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Nachdem wir uns letzte Woche die grösste Rakete angeschaut haben, die gegenwärtig in Entwicklung ist (die BFR von SpaceX), gehen wir heute ans andere Ende der Skala. Die „Electron“ ist eine kleine Rakete des Amerikanisch-Neuseeländischen Unternehmens Rocket Lab (die Firma kommt ursprünglich aus Neuseeland, musste sich jedoch in den USA ansiedeln um vollen Zugang zum lukrativen US-Markt zu bekommen). Die Electron kann eine Nutzlast von 150 bis 225 Kilogramm in eine Umlaufbahn in 500 Kilometern Höhe starten. Die Rakete ist 17 Meter lang und hat 1.2 Meter Durchmesser, ist also in ihren Dimensionen sehr ähnlich zur Falcon 1 von SpaceX, die erste privat entwickelte Rakete, welche 2008 zum ersten Mal den Weltraum erreichte.
Die Electron ist aber nicht einfach eine Kopie der Falcon 1, sondern wartet mit einer ganzen Reihe von interessanten technischen Innovationen auf. Angetrieben wird sie von neun Rutherford-Triebwerken, welche Kerosin und flüssigen Sauerstoff („Kerolox“) verbrennen. Das Rutherford ist das erste Raketentriebwerk weltweit, bei dem die Turbopumpen, die den Treibstoff mit hohem Druck in die Brennkammer pressen, mit Batterien betrieben werden (der Name der Rakete ist eine Anspielung darauf – und vielleicht auch auf die russische „Proton“-Rakete, zu deren Grösse sich die Electron fast wie ein Elektron zu einem Proton verhält). Das Triebwerk wird zudem komplett mit 3D-Druck produziert – die Herstellung eines Triebwerks dauert damit nur noch 24 Stunden, verglichen mit mehreren Wochen bei einem konventionellen Raketen-Triebwerk.
Die Hauptstruktur der neuartigen Rakete besteht aus Kohlenfaser-Verbindungen, genauso wie das auch für die BFR geplant ist (Rocket Lab hat also offenbar das Problem gelöst, flüssigen Sauerstoff in Kohlenfaser-Tanks zu lagern). Kohlenfaser-Verbindungen sind bedeutend leichter als konventionelle Aluminium- oder Aluminium-Lithium-Strukturen. Die zweite Stufe der Electon wird von einem einzigen, für den Vakuum-Betrieb optimierten Rutherford-Triebwerk angetrieben (die Konfiguration der ersten und zweiten Stufe, mit neun und einem Triebwerk gleicher Bauweise, ist identisch mit der viel grösseren Falcon 9 von SpaceX). Darüber hinaus stellt Rocket Lab eine „Kick-Stufe“ zur Verfügung, die auf Wunsch des Kunden zum Einsatz kommt, um zum Beispiel mehrere Nutzlasten auf leicht verschiedenen Bahnen auszusetzen. Rocket Lab bietet auch eine Nutzlastverkleidung an, aber grundsätzlich können diese auch die Kunden selbst stellen.
Gestartet wird die Electron von einem privaten Startkomplex auf der abgelegenen Halbinsel Mahia in Neuseeland. Rocket Lab hat gerade letzten Monat angekündigt, in Zukunft auch vom „Mid-Atlantic Regional Spaceport (MARS)“ auf der Insel Wallops vor der amerikanischen Ostküste zu starten – ein erster Start ist dort bereits für nächstes Jahr geplant. Zudem wird gegenwärtig die Entwicklung eines dritten Startkomplexes in Schottland geprüft. Rocket Lab legt es also offensichtlich darauf aus, die grössten Märkte für Raketenstarts (USA, Europa, Ost-Asien/Australien) mit jeweils regionalen Startkomplexen zu bedienen. Das ist ein cleverer Schachzug, da sich bei kleinen Nutzlasten die Transportkosten an den Startplatz oft überproportional stark auf die Gesamtkosten durchschlagen.
Am letzten Sonntag (11. November 2018) ist die Electron nun also bereits zum dritten Mal gestartet. Die erste Mission, am 25. Mai 2017, hiess noch „It’s a test“ und scheiterte prompt, als am Boden ein Kommunikations-Problem auftrat und die Rakete aus Sicherheitsgründen gesprengt werden musste (es gab aber kein Problem mit der Rakete selbst, wie eine Untersuchung belegte). Die zweite Mission, „Still testing“, erreichte am 21. Januar 2018 problemlos die Erdumlaufbahn und setzte vier Cubesats (Kleinsatelliten) aus. Der dritte Start, „It’s business time“, die erste offiziell kommerzielle Mission, war nun ebenfalls erfolgreich, sieben Cubesats wurden ausgesetzt. Die nächste Mission ist bereits für nächsten Monat (Dezember 2018) angesetzt. Die Raketen-Fabrik der Firma ist auf die Produktion von bis zu 50 Electrons pro Jahr ausgelegt, eine Zahl, die die Firma bereits in den nächsten paar Jahren erreichen will.
Diese Zahl scheint vielleicht hoch, aber der Bedarf nach kleinen Raketen wie der Electron ist in den letzten Jahren stark gestiegen. Kleine, erschwingliche Satelliten (je nach Grösse Microsats, Cubesats oder sogar Nanosats genannt) werden immer leistungsfähiger und sind deshalb für eine Vielzahl von Akteuren, darunter kleine Firmen und Universitäten, attraktiv geworden. Allerdings lohnt es sich nicht, für einen so kleinen Satelliten eine ganze „grosse“ kommerzielle Rakete zu kaufen, die je nach Anbieter bis zu 150 Millionen Dollar kosten können. Bisher wurden solche Kleinsatelliten vorwiegend als sogenannte „Rideshare“-Missionen an die Starts von grösseren Satelliten angehängt. Doch dies erfordert nicht nur die Entwicklung von spezialisierten Cubesat-„Dispensern“, also Vorrichtungen, welche die kleinen Satelliten während dem Start beherbergen und dann im richtigen Moment aussetzen. Es musste auch jedes Mal eine grosse Satelliten-Mission gefunden werden, deren Bahn zu der für den Kleinsatelliten geplanten passt.
Viel besser wäre es also, wenn es kleine, vergleichsweise erschwingliche Raketen gäbe, die solche Kleinsatelliten direkt in ihre jeweils gewünschten Umlaufbahnen einschiessen könnte. Das hat in den letzten Jahren dazu geführt, dass eine ganze Reihe von neuen Firmen entstanden sind, die genau diesen Bedarf mit ihren neu zu entwickelnden Kleinraketen abdecken wollen. Da sind zum Beispiel Firefly Aerospace, Relativity Space und Vector aus den USA oder Virgin Galactic aus Grossbritannien (bei letzterer Firma soll eine Boeing 747 als Trägerflugzeug für die Kleinrakete Launcher One dienen). Die Raketen befinden sich alle in verschiedenen Stadien der Entwicklung, aber Rocket Lab hat mit zwei erfolgreichen Flügen nun offensichtlich die Nase vorn. Die Firma hat damit sehr gute Chancen, die von Beobachtern in Kürze erwartete „Bereinigung“ im Kleinrakten-Markt zu überstehen.
Nach Angaben von Peter Beck, dem Gründer, CEO und CTO von Rocket Lab hat die Firma gegenwärtig keine Pläne, die Electron wiederverwendbar zu machen, auch nicht für die erste Stufe. Für kleine Raketen ist das ohnehin schwieriger, weil sich hier das Gewicht zusätzlicher Hardware (z.B. Landebeine) überproportional stark auf die Nutzlast auswirkt. Wiederverwendbarkeit ist auch nicht nötig, denn die erreichbare Kosteneinsparung ist vergleichsweise klein, der Bedarf nach Start selbst in der „Wegwerf-Version“ hoch. Allein fürs nächste Jahr sind 12 Missionen angesetzt, zwei davon sollen sogar den kommerziellen Mondlander des früheren Google-Lunar-XPrice Teilnehmers Moon Express auf Mondkurs bringen. Es wäre die erste robotische Mondlandung, bei der ausschliesslich kommerzielle Akteure zum Einsatz kämen. Auch die tausenden von Satelliten, die für künftige Satelliten-Konstellationen geplant sind, sollen zumindest zum Teil mit Kleinraketen hochgeschossen werden. Ich vermute also, wir werden noch viel von Rocket Lab hören!
Was meinst du? Welches Potential haben Kleinraketen, und wird es jemanden gelingen, sie wiederverwendbar zu machen? Welche anderen Kleinraketen-Firmen sind interessant? Schreib es unten in die Kommentare!