Bringt es die „private“ oder „kommerzielle“ Raumfahrt?

Das COTS/CRS Programm galt ja als Beispiel für einen neuen Stil: die NASA konstruiert keinen Versorger, sondern leistet erst Schützenhilfe (COTS) und dann kauft die Frachtservices mit dem im Schritt 1 finanzierten Versorger. Mittlerweile denkt man nach zwei Fehlstarts von zwei Raumschiffen vielleicht nicht ganz so optimistisch, doch immerhin hat sie das beim CCDev weiter gezogen.

Nun werden da immer gerne einige Begriffe in den Raum geworfen und nicht nur von Journalisten kleinerer Zeitungen, sondern sogar vom Heute Journal aufgegriffen, wie das der „privaten“ Raumfahrt. Das ist COTS und CRS genauso wenig wie die Firmen die es durchführen. Es ist nur ein Verzicht auf Kontrolle. Schon früher hat die NASA Raumfahrzeuge in Auftrag gegeben. Die meisten Raumsonden baut Lockheed Martin, die meisten ISS-Module Boeing. Nur in der Anfangszeit bauten die Center ihre Raumsonden selbst. Bei Satelliten wanderte dies schnell in die Industrie ab und bei den Raketen konnte nur Wernher von Brauns starke Persönlichkeit durchsetzen, dass die Saturn von dem Marshall-Zentrum entwickelt wurden und die Industrie dann die Fertigung übernahm. Ein wie ich finde guter Ansatz das Know-How breiter zu streuen und dann bleibt es nicht nur im Firmenbesitz sondern auch die NASA hat was davon.

Was neu ist, ist dass die NASA nun nur noch die „Nutzlast“ sprich Fracht spezifiziert. Wie diese zur ISS kommt, ist dann Sache der Firma. Eigentlich ist das nicht so ungewöhnlich denn auch sonst beschäftigt der Staat viele firmen vor allem mit Bauvorhaben und gibt dann zwar die Baupläne dem Auftragnehmer, mischt sich aber nicht in die Durchführung ein. Auch im Wissenschaftsbetrieb entwickeln zwar Institute neue Instrumente aber die restliche Laboreinrichtung und das Gebäude konstruieren sie nicht selbst.

Wäre das nicht ein Konzept das man auch auf wissenschaftliche Nutzlasten wie Satelliten und Raumsonden ausdehnen könnte? Nehmen wir an, die NASA will Bodenproben vom Mars gewinnen und dies wird wie COTS/CRS ausgeschrieben. Das könnte dann so aussehen:

• Transport von mindestens 10 Bodenproben im Gewicht von 25 kg in einem Zeitraum von 1200 Tagen zurück zur Erde.
• Mitführung von x kg Instrumenten mit einer Datenrate von y Gbit/s.
• Täglich stehen z Stunden zur Voruntersuchung von Bodenproben zur Verfügung
• Proben aus einem Radius von a km gewinnen

etc. etc. etc. In Wirklichkeit werden Die Anforderungen als Lastenheft natürlich viel detaillierter sein. Der Staat selbst entwickelt an den wissenschaftlichen Instituten nur noch die Instrumente, die dann an den Auftragnehmer zur Integration übergeben werden.

Wie die Raumsonde aussieht ist dessen Sache, ebenso, wenn man es konsequent macht, auch der Start. Das eröffnet Chancen so kann ein Unternehmen das zwar Raumsonden fertigen kann aber keine Trägerraketen im Portfolio hat (in Deutschland z.B. OHB) eine günstige Trägerrakete auf dem freien Markt ordern. Es bietet sich an wie bei kommerziellen Satelliten eine Übergabe nach dem Start durchzuführen. Bei Raumsonden sowieso, da nur die Raumfahrtagenturen über die Hochleistungsempfänger verfügen. Bei Satelliten wäre auch denkbar, dass das Unternehmen diese weiter betreut, schließlich kennt sie sie am besten und nur noch die Daten von den Raumfahrtagenturen empfangen werden.

Neben dem potentiellen Nutzen der Kostenersparnis, die alleine dadurch gegeben ist, dass ein beauftragtes Unternehmen mehr Freiheiten in der Auslegung und Wahl der Subkomponenten hat als wenn diese Parameter von der Raumfahrtagentur vorgegeben werden ist für den Kunden vor allem Planungssicherheit gegeben: Bezahlt wird nach dem Start. Das Risiko eines Fehlstarts trägt der Auftragnehmer (der wird es wiederum durch Versicherung absichern).Es kommt nicht nach einem Fehlstart zum Verschieben oder streichen anderer Projekte weil man die Sonde nachbauen muss.

Prinzipiell müsste das auch bei militärischen Nutzlasten gehen, denn auch diese sind eigentlich normale Satelliten nur mit einer „besonderen“ Nutzlast und Verschwiegenheit gibt es schon heute bei dem Bau, die kann man auch in Zukunft von einem Auftragnehmer erwarten.

Langfristig würden sich zwei Entwicklungen ergeben: Kleinere Raumfahrtfirmen hätten bessere Chancen. Heute wird oft ein Komplettpaket gekauft. Der Auftrag für ein Raumfahrzeug wird oft mit dem des Starts verbunden, was Firmen die Trägerraketen fertigen, bevorzugt. Als zweites würde die Konkurrenz bei den Anbietern von Trägern größer werden. Heute können sich die meisten Träger einer Basisauslastung durch Regierungsstarts freuen. Es ist dann auch nicht gesagt, dass der Träger aus dem Land der Nutzlast kommt. In dieser Beziehung ist schon lange Deutschland Vorreiter: wir haben schon immer die billigsten Träger gebucht, egal woher sie kamen wie eine Delta für den Start von Kopernikus, Kosmos für den Start von SAR-Lupe oder eine Falcon 9 für den Start von SARAH.

Soweit die Theorie. doch funktioniert es bei COTS/CRS?

Nun man kann dieses Programm mit dem HTV-Programm vergleichen. Beides sind in den Eigenschaften sehr ähnliche Transporter, beide wurden neu entwickelt. Hier die Fakten:

COTS kostete 784 Millionen Dollar (geplant: 448 Millionen Dollar)

CRS wird nach dem Haushaltsentwurf für 2015 4330 Millionen Dollar kosten (geplant: 3500 Millionen Dollar)

Zusammen: 5114 Millionen Dollar für 40.000 kg Fracht. Zu berücksichtigen ist, das sowohl Orbital wie auch SpaceX noch eine neue Trägerrakete entwickeln. Deren Kosten muss man abziehen (auch wenn die Antares nur für Cygnusmissionen genutzt wird, genauso wie die H-IIB nur für HTV Transporte). Das wären 600 Millionen bei Orbital (inklusive Launchpad) und 300 Millionen bei SpaceX, die keine Kosten für das Launchpad ausweist. In der Summe sind das 4224 Millionen Dollar für 40 t Fracht.

Die HTV Entwicklung kostete 740 Millionen Dollar. Der erste Transporter kostete 240 Millionen Dollar, die folgenden 180 Millionen Dollar. Dazu kommen weitere Kosten für die H-IIB. Die ersten fünf HTV kosteten zusammen 1524 Millionen Dollar. Sie transportierten 26,2 t Fracht zur ISS. Im Mittel 5240 kg pro Mission

Somit braucht man acht HTV um die 40 t Fracht zu transportieren. Das würde Kosten von 3308 Millionen Dollar verursachen. Acht HTV würden mit 41,92t sogar etwas mehr Nutzlast transportieren. Das HTV-Programm ist damit um 26% günstiger als COTS/CRS. (pro Kilogramm Fracht)

Erstaunt? Nein eigentlich nicht. Der Effekt beruht auf der Auslegung. Das HTV kann bis zu 6,5 t transportieren, die Cygnus wird im Mittel nur 2,5 die Dragon sogar nur 1,7 t transportieren. Jeder Transporter braucht ein Servcemodul dessen Kosten nicht so stark von der Größe abhängen, weil Triebwerke, Tanks, Elektronik etc. immer benötigt werden. Das bedeutet: ein größerer Transporter braucht nur einen größeren Druckbehälter und der ist billig. Bei der Cygnus macht er nur 10% der Gesamtkosten aus. So hat Orbital nun zwei Starts auf einer Atlas gebucht und jeder wird mit einem verlängerten Druckmodul, weil die Trägerrakete leistungsfähiger ist, die doppelte Nutzlast transportieren also zwei reguläre Flüge ersetzen. Das ist billiger und die GAO monierte bei der NASA dass man dort die so eingesparten Kosten in Höhe von 85 Millionen Dollar nicht vom Kontrakt abgezogen hat.

Allerdings ist der CRS Kontrakt auch nicht das Konstrukt das ich oben erwähnte. Denn die NASA bezahlt nicht die Fracht die zur ISS geliefert wird. Das hatte ich selbst irrtümlicherweise lange Zeit geglaubt. Wie bei einem kommerziellen Nachrichtensatelliten wird der Start stückweise bezahlt bis nach dem Start die letzte Rate fällig ist Orbital hat bisher schon 1,9 Milliarden Dollar von der NASA bekommen, von insgesamt 2738 Millionen Dollar, obwohl noch die Hälfte der Flüge ausstehen. Was die NASA einspart ist nur die letzte Rate. Das ist auch bei Nachrichtensatelliten so, nur sind die eben gegen Fehlstarts versichert.

So hat bei CRS die NASA nur Kontrolle abgegeben, aber das Risiko behalten. Gut für die Anbieter, schlecht für die NASA, denn so wird der CRS Kontrakt noch teurer, denn die beiden Fehlstarts müssen ja ersetzt werden. Wenn man also wirklich Transporte ausschreiben will, dann auch richtig: nicht nur so dass die Regierungsbehörden das Risiko tragen, die Anbieter aber die Prämien in jedem Falle einstreichen. Das ist natürlich nicht der Zustand der erstrebenswert ist. Der erstrebenswerte Zustand ist die Haftung des Auftragnehmers für die Erbringung der Leistung. Er kann in der Raumfahrt ja meistens nicht „nachbessern“ wie dies bei anderen Aufträgen der Fall ist. Dann muss er sich gegen die Risiken versichern. Dies ist ja in der Raumfahrt auch sonst nicht so unüblich.

Ich bin mir aber sicher, dass es nicht so kommen wird. Denn das die öffentliche Hand sich gerne über den Tisch ziehen lässt sieht man ja auch sonst dauernd. Das Schwarzbuch der Steuerverschwendungen das gerade erschienen zeigt das deutlich. Dann gibt es prominente Projekte die extrem teuer oder nie fertig werden (oder beides wie gerade beim Flughafen BER wo man 600 Brandschutzmauern rausreisen muss weil sie nicht gegen Brand schützen). Gerade die öffentlich-privaten Projekte die derzeit so florieren, das die meisten die öffentliche Hand mehr kosten als konventionelle Auslegungen zeigen das das Konzept „Privat ist besser“ alleine so nicht stimmt.