Raumfahrt: Mehr Geld für die Raumfahrt reicht nicht aus

Eine mögliche leichte Senkung des deutschen Beitrags zur Esa bringt nicht die Raumfahrt in Gefahr. Deren heutige Probleme sind Resultat von Fehlentscheidungen, die hohe Kosten und Ausgaben nach sich ziehen. Zuerst braucht es Reformen statt noch mehr Geld.

15. November 2019 um 10:00 Uhr / Ein IMHO von Frank Wunderlich-Pfeiffer

Die Ariane 6 soll Geld einsparen, ein Versprechen, das sie nicht mehr einlösen kann Bild: ESA

Die europäische Raumfahrt braucht nicht noch mehr Geld – sie braucht zuerst eine bessere Organisation. Emotionale Debatten um den deutschen Beitrag zur europäischen Raumfahrt verdrängen die fundamentalen Probleme der Europäischen Raumfahrtbehörde Esa.

Nach einem Bericht der Süddeutschen Zeitung, der auch vom Spiegel aufgegriffen wurde, soll der deutsche Beitrag zur europäischen Raumfahrtorganisation Esa in den nächsten Jahren leicht sinken. Das Wirtschaftsministerium widersprach dieser Darstellung. Die Zahlen beinhalteten nicht alle Beiträge, hieß es. Dem wurde entgegnet, dass die Inflation nicht ausgeglichen würde. Die Raumfahrtgemeinde reagierte mit längst eingeübten Debatten und der Forderung, die Beiträge zu erhöhen, um deutsche Spitzentechnologie oder den Platz als führende Raumfahrtnation nicht zu gefährden.

Zweifel an der Verwendung dieser Gelder werden zumeist ignoriert oder nur hinter vorgehaltener Hand bestätigt. Immer wiederkehrende Probleme in der Auftragsvergabe, der Organisation und der Auswahl von Weltraummissionen lassen sich inzwischen über den größten Teil der Zeit seit Gründung der Esa im Jahr 1974 zurückverfolgen. Damals wurde sie die Nachfolgeorganisation der gescheiterten Europäischen Trägerraketenentwicklungsorganisation Eldo. Seit Ende der 1980er Jahre wird das europäische Raumfahrtprogramm nicht von Geldmangel, sondern von schweren Fehlentscheidungen wie der Entwicklung des Hermes Raumgleiters und der überdimensionierten Ariane 5 zurückgehalten.

Die Ariane 6 kostet mehr als sie einspart

Die Entwicklung der Ariane 6 begann deshalb mit dem Versprechen, sie werde die Startkosten halbieren. Aber dazu wird es nicht kommen. 2018 war Aussagen von Unternehmenssprechern zu entnehmen, dass die Startkosten bei vergleichbarer Leistung im Bereich von 110 bis 120 Millionen Euro liegen. Die Ariane 5 liegt derzeit bei etwa 160 Millionen Euro. Nach Branchenberichterstattung sind zu den Entwicklungskosten der Ariane 6 von 3,2 Milliarden Euro inzwischen weitere 519 Millionen hinzu gekommen. Damit sollen die Startkosten noch einmal um 10 bis 20 Prozent gesenkt werden.

Sollte die Ariane 6 insgesamt 100-mal fliegen, etwa so oft wie die Ariane 5 bisher, addieren sich allein die schon bewilligten Entwicklungskosten auf rund 40 Millionen Euro pro Flug. Dazu kommt eine weitere Milliarde Euro, die Fixkosten des Starts von Ariane 6 und Vega C subventionieren sollen. Aber wegen der Auftragsflaute und der hohen Startpreise sind die geplanten zehn Flüge pro Jahr unrealistisch. Die Ariane 5 ist dieses Jahr erst dreimal geflogen. Normal sind fünf bis sechs Flüge pro Jahr und bei SpaceX sieht es derzeit auch nicht besser aus.

Obwohl die Ariane 6 nur eine Abwandlung der Ariane 5 ist, wurde ihre Entwicklung so teuer, dass in der Endbilanz keinerlei Einsparungen mehr zu erwarten sind, wenn sie 2030 durch eine neue Rakete mit dem günstigeren Prometheus-Triebwerk ersetzt werden soll. Dabei ist berücksichtigt, dass ein Teil der Entwicklungskosten und Subventionen auch der kleinen Vega-Rakete anzurechnen sind. Umgekehrt zählt die Ariane 62 in dieser Rechnung auch als vollständige Ariane 6, obwohl sie mit Startkosten von 90 Millionen Euro weniger als die halbe Nutzlast einer Ariane 5 oder Ariane 64 hat.

Andere prominente Raumfahrtprogramme sind ähnlich teuer, mit ähnlich schlechten Resultaten.

Zeitdruck und Planungsunsicherheit lassen Raumsonden abstürzen

Schon 2008 war absehbar, dass die Kosten für das Satellitennavigationssystem Galileo weit über den ursprünglich geplanten 3,4 Milliarden Euro liegen würden. Von 2014 bis 2020 werden sieben Milliarden Euro ausgegeben, weitere drei Milliarden sind für den weiteren Betrieb vorgesehen. Dabei befindet sich das System noch im Testbetrieb.

Das Exomars Programm soll die erste europäische Raumsonde auf dem Mars landen. Die im Bau von Marslandern unerfahrenen Ingenieure der Esa sollen dafür einen 35 Meter großen Fallschirm verwenden. Noch nie wurde auf dem Mars ein derart großer Fallschirm verwendet. Er funktioniert bislang noch nicht einmal auf der Erde.

Zuvor sollte die Technik mit dem kleineren Marslander Schiaparelli getestet werden. Der Test schlug 2016 fehl. Laut Untersuchungsbericht wurde das Verhalten von dessen Fallschirm – trotz Anzeichen von unerwartetem Verhalten in einigen Computermodellen – vor dem Flug nicht vollständig simuliert und auch nie in einem echten Flug getestet. Esa-Chef Jan Wörner sprach damals trotz des Absturzes von einem 80-Prozentigen Erfolg.

Realistische Erwartungen erhöhen die Erfolgsquote

In Hintergrundgesprächen ist von Esa-Mitarbeitern immer wieder zu hören, dass selbst geplante Projekte über Jahre nicht vollständig finanziert werden oder die Finanzierung plötzlich gestrichen und später doch wieder gewährt wird. Die Arbeitsbedingungen sind unsicher und oft müssen Projekte in zu kurzer Zeit realisiert werden, wenn das Geld endlich da ist. Untersuchungsberichte wie der von Schiaparelli zeigen immer wieder Fehler, die unter solchem Zeitdruck entstehen können.

Die europäische Raumfahrt braucht nicht mehr Geld, sondern interne Reformen bei der Esa, die Planungssicherheit für die Projekte möglich macht. Planungssicherheit wird auch erst durch realistische Erwartungen möglich. Wer noch nie einen Marslander gebaut hat, sollte nicht damit beauftragt werden, gleich neue Rekorde aufzustellen.

Zu den Problemen der Ariane 5 und Ariane 6 kommt außerdem der verfehlte Ansatz internationaler Kooperation in der Esa. Als "Geographic Return" wird es bezeichnet, wenn Industrieaufträge über die Esa-Staaten nach Proportion der Mitgliedsbeiträge verteilt werden. Wirtschaftlichkeit wird dabei außer Acht gelassen. Die unwirtschaftliche Bauweise der Ariane 6 ist erst durch diese Vergabepraxis von Aufträgen denkbar geworden.

Nur ein Beispiel: Ein Raketentriebwerk erhält Pumpen für Wasserstoff und Sauerstoff aus zwei verschiedenen Ländern, in einem dritten Land wird es zusammengebaut mit Teilen aus einem vierten und einem fünften Land. Derartiges gilt für jede Baugruppe einer Ariane 5 oder Ariane 6. Die Bürokratie zur Koordination des Ganzen macht jede neue Entwicklung teuer und unflexibel. Deshalb fliegt die Ariane 5 noch heute mit Technik aus den 70er Jahren – und ist mehr Technikmuseum als Hochtechnologie.

Raumforschung braucht Standardisierung und Massenproduktion

Zuletzt muss auch der Ansatz der Konstruktion immer neuer Raumsonden und Erdbeobachtungssatelliten infrage gestellt werden. Inzwischen wurde genug Raumforschung betrieben, dass die Anforderungen bekannt sind und nicht jede Mission eine vollständige Neukonstruktion erfordern sollte. Jede Raumsonde braucht Strom, Antrieb, Lageregelung und Kommunikation. Die können standardisiert werden. Bei kommerziellen Satelliten heißt das Satellitenbus. Für die Nutzlasten gibt es entsprechend vorgesehenen Platz und Schnittstellen.

Die japanischen Asnaro Satelliten verfolgen in der Erdbeobachtung diesen Ansatz und er könnte genauso bei der Entwicklung standardisierter Raumsonden zum Einsatz kommen, die in großen Stückzahlen gebaut werden. Erprobte Plattformen mit modularen Standardinstrumenten könnten Missionskosten auf einen Bruchteil der heutigen Kosten senken.

Das zeigt auch die Erfahrung mit Satellitenkonstellationen. Starlink-Satelliten kosten unter einer Million Euro – für einen voll funktionsfähigen Satelliten mit 2kW Stromversorgung, Ionentriebwerken und Hochleistungssendern. Die Erfahrungen mit den Oneweb- oder Iridium-Konstellationen sind die gleichen. Höhere Stückzahlen senken die Stückkosten auch in der Raumfahrt. Solche Skaleneffekte sind absolute Grundlagen jedes BWL-Studiums.

Die Leistung der Raketen wird nicht ausgenutzt

Auch die verfügbare Startmasse von Raketen sollte in der Raumforschung endlich ausgenutzt werden. Die Ariane 62 wurde speziell für solche Missionen entwickelt, weil diese Missionen für eine Ariane 64 überdimensioniert wären. Aber die beiden zusätzlichen Feststoffbooster kosten nicht mehr als 20 bis 30 Millionen Euro. Diese geringen Mehrkosten im Vergleich zu den 90 Millionen Euro für die Ariane 62 würden die Nutzlast interplanetarer Missionen von 2,5 Tonnen auf 7,5 Tonnen verdreifachen.

Es könnten Standardbausätze für Raumsonden entwickelt werden, die mit viel geringeren Entwicklungskosten beliebige wissenschaftliche Nutzlasten aufnehmen können. Effiziente Ionentriebwerke, die in kommerziellen Satelliten längst Standard sind, aber in der Raumforschung noch als exotisch gelten, könnten die für Instrumente nutzbare Masse noch weiter steigern. Statt sie auf niedriges Gewicht zu optimieren, müssten sie nur noch für den Weltraumeinsatz tauglich gemacht werden.

Das Budget der Esa reicht aus, um in der Raumfahrt viel Größeres als bisher zu leisten. Was fehlt, ist nicht Geld. Was fehlt, sind Reformen, die den Realitäten des 21. Jahrhunderts Rechnung tragen. Wenn Raumfahrt im Alltag unverzichtbar ist, wie es auch von der Esa immer wieder gesagt wird, dann kann sie keine exotische Hochtechnologie mehr sein und darf auch nicht mehr so behandelt werden. Erst recht nicht, wenn bei genauerem Hinsehen noch die Technik des letzten Jahrhunderts hinter der glitzernden Goldfolie steckt.