Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/satelliteninternet-wie-groessenwahnsinnig-ist-spacex-1611-124556.html    Veröffentlicht: 18.11.2016 09:12    Kurz-URL: https://glm.io/124556

Satelliteninternet

Wie größenwahnsinnig ist SpaceX?

4.525 Satelliten will das private Raumfahrtunternehmen SpaceX starten, um die Welt mit Internet zu versorgen. Völlig irrwitzig? Wir haben nachgerechnet.

Mit der Ankündigung von SpaceX, eine Satellitenkonstellation von 4.425 Satelliten aufzubauen, stellt sich unweigerlich die Frage: Ist dieses Vorhaben überhaupt umsetzbar? Im August 2015 waren 4.077 Satelliten im Erdorbit, in diesem Jahr 4.256. Aber nur 1.419 dieser Satelliten waren tatsächlich aktiv. Die Konstellation von SpaceX würde diese Zahl vervierfachen. Ist SpaceX nun endgültig übergeschnappt?

Die Masse macht's

Die Herstellung von Raketen und Satelliten ist den gleichen Skalengesetzen unterworfen, die für alle anderen Geräte auch gelten. Die hohen Kosten in der Raumfahrt gehen im Wesentlichen auf die Herstellung aller Teile in Einzelfertigung zurück. Auch in der Raumfahrt gilt, dass Massenproduktion sehr viel billiger als Einzelfertigung ist.

Ein großer Teil der Kosteneinsparungen von SpaceX bei der Falcon-9-Rakete basiert auf genau diesem Prinzip. Die Rakete wird von zehn weitgehend identischen Triebwerken angetrieben, die auf einer Produktionsstrecke hergestellt werden. Seit September 2013 hat SpaceX so 21 Falcon-9-Raketen mit 210 Merlin-1D-Triebwerken gebaut, mehr als eins pro Woche. Andere Triebwerke hat die Rakete nicht. In der gleichen Zeit wurden 19 Ariane-5-Raketen gebaut, etwa sechs pro Jahr. Dafür wurden 38 Feststoffbooster, 19 Vulcain-Triebwerke, 17 HM7B-Triebwerke und zwei Aestus-Triebwerke in vier verschiedenen Anlagen mit jeweils speziell ausgebildetem Personal gebaut. Sie ist im Verhältnis zur Nutzlast mehr als doppelt so teuer.

Iridium hat es vorgemacht

Beim Bau von Satelliten gelten ähnliche Gesetzmäßigkeiten. Der Bau eines Satelliten als Einzelstück ist sehr teuer. In Serienfertigung lassen sich die Kosten dagegen stark reduzieren. Iridium ist die derzeit größte Satellitenkonstellation der Welt. Sie bestand ursprünglich aus 72 identischen Satelliten mit einer Masse von etwa 700 Kilogramm, doppelt so viel wie die geplanten Satelliten in der SpaceX-Konstellation. Durch die vergleichsweise hohe Zahl von Satelliten konnten die Stückkosten für einen Iridium-Satelliten auf 5 Millionen US-Dollar gesenkt werden, ein unerhört niedriger Preis für Satelliten dieser Größe.

Diese Einsparung nützte Iridium allerdings nicht viel. Zusammen mit den extrem hohen Startkosten in den 1990er Jahren kosteten die Satelliten am Ende 40 Millionen US-Dollar pro Stück. Elon Musk schätzt die Kosten für den Aufbau der gesamten Konstellation auf 10 bis 15 Milliarden US-Dollar, das sind etwa 3 Millionen US-Dollar pro Satellit, inklusive Startkosten. Wie realistisch ist das?

Startkosten im Detail

SpaceX wird wahrscheinlich 26 oder 27 Satelliten pro Rakete starten. Die beantragte Zahl der Satelliten pro orbitaler Ebene entspricht immer einem Vielfachen von 25, hinzu kommt noch jeweils ein Ersatzsatellit. Außerdem wiegen 27 Satelliten mit einer Masse von je 386 Kilogramm knapp 10,5 Tonnen, was knapp unter der maximalen Belastungsfähigkeit des derzeit größten Nutzlastadapters in der Falcon 9 im User Guide der Rakete liegt.

Die insgesamt 177 Starts würden 11 Milliarden US-Dollar kosten, wenn sie zum kommerziellen Startpreis einer Falcon-9-Rakete verkauft würden, die nicht wiederverwendet wird (62 Millionen US-Dollar pro Start). Durch die Wiederverwendung der ersten Stufe soll der kommerzielle Preis einer Falcon-9-Rakete um etwa ein Drittel, auf rund 40 Millionen US-Dollar sinken. Zukünftige Entwicklungsstufen der Falcon 9 sollen häufiger wiederverwendet werden können, womit die Kosten noch weiter sinken dürften.

27 Satelliten sind jedenfalls leicht genug für den Rückflug der ersten Stufe in die Nähe der Startrampe, um sie dort mit minimalem Aufwand wiederverwenden zu können. SpaceX hat noch bis ins Jahr 2019 Zeit, um das Verfahren zu optimieren. Außerdem werden die Starts von SpaceX zu Selbstkosten durchgeführt, ohne die sonst übliche Profitmarge. Die Startkosten für die rund 4.500 Satelliten werden damit in der Größenordnung von 5 bis 6 Milliarden US-Dollar liegen.

Es bleiben 1 bis 2 Millionen US-Dollar pro Satellit

Somit verblieben im Budget noch etwa 5 bis 10 Milliarden US-Dollar für die Herstellung der eigentlichen Satelliten, oder etwa ein bis zwei Millionen US-Dollar pro Stück. SpaceX will etwa 60-mal so viele Satelliten wie Iridium bauen, in der halben Größe. Auch den Bau der Satelliten wird SpaceX zu Selbstkosten durchführen und nicht an eine Fremdfirma abgeben. Kosten in der Größenordnung von ein oder zwei Millionen US-Dollar pro Stück sollten unter diesen Voraussetzungen erreichbar sein.

Die Kostenschätzung ist also durchaus realistisch. Auch die notwendige Startrate ist keineswegs weltfremd. In den 1970er und 1980er Jahren startete im Schnitt mehr als eine Sojus-Rakete pro Woche. Dazu kamen noch Proton- und Kosmos-Raketen, die zusammen ähnlich häufig flogen. Erst durch das Ende des kalten Krieges erlebte die Raumfahrt einen starken Rückgang der Zahl der Raketenstarts in den 1990er und 2000er Jahren. Nur dadurch erscheinen heute die geplanten Startraten von SpaceX als wahnwitzig hoch, nicht weil sie unrealistisch sind.

Auch die Größe der notwendigen Investitionen bewegt sich nicht völlig außerhalb des Rahmens von großen, mehrjährigen Projekten in der Wirtschaft. Im Jahr 2014 liefen beispielsweise Projekte zum Bau von Unterseekabeln im Gesamtwert von 22,6 Milliarden US-Dollar. In der Halbleiterindustrie werden regelmäßig Milliardenbeträge für den Bau von Fabriken investiert. So plant allein TSMC nur für Anlagen in Taiwan Investitionen im Wert von über 15 Milliarden US-Dollar.

Natürlich wird SpaceX beweisen müssen, dass sein Projekt die Investition wert ist und tatsächlich Geld einbringt. Das Potenzial dafür ist definitiv vorhanden. Der weltweite Umsatz in der Telekommunikation betrug zuletzt rund 2.200 Milliarden US-Dollar pro Jahr. Zur Finanzierung der Satellitenkonstellation reicht schon etwas mehr als ein Tausendstel davon aus.

Die Satellitenkonstellation von SpaceX ist fraglos ein großes Projekt. Die vollständige Finanzierung muss erst noch gesichert werden, die Beteiligung von Google in Höhe von einer Milliarde US-Dollar reicht bisher nur für den Anfang. Aber die Durchführung an sich ist absolut realistisch. Größe allein ist noch kein Zeichen von Größenwahn.  (fwp)


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