Neues von SpaceX und Bigelow

Es wird mal wieder Zeit die Neuigkeiten von SpaceX aufzuarbeiten. Nun ist ja erstmals eine Landung auf Wasser gelungen. Das ist anders als die Landung auf Land auch der später beschrittene Weg, denn die meisten Starts der Firma gehen in den GTO und da würde eine Landung auf Land die Nutzlast stark absenken. Die Zukunft wird zeigen, ob es eine einmalige Sache war oder man nun den Prozess wirklich beherrscht. Mit Sicherheit ist die Landung auf dem Wasser schwieriger. Ich sehe das Problem nicht so sehr in der Landegenauigkeit (die Plattform oder das Drone Ship hat man ja immer getroffen) sondern im Wellengang. Die frühen Versuche mussten ja auch teilweise wegen zu hohen Wellengangs abgesagt werden. Das dürfte beim Wetter im Atlantik auch später noch eine operative Einschränkung sein.

Etwas verwundert hat mich, dass man die Wasserung anging. Ich vermute mal, man wollte die unbedingt erfolgreich durchführen, denn wenn ich die inoffiziellen Daten, über die Dragon nehme, müsste diese mit der Beladung weit von den 30% weniger Nutzlast bei einer Landung auf der Plattform am Cape entfernt sein, also würde man sie wohl eher dort landen, das spart auch Kosten für das Droneship und die Rückführung.

Was natürlich noch zu erbringen ist, sind zwei Dinge. Das eine wird man als Außenstehender bald feststellen können, das ist, ob es technisch klappt, also die gebogenen Stufen auch wieder eingesetzt werden können. Wie oft, das ist eine andere Frage. SpaceX will dieses Jahr eine Stufe erneut starten, langfristig will man 50 bis 60% aller Starts mit geborgenen Stufen durchführen. Der Rest hat dann zu große Nutzlast um eine Bergung zu ermöglichen und sie klappt vielleicht auch nicht immer.

Das Zweite ist der wirtschaftliche Aspekt, denn  man als Außenstehender kaum beurteilen kann, was ULA nicht davon abhielt, eine Berechnung zu machen, bei der ihr Konzept der Bergung nur des Triebwerksblocks deutlich besser dasteht. Abwarten und Teetrinken, das kommt mit Sicherheit erst nach 2020. Bis dahin kann sich noch viel tun und funktionieren muss auch das ULA-Konzept erst mal.

Immerhin gibt es einige Daten. Wie ich schon mal ausrechnete, spart die Bergung der ersten Stufe nur 30% des Preises, denn 30% will SpaceX bei einem Flug mit einer geborgenen Stufe abziehen. Auf der anderen Seite kostet es Nutzlast. 30% bei einer Bergung an Land und 15% bei einer Bergung auf dem Drone Ship, so Elon Musk bei einer Pressekonferenz. Angeblich sollen diese Zahlen ja schon in den Nutzlastangaben enthalten sein, dass bedeutet, die Bergung an Land wird es eigentlich nur bei LEO Flügen geben, da keine gebuchte Nutzlast auch nur annähernd die derzeitige Nutzlast erfordert (nicht mal die Dragon, die für eine Falcon 9 v1.0 mit 8 t Nutzlast konstruiert wurde) bei den GTO-Starts sind es dann nur 15%. Das würde auch die Diskrepanzen, die ich beim Versuch die Stufendaten zu rekonstruieren finde, erklären.

SpaceX hat nun folgende Optionen:

• Sie rechnen fest mit einer Bergung und ein Start eines Satelliten, der die GTO-Nutzlast nicht voll ausnutzt. Der Start kostet 30% weniger – bei 15% weniger Nutzlast. Das freut sicher den Nutzer, vor allem weil er ja einen kleinen Satelliten hat und einen Fixpreis zahlen muss, nicht nur bei SpaceX, sondern auch bei ILS. Die Rakete kostet immer gleich viel, egal ob man die Nutzlast voll ausnutzt.
• Sie benutzen schon eine geborgene Stufe. Hier hat der Nutzer ein Restrisiko, zumindest solange bis es Erfahrungen mit der Zuverlässigkeit dieser Stufen gibt. Der Preis wird dagegen um 30% kleiner sein – auch bei einem Satelliten, der die Nutzlast voll ausnutzt. Es stellt sich die Frage, wenn der Satellit die Nutzlast nicht voll ausnutzt und man die Stufe nochmals bergen kann, ob man dann mehr als 30% Abschlag bekommt.
• Sie machen keine Unterscheidung und haben irgendwann einen „Pool“ an geborgenen Stufen. Deren Einsatz ist der Normalfall, und nur wenn die Nutzlast zu schwer ist, muss man auf eine Bergung verzichten. Ich denke nach den Aussagen von Musk und auch Shotwell dürfte das langfristige Unternehmensziel sein.

Es gibt aber auch andere Neuigkeiten. So hat SpaceX einen ihrer langjährigen Kunden verloren, langjährig in dem Sinne, dass die Firma ewig lang schon auf ihrer Liste steht. Ich bin mit der Wayback Machine zurückgegangen bis zum Februar 2007, dem ersten Snaphot von SpaceX Webseite. Schon da stand der Start von Bigelow auf dem Launchmanifest. Damals übrigens für das dritte Quartal 2010 angekündigt … Ja SpaceX Kunden müssen geduldig sein. Inzwischen sind es wohl nicht mehr so viele, denn von neuen Startabschlüssen hört man in den letzten Monaten wenig. Bigelow wollte bzw. will immer noch ihre Raumstation BA 330 starten, ein kleinere Ausgabe wird nun ja an der ISS erprobt und zwei unbemannte Starts von kleineren Prototypen gab es auch schon. Das Konzept ist zwar neu, aber relativ risikolos, es wurde von der NASA entwickelt, die es dann auf Kongressbeschluss nicht weiter verfolgen und an die Privatwirtschaft abgeben musste.

Bisher hatte Bigelow das Problem, das es zwar die Raumstation fertig hatte, aber selbst wenn sie gestartet ist, es keinen Zubringer gibt. Das soll sich nun wenn im nächsten und übernächsten Jahr die bemannte Dragon und der Starliners, so wurde die CST-100 nun umbenannt starten, ändern. Bigelow hat nun einen Startvertrag mit ULA unterschrieben, die für die BA-330 nun die Nutzlastverkleidung um 3 m verlängern. 2020 soll sie im Orbit sein. Wie ich schon schrieb: Die Falcon 9 kann nicht mehr verlängert werden, man musste sogar die Länge der Verkleidung leicht um 80 cm kürzen, weil die Oberstufe länger wurde. Die Atlas wird eine verlängerte Nutzlastverkleidung bekommen. Dies sei die einzige Startmöglichkeit gewesen, SpaceX schied wegen der zu kleinen Verkleidung aus – nicht ganz: die Ariane 5 hat eine noch größere, aber US-Firmen denken patriotischer als SES oder Airbus/Astrium, die zwar gerne Forderungen an die europäische Politik stellen und Gelder haben wollen, aber dann doch da den Start buchen, wo es am billigsten ist.

Bigelow strebt eine Kooperation mit der NASA an und ein Anbringen des Labors an der ISS. Sinnvoll, weil ich immer noch kein tragfähiges Geschäftsmodell sehe. Es ist ja nicht so, dass die ISS nicht für kommerzielle Services geöffnet ist. Das Problem ist aber, dass es zu wenig Interesse gibt. Derzeit sind nicht mal alle Racks in der ISS bestückt und genutzt. Kommerzielle Experimente innerhalb der Station gibt es fast keine. Etwas besser sieht es bei den Außenanlagen aus, da scheinen sich nun einige Firmen für Erderkundungsexperimente zu interessieren, trotz der ungeeigneten Umlaufbahn und der Umgebung die kaum Aufnahmen unter 1 Bogensekunde Auflösung (rund 2 m) erlaubt. Dafür spart man sich den kompletten Satellitenbus und einen Großteil der Startkosten ein. Für die Arbeit, in einem Labor wie Bigelow sie anstrebt, fehlt aber bei der ISS die Nachfrage. Noch problematischer ist es, wenn man eigene Flüge zu der Station bezahlen muss, die wiederum extra kosten und Versorgungsgüter für die Besatzung und Experimente braucht man auch noch. Eventuell wird man so Arbeitszeit der NASA-Astronauten anmieten oder (da Starliner und Dragon ja sieben Astronauten befördern können, die NASA aber nur vier pro Mission startet) fliegen die Bigelow-Astronauten als zahlende Passagiere mit.

Neben der Nachfrage hat Bigelow noch ein anderes Problem: die Nutzung. Die Technologie wurde entwickelt für kleine Module mit denen Astronauten zum Mars fliegen sollten und die möglichst wenig wiegen sollten. Die Leute sollten da nicht forschen. Durch die dehnbare Außenhülle ist es schwer, an der etwas zu befestigen. Auf den Abbildungen und bei der Beschreibung der Station geht Bigelow daher von einem zentralen Teil aus an dem die Racks mit Ausrüstung, Forschungseinrichtungen und allem anderen was man so braucht angebracht wird, analog der Raumstation. Dort sind vier Racks pro Längeneinheit an den Seiten und oben und unten angebracht, bei Bigelow an den vier Seiten des zentralen Tunnels. Der ganze Rest der Station ist leerer Raum. An der Außenseite kann man dann Ausrüstung anbringen, aber nichts was starr ist. Schön zum Rumschweben, doch wie man seit Skylab weiß, für Arbeit, wo man sich in der Schwerelosigkeit fixieren muss, eher ungünstig. Der kleine Tunnel in den derzeitigen Laboren ist da besser. Da kann ein Astronaut sich auf der gegenüberliegenden Seite abstützen, um bei einer Aktion nicht durch den Rückstoß wegzudriften (nach Newtons Actio = Reactio).

Meine Ansicht: ich glaube nicht an eine Zukunft der BA-330.
[Edit] Gerade heute kommt noch eine neue Nachricht, dass SpaceX in Brownsville, wo der erste private Spaceport entstehen soll (zumindest für Starts in den Orbit) immer noch den Boden stabilisiert. Eigentlich sollten dieses Jahr die ersten Starts stattfinden, nun dauert es bis 2018. Auch so dürften die angepeilten 16 Starts dieses Jahr schwer erreichbar sein. Da müssten nun noch 13 in knapp 9 Monaten folgen.

Auch von dem angekündigten Projekt mit Tausenden von Satelliten hört man seit der Ankündigung gar nichts mehr. Konkurrent OneWeb hat inzwischen die Pläne für die Fabrik die die 900 Satelliten bauen soll vorgestellt. Letztes Jahr gab es schon die Abschlüsse über die Starts mit Arianespace.

[Edit 26.4.2016]Auch Spacenews hat sich des Themas der Kosteneinsparungen angenommen. Dort wurde eine Rechnung präsentiert, die ich aber für sehr optimistisch halte. Sie setzt z.B. 40% Profit beim Start an. Das ist wenn ich mal die veröffentlichten Profite anderer Raumfahrtfirmen ansehen extrem hoch. Als Arianespace noch keine Billigkonkurrenz hatte, gab es in der Spitze um die 10-15% Profit. Zudem ist der Preis für die Falcon Heavy nicht der gesamte Startpreis sondern nur der für einen Satelliten.

Aber man kann die Zahlen doch einfach nehmen und annehmen, der Profit bleibt gleich hoch. Dann sieht es nach offiziellen Verlautbarungen so aus:

• Der Startpreis beträgt 61,2 Millionen Dollar
• Die Wiederverwendung macht den Träger um 30% billiger
• 12-mal soll die Stufe wiederverwendet werden
• Sie macht 75% der Herstellungskosten aus
• Treibstoff kostet 200.000 – 300.000 $ pro Start

Dann sieht es doch so aus:

Die Einsparung beträgt 30% von 61,2 Millionen = 18,36 Millionen

Bezogen auf die Herstellungskosten sind es keine 75%, da man den einmaligen Herstellungspreis auf 12 Flüge verteilen muss sondern nur 68,75%. Dies soll den 18,36 Millionen entsprechen, dann würde die gesamte Herstellung 26,1 Millionen kosten.

Das wäre wirklich extrem günstig und würde enorme Profite aufwerfen. Zumal Startvorbereitung und Startdurchführung bei anderen LSP nur etwa 20-25% des Startpreises ausmachen. Da wären dann 22 Millionen Dollar Profit pro Rakete. Allerdings wird die Bergung auch etwas kosten und auch die Inspektion. Wenn man dafür die Hälfte der Startvorbereitungskosten ansetzt, sind das weitere 6,2 Millionen Dollar. Die müsste man bei den 18,36 Millionen Dollar berücksichtigen, sodass die Herstellungskosten dann bei realistischen 35,7 Millionen Dollar liegen, die Startkosten bei 12,3 und der Profit bei 13,2 Millionen Dollar (mit 20% Startkostenanteil).