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Der Aufstieg von SpaceX

SpaceX wurde mit rund 300 Millionen US-Dollar Entwicklungsgeldern von der Nasa vor der Pleite bewahrt. Firmengründer Elon Musk hatte sein gesamtes Privatvermögen in SpaceX und die Autofirma Tesla investiert, nach dem vierten Flug der SpaceX-Rakete Falcon 1 hatte die Firma aber kein Geld mehr.

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Allein die erfolgreiche Demonstration eines Raketenstarts nur sechs Jahre nach der Firmengründung überzeugte die Nasa jedoch davon, dass die Pläne von SpaceX zum Bau der größeren Falcon 9 und eines Raumtransporters realistisch sein könnten. Allerdings brauchte es dazu diese Anschubfinanzierung, mit deren Hilfe die Falcon-9-Rakete vollständig neu entwickelt wurde.

Mit ihr sollte der mit 1,6 Milliarden US-Dollar dotierte Versorgungsauftrag für die ISS erfüllt werden. Der erste Testflug der Falcon 9 im Jahr 2010 gelang, allerdings nur knapp. Das Raketentriebwerk der zweiten Stufe überhitzte die Steuerungselektronik, setzte die Rollkontrolle außer Funktion und am Ende des Fluges war sie kurz davor, außer Kontrolle zu geraten.

In den folgenden Jahren bewährte sich die selbstentwickelte Rakete jedoch. Sie war von Anfang an auf niedrige Herstellungskosten optimiert. Hunderte der einfachen Merlin-Raketentriebwerke wurden in Serienproduktion hergestellt. Die erste und zweite Stufe bestand aus den jeweils gleichen Treibstofftanks, nur in unterschiedlicher Länge. Immer größere Teile der Herstellung wurden von SpaceX selbst übernommen, um von Zulieferern unabhängig zu sein, die oft überhöhte Preise verlangten. Das stand im Kontrast zur Konkurrenz.

Selbst alte sowjetische Technik ist teurer

Ein Beispiel: Die Satelliten- und Raketenbaufirma Orbital Sciences erhielt mit 1,9 Milliarden US-Dollar die gleiche Summe zur Entwicklung eines Weltraumtransporters. Dafür organisierte sie alte sowjetische Triebwerke, ließ in der Ukraine eine Stufe der Zenit-Rakete für diese Triebwerke modifizieren, kaufte eine einfache Feststoffoberstufe von einem Vertragspartner in den USA und ließ den Weltraumtransporter Cygnus in Italien entwickeln.

Trotz der alten Technik war die Rakete mit dem Namen Antares aber so teuer, dass sie nur für die gut bezahlten Aufträge zum Start der einfachen Raumtransporter genutzt wurde, die - anders als der Dragon-Transporter von SpaceX - nicht zur Erde zurückkehren können. Dabei hätte die Antares mit ihrer Leistung die alte Delta-II-Rakete ersetzen können, die für viele Raumsondenstarts und Forschungsmissionen der Nasa verwendet wurde und 2018 ihren letzten Flug hatte.

Zudem versagte beim fünften Flug der Antares eines der über 40 Jahre alten sowjetischen Triebwerke. Die abgestürzte Rakete explodierte in einem spektakulären Feuerball. Erst zwei Jahre später konnten aus Russland Ersatztriebwerke mit ähnlicher Leistung beschafft werden.

Trotz der politischen Probleme waren russische Triebwerke unverzichtbar für den Bau kostengünstiger Raketen, vor allem bei den alten Raumfahrtfirmen. Auch die wichtige Atlas-V-Rakete wird vom russischen RD-180 angetrieben. Die Triebwerkstechnik der damaligen US-Hersteller ist bis heute durchweg veraltet, überteuert oder beides. Vor SpaceX war die einzige Alternative zur Atlas V in den USA die Delta IV. Deren teure Triebwerkstechnik machte sie letztlich untragbar. 2019 wurde sie wegen der hohen Kosten ausgemustert, ebenso wie die Delta II vor ihr.

Längst mögliche Einsparungen wurden nicht umgesetzt

Der Grund lag nicht an unfähigen Ingenieuren. Kostengünstigere Technik, etwa das TR-106-Triebwerk, wurde zwar entwickelt, aber nicht in die Produktion gebracht. Der enttäuschte Chefentwickler des TR-106, Tom Mueller, wurde 2002 zu einem der ersten Mitarbeiter von SpaceX und nutzte seine Erfahrung dort für die Entwicklung der Merlin-und Raptor-Triebwerke.

Durch die Verwendung vieler kleiner Triebwerke mit einfacher Technik und weitgehend identischer Fertigung der ersten und zweiten Raketenstufe konnte die Falcon 9 mit rund 60 Millionen US-Dollar angeboten werden. Bis 2017 wurde der Schub der Triebwerke fast verdoppelt, ihr Gewicht um ein Viertel reduziert und die Treibstoffeffizienz um über zwei Prozent gesteigert. Selbst ohne die Wiederverwendung konnten Starts mit der Falcon 9 für weniger als den halben Preis einer Atlas V oder Delta IV angeboten werden. Trotz solider betriebswirtschaftlicher Gründe für die niedrigen Preise nahm die Konkurrenz die Firma jedoch nicht ernst.

Das galt erst recht für die Ankündigung, dass die erste Stufe mit Hilfe ihrer Triebwerke landen und anschließend wiederverwendet werden sollte. Das Konzept galt bei Experten in Raumfahrtbehörden als phantastisch und undurchführbar, obwohl es bereits in den 1990er Jahren durch die senkrecht startende und wieder landende DC-X-Rakete demonstriert worden war. Das Urteil war geprägt von der Tatsache, dass das Spaceshuttle erst kurz zuvor am Konzept der Wiederverwendbarkeit endgültig gescheitert war. Es war dort so schlecht umgesetzt, dass es mehr Kosten und Risiken verursachte, als es an Einsparungen brachte.

Die erste Stufe einer Falcon 9 kostet 30 bis 40 Millionen US-Dollar, die Entwicklung der Wiederverwendbarkeit soll SpaceX über eine Milliarde US-Dollar gekostet haben. Viele Raketenstufen gingen bei frühen Versuchen verloren, aber immerhin erst, nachdem sie ihre Nutzlast erfolgreich auf den Weg gebracht hatten. Die erste Landung gelang im Dezember 2015. Die erste Stufe der Falcon 9 ist für bis zu zehn Flüge ausgelegt, inzwischen ist eine dieser Stufen bereits von ihrem vierten Flug zurückgekehrt.

In Zukunft verfolgt SpaceX mit dem Starship noch größere Pläne, die aber noch nicht über einfache Prototypen hinausgekommen sind. Der größte mögliche Konkurrent von SpaceX ist Blue Origin. Das schon im Jahr 2000 von Jeff Bezos gegründete Unternehmen will mit der 2016 angekündigten New Glenn eine noch größere wiederverwendbare Rakete als die Falcon 9 bauen. Aber bislang ist sie noch nicht geflogen. Inzwischen bietet SpaceX Starts zu niedrigeren Preisen als alle vergleichbaren Anbieter von Trägerraketen an. Der Erfolg des Unternehmens war so groß, dass er die Gründung vieler neuer Firmen inspirierte, die zusammen mit SpaceX als New Space bezeichnet werden.

Die Reaktion der etablierten Firmen und Raumfahrtbehörden reichte von völliger Ignoranz bis zu ernsthaften Reformen.

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lucky_luke81 06. Jan 2020

dem schliesse ich mich an!.. Nach langer zeit der erste Artikel von Golem der nicht...

Balgam 27. Dez 2019

Dem kann ich mich anschließen und hoffentlich gibt's bald mal wieder etwas im Podcast zu...

GwhE 26. Dez 2019

Aber genau deswegen baut man ja große spiegel, damit man "kleinere" bzw weiter entfernte...


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