Starlink: SpaceX steht zwischen Flaute und Rekordjagd

Die nächsten 60 Starlink-Satelliten stehen zum Start bereit, nachdem in diesem Jahr ungewöhnlich wenige Raketen gestartet sind - nicht nur von SpaceX. Die Flaute hat SpaceX selbst verursacht und einen Paradigmenwechsel in der Raumfahrt eingeläutet.

Artikel von Frank Wunderlich-Pfeiffer veröffentlicht am 11. November 2019, 15:26 Uhr

Die neuen Starlink-Satelliten sollen die vierfache Bandbreite der Prototypen liefern. (Bild: Screenshot/SpaceX)

Seit über drei Monaten ist keine Falcon 9 mehr gestartet. Nun steht wieder eine Rakete bereit zum Start einer zweiten Ladung von 60 Starlink-Satelliten. Der Start ist angesetzt für 15:56 MEZ. Die Satelliten sollen erstmals die volle Leistung erreichen. Nachdem die Prototypen nur im Ku-Band funkten, sollen die neuen Satelliten auch das kurzwelligere Ka-Band bedienen und so die Leistung mehr als verdoppeln. Die Falcon-9-Rakete benutzt dabei eine Erststufe für einen vierten Flug - ein neuer Rekord. Außerdem wird erstmals die Nutzlastverkleidung von einem früheren Start wiederverwendet.

Dennoch steckt SpaceX in einer deutlichen Flaute. Seit 2016 hat es keine so lange Pause mehr nach einem Start von SpaceX gegeben, damals noch wegen der Zerstörung des Amos-6-Satelliten bei einem Test auf der Startrampe. Aber nicht nur die Falcon 9, sondern alle größeren Raketen verzeichnen 2019 deutlich weniger Starts als zur gleichen Zeit im vergangenen Jahr und SpaceX ist an der Flaute nicht unschuldig. Es gab einen regelrechten Stau von Satelliten am Boden, weil SpaceX dank niedriger Preise über Jahre mehr Satellitenstarts verkaufte als die Firma starten konnte.

Aber diese Zeiten waren schon im vergangenen Jahr vorbei und schon damals zeichnete sich eine Krise ab. Immer weniger große Kommunikationssatelliten wurden für den hohen geostationären Orbit in Auftrag gegeben. Der geplante Aufbau von Satellitenkonstellationen aus kleinen Satelliten im niedrigen Orbit machte weitere Investitionen in geostationäre Satelliten zu einem wirtschaftlichen Risiko.

Zwei große Satelliten kosten so viel wie 1.000 kleine

Diese Satelliten kosten mehrere Hundert Millionen Euro. Deshalb werden sie meist für 15 Jahre Betriebszeit ausgelegt, in denen die Betreiber auf ausreichend gute Umsätze hoffen müssen. Diese guten Umsätze wurden infrage gestellt, als leistungsfähige Satellitennetzwerke im niedrigen Erdorbit angekündigt wurden, die dank der viel geringeren Entfernung technisch überlegen sind. Statt aus 36.000 km Entfernung funken die Starlink-Satelliten in einem 550 km hohen Orbit aus maximal 720 km Entfernung.

Das gleiche Signal kommt dank des kürzeren Abstands in einem 50stel der Zeit am Boden an und ist dabei 2.500-mal so stark. Die Satelliten können die gleiche Datenrate mit weniger elektrischer Leistung und kleineren Antennen erreichen. Zusätzlich sinken die Stückkosten dank Massenproduktion auf einen Bruchteil. Für den Preis von ein bis zwei großen geostationären Satelliten können rund 1.000 solcher Kleinsatelliten gebaut werden, genug für eine erdumspannende Konstellation.

Neue Technik erlaubt kleine Satelliten

Bislang waren solche Konstellationen dennoch nicht attraktiv, da die Empfangstechnik keine hohe Datenrate zuließ. Richtantennen können fest auf geostationäre Satelliten ausgerichtet werden, während Antennen den Satelliten in niedrigen Orbits nachgeführt werden müssten. Mit Parabolantennen war das für kleine Stationen und Privatanwender zu aufwendig. Die Technik der Phased-Array-Antennen erlaubt dagegen die rein elektronische Ausrichtung einer fest installierten Antenne und macht die Technik nun praktikabel. Die Raumfahrtflaute von 2019 ist das erste offensichtliche Zeichen eines Paradigmenwechsels im Satellitenmarkt.

Die Baukosten der Raketen sind sowohl bei SpaceX als auch bei Oneweb höher als die Kosten der Satelliten, die sie transportieren. Aber die wiederverwendbaren Teile der Falcon 9 helfen dabei, diese Kosten zu senken. Nur die zweite Raketenstufe muss noch für jeden Flug neu gebaut werden, während die erste Stufe für zehn Flüge ausgelegt ist und erstmals auch die Wiederverwendung einer geborgenen Nutzlastverkleidung demonstriert wird, die zuletzt an der Spitze einer Falcon Heavy flog. Das in Entwicklung befindliche Starship soll vollständig wiederverwendbar sein und die Kosten später noch weiter senken.

Das wird auch nötig sein. Denn die Satelliten in der Konstellation sollen alle fünf Jahre aus dem Orbit entfernt und durch einen neuen ersetzt werden. Bei 12.000 Satelliten entspricht das pro Jahr 2.400 Satelliten oder rund 40 Starts. Das ist durchaus machbar. Zum Vergleich: Die Sowjetunion startete von 1965 bis 1990 jedes Jahr zwischen 40 und 65 Raketen der R-7-Bauweise, zu der auch die Sojus gehört. Wobei SpaceX bereits Anträge für weitere 30.000 Satelliten gestellt hat.

Dabei muss SpaceX darauf achten, dass diese große Zahl von Satelliten nicht zur Gefahr für den Rest der Raumfahrt wird.