verzichtet. Die Steuerung übernehmen ausschließlich die LE-9-Haupttriebwerke. Sie haben ähnlich viel Schub wie das Vulcain-2.1-Triebwerk der Ariane 6, sind aber viel einfacher aufgebaut. Sie nutzen einen offenen Expanderzyklus und haben etwa zehnmal so viel Schub wie das kleine LE-5A-Oberstufentriebwerk, das für diese Konstruktion als Vorbild diente. Aber bei der Entwicklung des großen Triebwerks gab es zuletzt immer wieder Probleme im Betrieb der stark beanspruchten Turbopumpen.

Der Vulcan fehlt nur noch die Nutzlast

Auch die Vulcan-Rakete der ULA, Nachfolger der Atlas V, ist fertig . Die vergrößerten und kostengünstigeren Seitenbooster wurden bereits mit der Atlas V getestet. Die Treibstofftanks mit rund 5 Metern Durchmesser wurden von den Tanks der Delta IV abgeleitet. Die Centaur-V-Oberstufe ist eine vergrößerte Variante ihrer Vorgängermodelle, deren Geschichte bis in die 1960er Jahre zurückreicht.

Dass die Rakete nicht wie vorgesehen schon 2020 flog, ist Blue Origin geschuldet, der Raumfahrtfirma von Amazon-Gründer Jeff Bezos. Nach vollmundigen Versprechen wurden die methanbetriebenen BE-4-Triebwerke, die an die Stelle des kerosinbetriebenen russischen RD-180-Triebwerks der Atlas V treten, vier Jahre zu spät geliefert. Dennoch verschob sich der Start erneut, weil der als erste Nutzlast vorgesehene Mondlander Peregrin noch nicht bereit war.

Starship fliegt auch ohne Landung

Bei SpaceX läuft derweil die Entwicklung des Starship weiter. Nach einem erfolgreichen Tanktest einer Super-Heavy-Trägerrakete mit Starship an der Spitze hoffte Elon Musk auf einen ersten Flug noch im März, aber bei einem anschließenden Triebwerkstest funktionierten nur 31 der 33 Triebwerke. Ob das Starship bei diesem Flug den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre übersteht und wenigstens ansatzweise das komplizierte Landemanöver nach dem Flug ins Weltall demonstriert, ist aber mehr als fraglich. Je nach Art der Probleme, die dabei auftauchen, könnte die Perfektionierung wie schon bei der Falcon 9 mehrere Jahre in Anspruch nehmen.

Dieses Problem nimmt inzwischen auch SpaceX ernster als bislang und will nun doch auch eine Variante der Rakete ohne das wiederverwendbare Starship anbieten. Ohne den für die Rückkehr zur Erde benötigten Treibstoff, Hitzeschutz und andere Hardware soll die Nutzlast der beim Start über 5.000 Tonnen schweren Rakete auf rund 250 Tonnen in einen niedrigen Erdorbit steigen. Das ist deutlich höher als die Nutzlast der größten angedachten Variante der SLS-Schwerlast-Rakete, die wohl erst 2025 in ihrer deutlich kleineren Variante Menschen um den Mond fliegen soll.

Mehr Raumfahrt aus China und Indien

Ohne SpaceX läge der Fokus der Raumfahrt fraglos auf China, das neben der ISS nun eine zweite Raumstation im Orbit betreibt und eine nie dagewesene Zahl von Raketen gestartet hat. Aber die zunehmende politische und diplomatische Isolation des Landes macht die Lage dort undurchsichtig. Neben den Langer-Marsch-Raketen, deren größte Variante immer wieder für den unkontrollierten Absturz großer Trümmerteile sorgt, gibt es dort eine Reihe mäßig erfolgreicher staatlich unterstützter Privatunternehmen. Nennenswert ist dabei vor allem Landspace, das 2022 mit der Zhuque-2 den weltweit ersten orbitalen Startversuch einer methanbetriebenen Rakete unternommen hat, der aber mit dem Versagen der zweiten Stufe endete .

Russland wird auch 2023 von der Verfügbarkeit von Sojus-Raketen profitieren, die eigentlich für Arianespace gebaut wurden, während die eigenständige Weiterentwicklung der eigenen Technik durch die grassierende Korruption im Land schon seit langem kaum vorankommt. Die angekündigte neue Sojus-5 existiert immernoch nur auf dem Papier, genauso wie das neue Raumschiff oder eine neue Oberstufe für die Angara 5, die erst zweimal geflogen ist, und Pläne für eine Mondrakete können kaum ernst genommen werden.

Anders ist das im wenig beachteten indischen Raumfahrtprogramm, das ständig Fortschritte macht. 2023 stehen dort die ersten Testflüge von Gaganyaan an, ein Raumschiff, mit dem 2024 erstmals Menschen fliegen sollen.

2023 wird in der Raumfahrt ein spannendes Jahr werden, in dem viele längst angekündigte Raketen starten sollen. Zweifelhaft ist dabei aber vor allem der erste Flug der Ariane 6. Denn eine Rakete, deren Start ohne konkretes Datum für das Ende eines Jahres angekündigt wird, bleibt meistens bis zum nächsten Jahr am Boden.