Einmal Mond und zurück
von Philippe Rivière
Elon Musk hat gut lachen. Der Chef der kalifornischen Firma SpaceX gehört zu den Unternehmern, die durch das Internet reich geworden sind. Musk war Mitbegründer des Online-Zahlungsdienstes PayPal. Nachdem das Unternehmen von Ebay übernommen wurde, orientierte sich der Multimillionär in Richtung Weltall: „Es wäre doch cool, auf der Erde geboren zu werden und auf dem Mars zu sterben. Aber besser nicht da, wo ein Meteorit einschlägt“, meint er halb im Scherz.
Auch mit dieser Idee hatte Elon Musk einen guten Riecher: Die erfolgreiche Rückkehr seiner SpaceX-Raumkapsel „Dragon“ am 31. Mai 2012 gilt als Meilenstein in der Geschichte der Raumfahrt. „Nach ‚Sputnik‘, dem Wettlauf ins All während des Kalten Kriegs und der Ära der Space Shuttles ist die erste erfolgreiche Mission einer von einem Privatunternehmen entwickelten Rakete und Raumkapsel unzweifelhaft ein sehr wichtiges Ereignis“, schreibt die Fachzeitschrift Flight International.1
Der Test ist geglückt: Heute hat SpaceX einen Vertrag über zwölf Versorgungsflüge zur Internationalen Raumstation: 450 Kilo Material und Lebensmittel sollen zur ISS transportiert und entsprechender Abfall zur Erde zurückgebracht werden. Der Auftrag hat ein Volumen von 1,6 Milliarden US-Dollar.
Der Konkurrent Orbital Sciences aus Virginia hat einen ähnlichen Vertrag mit der US-Raumfahrtagentur Nasa abgeschlossen. Nach dem Rückzug aus dem Space-Shuttle-Programm verlegte sich die Regierung Obama auf das Outsourcing der Weltraumflüge. Früher oder später wollen private Firmen auch bemannte Flüge anbieten. Das könnte helfen, eine für die Nasa unhaltbare Situation zu beenden. Denn „die größte Raumfahrtbehörde der Welt“ ist derzeit nicht in der Lage, „ihre eigenen Astronauten ins All zu entsenden“.2 Derzeit muss die Nasa Plätze in russischen Sojus-Raumschiffen kaufen, die vom kasachischen Kosmodrom Baikonur aus starten.
Ein Flug des Space Shuttle zur Internationalen Raumstation ISS würde 300 Millionen bis eine Milliarde Dollar kosten. Mit der Trägerrakete „Falcon 9“ von SpaceX kostet das Ganze nur 60 Millionen Dollar. Die 2002 gegründete Firma hat personell massiv aufgestockt. 1800 Angestellte bereiten zurzeit die nächsten 40 Raketenstarts vor. Nach Auskunft von Elon Musk wird seine Firma alle Arten von Weltraumtransporten durchführen, allerdings nur im „suborbitalen“ Bereich, also bis zu einer Höhe von 100 Kilometern: „Wir werden Satelliten jeden Typs und jeder Größe ins All schicken und Frachten und Crews befördern. Langfristig wollen wir ein Transportsystem entwickeln, das die Menschen zur multiplanetaren Spezies macht.“3
Schneller, höher, stärker, weiter: Der Visionär Peter Diamandis4 hat mit Unterstützung von Google den Lunar X Prize begründet, einen internationalen Wettbewerb für private Raumfahrtunternehmen. Der mit 30 Millionen US-Dollar dotierte Preis soll an die Firma gehen, der es als Erste gelingt, einen Roboter auf den Mond zu schicken. Er soll den Erdtrabanten in einem Umkreis von 500 Metern erkunden und Bilder und Daten zur Erde senden. 26 Firmen haben sich angemeldet. Die werden von der Nasa aufgefordert, „aus Respekt vor der Geschichte die Einrichtungen und Landezonen der ‚Apollo‘-Mission unberührt zu lassen.“
Elon Musk erinnert die Situation an die Entwicklung des Internets, „als private Firmen sich in das Projekt eingeklinkt haben, das anfangs vom Staat ausging“. Musk äußert die Erwartung, „dass der erste private Versorgungsflug zur ISS eine Wende hin zu schnellen Fortschritten bei den Technologien des Weltraumtransports einleitet“.
Aber wie soll sich diese Branche organisieren? Zunächst muss man wissen, dass die Kosten eines Transports in den Weltraum nicht von der zurückzulegenden Distanz abhängen. Entscheidend ist vielmehr die Energie, die erforderlich ist, um eine Masse der Schwerkraft zu entreißen. Denkbare Dienstleistungen fallen daher in verschiedenen Sphären an, die der Markt nach und nach erobern könnte.
Die niedrigste Sphäre ist die suborbitale. Dabei erreichen die Raketen bis zu 100 Kilometer Höhe, gelangen aber nicht in eine Umlaufbahn. In dieser Nische will der PR-süchtige Milliardär Richard Branson mit seinem Unternehmen Virgin Galactic bemannte Raumfahrtflüge anbieten. Weit diskreter (und seriöser) als Virgin Galactic agieren im selben Segment Unternehmen wie XCOR oder Blue Origin des Amazon-Gründers Jeff Bezos. Konkurrenten wie Masten Space Systems oder Armadillo Aerospace beschränken sich dagegen auf unbemannte suborbitale Flüge.
Offenbar gibt es genügend Kunden, die bereit sind, 200 000 Dollar dafür zu zahlen, dass sie den Erdball von der Stratosphäre aus betrachten können. Da es in suborbitalen Höhen keinen Reibungswiderstand der Luft mehr gibt, können die Transporter enorme Geschwindigkeiten erreichen. Auf diese Weise rücken Flugverbindungen, die die Strecke zwischen New York und Tokio in nur zwei Stunden überbrücken, in den Bereich des Möglichen. Da sich die Schwerkraft bei solchen Flügen für einige Minuten verringert, ließen sich dabei auch physikalische, chemische und biologische Experimente durchführen, wie sie etwa für die Material- oder die pharmazeutische Forschung relevant sind.
Oberhalb der Atmosphäre zwischen 100 und 2 000 Kilometern liegt eine erste Umlaufbahn, auf der Satelliten die Erde mit hoher Geschwindigkeit umrunden können. In diesem Bereich befindet sich auch die Internationale Raumstation ISS, die in einer Höhe zwischen 300 und 410 Kilometern kreist. Kommerzielle Raumstationen, wie sie das Unternehmen Bigelow Aerospace baut, könnten sich an diesem Vorbild orientieren. Kommerzielle ISS-Nachfolger könnten als Treibstofflager wie als Fabriken dienen. Sie wären zudem für Langzeitexperimente über den Zustand der Schwerelosigkeit geeignet.
Schwieriger wird die Kolonisierung noch weiter entfernter Regionen. Je höher und weiter die Reise geht, desto mehr Energie ist notwendig. Das gilt etwa für die Satelliten des globalen Navigationssystems GPS in 20 000 Kilometern Höhe. Doch viele dieser Positionen im All bieten einzigartige Vorteile: So bewegen sich Fernseh- und Telekommunikationssatelliten in einer Höhe von 35 800 Kilometern auf fixen, geostationären Umlaufbahnen. Für diese Region existieren Pläne, Solarfabriken zu bauen und die gewonnene konzentrierte Energie in Form von Mikrowellen zur Erde zu schicken.
Ein Zukunftsmarkt ist auch die Bergung der vielen herumirrenden Schrottsatelliten, die entweder defekt oder außer Kontrolle geraten sind. Experten befürchten bereits einen „orbitalen Stau“ mit einer steigenden Gefahr von Zusammenstößen (siehe Grafik). Gefährdet ist die Nutzung des Weltraums darüber hinaus durch die Aufrüstung des Alls, etwa durch bewaffnete Satelliten. So meint General Yves Arnaud, der Leiter des französischen Weltraumkommandos, die chinesischen und US-amerikanischen Antisatellitentests von 2007 und 2008 hätten gezeigt, „dass der Weltraum bereits zur Bühne für Auseinandersetzungen zwischen den politischen Mächten geworden ist“.5
Die nächste Schicht bei der Erschließung des Weltalls schließt sich jenseits des sogenannten ersten Lagrange-Punkt (L1) an. An diesem Punkt existiert echte Schwerelosigkeit, weil sich hier die Gravitationskräfte zwischen Erde und Mond gegenseitig aufheben. Aus energietechnischer Sicht können sich Raumfahrzeuge zwischen dieser Höhe und einer geostationären Umlaufbahn relativ kostengünstig hin- und herbewegen.
Wegen dieser physikalischen Besonderheit bietet sich diese Höhe als ideale Stützpunktzone für Raumschiffe an. Zudem herrscht am L1 ein instabiles Gleichgewicht, der Punkt ist frei vom Einfluss natürlicher Himmelskörper und menschengemachter Trümmer, von denen es auf den Erdumlaufbahnen mittlerweile wimmelt. Ken Murphy, Präsident der amerikanischen Organisation The Moon Society, schreibt in einem Artikel über die kommenden Entwicklungen der Weltraumökonomie: „Die Aktivitäten werden zunehmen; wenn sie erst einmal am L1-Punkt angelangt sind, werden der Mond und viele andere Ziele kinderleicht zu erreichen sein.“6
Tatsächlich wird es – was den Energieaufwand betrifft – vom L1 aus nicht mehr sehr teuer sein, zum Mond zu gelangen oder zum Mars oder zu erdnahen Asteroiden im Sonnensystem zu fliegen. Denkbar wäre es auch, vom Lagrange-Punkt antriebslose Geräte wie einen Bumerang auf eine Erdumlaufbahn zu bringen, die dann von selbst zurückkämen und unterwegs defekte Satelliten abholen und Trümmer wegräumen könnten. Ebenso geeignet wäre L1 auch als Standort für Speicher von Wasserstoff und Sauerstoff.
Der Mars dagegen wird weiterhin ein teures Unterfangen bleiben. Hin- und Rückreise würden mehrere Jahre dauern. Die Nasa peilt dies für 2030 an. Private Firmen versprechen ihren Investoren, den roten Planeten früher zu erreichen, vielleicht schon 2025.7
Unterdessen träumen die Vertreter und die Fans der kommerziellen Raumfahrt von einer Infrastruktur für „cislunare“ Dienstleistungen. Sie soll als Plattform zwischen Erde und Mond für eine Reihe von neuen, noch unvorstellbaren Unternehmen dienen. Eine private Stiftung denkt darüber nach, wie sich Asteroiden überwachen und zerstören lassen, die Menschen gefährlich werden könnten.8
Begehrlichkeiten wecken zudem die Bodenschätze im Weltraum: Metalle, Seltene Erden und Sauerstoff spielten schon in vielen Science-Fiction-Romanen eine Rolle. Google-Mitgründer Sergey Brin möchte Asteroiden „mit dem Lasso“ einfangen und sie auf eine Erdumlaufbahn bringen, um Erze aus ihnen zu gewinnen. Auch der Milliardär Naveen Jain, ehemals Manager bei Microsoft, träumt von den Ressourcen aus dem All. Er geht davon aus, dass es auf dem Mond 20-mal mehr Titan und Platin gibt als an jedem Ort auf der Erde, und natürlich Unmengen von Helium 3. Dieses seltene Isotop gilt vielen als die Energiequelle der Zukunft. Weltraum-Unternehmer Jain sieht den Erdtrabanten als einzigartige Rohstoffquelle: „Unser Ehrgeiz ist es, das Energieproblem auf der Erde zu lösen, indem wir den Mond als achten Kontinent nutzen.“9