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Kosten in der Raumfahrt Was kosten Raketen?

Was kostet Raumfahrt?

Wenn Raketen Satelliten oder Astronauten in den Weltraum befördern kostet das viel Geld doch nicht jede Rakete ist gleich teuer. Was eine Rakete kosten darf hängt immer davon ab welche Bedingungen von der Nutzlast gestellt werden.

So können Menschen derzeit nur von der Russischen Sojus Rakete in den Weltraum fliegen, diese Monopolstellung wirkt sich ebenso auf den Preis aus, wie die hohen Sicherheitsanforderungen bei bemannten Starts.

Für unbemannte Satellitenstarts gibt es eine ganze Reihe von Möglichkeiten. Oft kosten Satelliten für Kommunikationsdienstleistungen selbst schon einige hundert Millionen Dollar weshalb die Unternehmen sie auf möglichst zuverlässigen Raketen starten wollen.

Bei den größeren Satelliten wird meistens die Ariane 5 aus Europa und die Proton aus Russland eingesetzt. Die Amerikaner haben noch die Delta IV Heavy. Ende 2017 will SpaceX mit der Falcon Heavy eine weitere Rakete in diesem Marktsegment einführen die neue Maßstäbe setzen wird.

Die großen Trägerraketen

Die russische Proton Rakete

Aufgrund der niedrigen Zuverlässigkeit in den letzten Jahren hat die Russische Proton-M Rakete zur Zeit kaum noch kommerzielle Aufträge. Sie kostet etwa 80 Millionen Dollar pro Start und kann 21000 kg in die Erdumlaufbahn bringen, was etwa 4.000 US-Dollar pro Kilogramm entspricht.

Die Europäische Ariane 5 Rakete

Die Ariane 5 aus Europa weist eine sehr hohe Zuverlässigkeit auf. Allerdings ist der Preis der Ariane 5 Rakete mit 170 Millionen US-Dollar deutlich höher als für eine Proton. Der Preis pro Kilogramm liegt bei einer Nutzlast von 21.700 kg bei 7.800 US-Dollar pro Kilogramm etwa doppelt so hoch wie bei der Proton Rakete.
Die amerikanische Delta IV Heavy Rakete

Die Delta IV Heavy hat mit 350 Millionen US-Dollar die höchsten Kosten und wird daher Kommerziell nicht eingesetzt. Die Delta IV Heavy ist mit einer Nutzlast von 23.000 kg die aktuell stärkste Rakete der Welt. Lediglich die US-Regierung die ihre Militärischen Satelliten nie im Ausland starten lässt nutzt diese Manchmal. Die Kosten pro Kilogramm liegen hier bei 15.200 Kg pro Kilogramm.

Die Falcon Heavy Rakete von SpaceX

Die Falcon Heavy Rakete soll im Dezember 2017 ihren Erststart absolvieren. Doch schon vorher sorgt sie mit ihren Daten für Aufsehen und SpaceX hat bereits einige Aufträge erhalten. Die Rakete kann 63.800 kg in den Orbit beförden und damit fast 3 Mal so viel wie die Delta IV Heavy, die aktuell stäkste Rakete. Die Kosten liegen bei 90 Millionen US-Dollar pro Start was 1.400 US-Dollar pro Kilogramm entspricht. Damit ist sie mit großen Abstand die günstigste große Trägerrakete am Markt.

Für Mittelschwere Satelliten kommt die Falcon 9, Atlas 5, und die Sojus Rakete zum Einsatz. Hier gibt es noch weitere Raketen, da die genannten aber über 90 % der kommerziellen Starts in diesem Segment abdecken, werde ich sie hier nicht behandeln. Diese mittleren Trägerraketen Unterscheiden sich genauso wie die großen.

Die mittleren Trägerraketen

Falcon 9 Rakete von SpaceX

Die Falcon 9 Rakete von SpaceX ist die Rakete mit den meistens Starts 2017. Dies liegt an der Zuverlässigkeit aber auch am geringen Startpreis von nur 60 Millionen US-Dollar. Dann, wenn eine gebrauchte erste Stufe geflogen werden kann sind sogar noch günstigere Preise möglich. Mittlerweile kann sie 22.800 kg Nutzlast transportieren und ist damit hier eigentlich falsch angesiedelt. Zu den großen Raketen kann man sie jedoch auch nicht zählen da die Nutzlastverkleidung zu klein ist. Ein Kilogramm Fracht kostet 2630 Dollar. Mithilfe der Wiederverwendung hofft SpaceX die Kosten noch einmal um die Hälfte drücken zu können.

Die Atlas 5 Rakete

Die Atlas 5 Rakete bietet eine sehr gute Zuverlässigkeit, weshalb die NASA auf ihr auch alle unbemannten Marsmissionen in den letzten Jahren gestartet hat. Dabei wird ein höherer Flugpreis akzeptiert. Der Preis einer Atlas 5 Rakete liegt bei etwa 150 Millionen Dollar. Sie kann 18.800 kg in den Erdorbit tragen. Dabei kostet jedes Kilogramm etwa 8000 Dollar

Die Sojus Rakete aus Russland

Die russische Sojus Rakete ist nicht so teuer und die Zuverlässigkeit ist so hoch, das man mit ihr auch Menschen startet die dann zum Beispiel zur internationalen Raumstation fliegen. Im kommerziellen Markt spielt die Rakete aber nur eine kleine Rolle. In letzter Zeit gab es auch Unfälle. Da sie in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus den 60ern kommt würde Russland sie gerne mit einer moderneren Rakete ersetzen. Die Sojus Rakete kostet etwa 60 Millionen Dollar. Die Nutzlast liegt bei 7.200 kg. Dabei kostet ein Kilogramm 8.300 Dollar. Da die Nutzlast deutlich kleiner ist als bei den anderen Trägern wird sie heute fast nur noch für Starts in den niedrigen Erdorbit eingesetzt, zB beim Start von Wettersatelliten. Für den Start der meisten Kommunikationssatelliten ist sie viel zu klein.

Mars Mission Insight der NASA geht in den Endspurt

Insight ist ein Stationärer Mars Lander unter der Leitung der US-Amerikanischen Raumfahrtagentur NASA. Die Marssonde soll im Mai 2018 zum Mars starten. Der Hersteller des Raumfahrzeugs ist Lockheed Martin Space Systems.

Insght Marslander auf dem Mars

Künstlerische Darstellung Insight auf dem Mars Quelle: NASA/JPL

Beteiligt sind Wissenschaftler aus Frankreich, Deutschland, Österreich, Belgien, Kanada, Japan, Spanien, Großbritannien, Vereinigte Staaten von Amerika und der Schweiz.

Nachdem Insight bereits 2016 starten sollte, soll der Insight Lander jetzt ab dem 5. Mai 2018 auf einer Atlas 5 starten, damals war eine Beschädigung an der Vakuumkammer von SEIS in einem Test festgestellt worden und eine Rechtzeitige Reparatur nicht mehr möglich. Da bei einem Start zum Mars die Planetenkonstellation zwischen Erde und Mars stimmen muss, öffnet sich das Startfenster nur etwa alle 26 Monate.

Der Marlslander Insight ist mit 2 wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet. Zusätzlich wird das Kommunikationssystem für ein wissenschaftliches Experiment genutzt.

Das Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) ist ein Instrument, welches sehr genaue Messungen, über die seismologischen Aktivitäten auf dem Mars durchführen soll. Dabei können durch die gemessenen Wellen von Erdbeben, Asteroideneinschläge und aus anderen Quellen Rückschlüsse auf das Innere des Planeten Mars gezogen werden. Es sollen erstmals mit den Daten von SEIS etwas über den Aufbau von Kruste, Mantel und Kern vom Mars gesagt werden können.

Das zweite Instrument ist Heat Flow and Physical Properties Package (HP3). Dieses Instrument soll mit einer Wärmestromsonde 5 Meter unter die Marsoberfläche bohren. Damit soll der Wärmestrom aus den Planetenkern gemessen werden. Dabei interressiert vor allem ob der Mars einen flüssigen Kern besitzt. Außerdem währe es die erste Bohrung auf dem Mars mit einer tiefe von einigen Metern. Diese Technologie könnte später genutzt werden um nach Unterirdischem Leben zu suchen. Das Instrument wurde vom deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) beigesteuert.

Als Drittes wird Rotation and Interior Structure Experiment (RISE) durchgeführt. Dabei soll mithilfe des Kommunikationssystems die Rotation des Mars mit einer Genauigkeit von 2 cm vermessen werden. Mithilfe neuer Daten und ältere aus dem Viking Programm und dem Mars Pathfinder Programm soll es möglich sein die Größe des Planetenkerns deutlich genauer zu berechnen.

Marsmission werden CubeSats eingesetzt

Erstmals wäherend einer Marsmission werden CubeSats eingesetzt Quelle: NASA

Beim Start von Insight werden erstmals zwei Cubesats 6U mit den maßen 30*20*10cm auf einer interplanetarischen Mission eingesetzt. Diese Cubesats werden die Kommunikation in der Landephase unterstützen.

Die Landestelle von Insight auf dem Mars

Die Landestelle von Insight auf dem Mars Quelle: NASA

Im März 2017 hat das JPL aus vorher vier untersuchte Landestellen eine Ausgewählt. Die Landung soll im Westen des Elysium Planitia bei 4.5°N 135.9°E erfolgen. Dort sind alle Bedingungen für den Lander erfüllt. Dieses Gebiet auf dem Mars liegt relativ tief was eine Landung erleichtert. Außerdem soll es auf der Oberfläche nur wenige Unebenheiten geben, welche den Lander, bei seiner Landung gefährlich werden können. Der Lander kann hier in Äquatornähe optimal mit seinen auf Solarstrom basierende Stromversorgung mindestens ein Marsjahr arbeiten. Ein Marsjahr entspricht 687 Erd-Tage.

SpaceX hat heute Dragon CRS-12 auf Falcon 9 gestartet

Heute hat SpaceX eine Dragon Kapsel auf der Falcon 9 erfolgreich gestartet. Die Dragon Kapsel CRS-12 ist die letzte neue Dragon Kapsel der ersten Generation von SpaceX. In Zukunft wird SpaceX einige Kapseln wiederverwenden, ehe man dann nur noch die zweite Version der Dragon Kapsel einsetzen wird.

Nach dem Start landete die erste Stufe wieder erfolgreich auf der Seeplattform

der Start von CRS-5 in Cape Caneveral

der Start von CRS-5 Quelle SpaceX flickr

Der Flug CRS-12 ist der letzte aus dem ursprünglichen Auftrag. Bis jetzt hat die NASA bereits 8 weitere Flüge gebucht.

Die heute gestartete Dragon Kapsel wird 2349 kg Fracht in der Druckkapsel zur ISS befördern. In dem Drucklosen Bereich werden weitere 961 kg Fracht transportiert.

Bei ihrer Landung in etwa 4 Wochen kann die Kapsel bis zu 3500 kg an Fracht zurück zur Erdoberfläche befördern. Damit ist sie die einzige Möglichkeit größere mengen Fracht zur Erde zurückzubringen. Neben der Dragon Kapsel ist dazu nur die russische Sojus in sehr begrenzten Umfang (etwa 150 kg) in der Lage.

Cygnus OA-7 dockt an die ISS an

Am 22.04.2017 hat der Raumfrachter Cygnus OA-7, der benannt war nach dem Raumfahrer und Senator S.S. John Glenn, an der Internationalen Raumstation angedockt. Der Arm der Raumstation wurde dabei von US-Astronaut Thomas Pesquet gesteuert.

Die Cygnuskapsel an der ISS am Greifarm

Die Cygnuskapsel an der ISS Quelle NASA, Orbital ATK

Der Raumfrachter “S.S. John Glenn” transportiert inclusive Verpackungsmaterial etwa 3370 kg Versorgungsgüter zur ISS. Gestartet wurde der Raumfrachter auf einer Atlas 5 Rakete vom Cape Caneveral. Dies war der siebte von zehn Starts des Raumfrachters unter einem Vertrag von Orbital ATK und der NASA. Dies soll die letzte Cygnus Kapsel sein, die auf einer Atlas 5 gestartet wurde. Die Letzten 3 Cygnus Kapseln sollen auf  der Antares 230 fliegen.

Blue Origin nimmt den Mond in den Fokus

Blue Origin will jetzt auch eine Mondbasis beliefern können. Jeff Bezos, hat vor Blue Origin auch schon Amazon.com gegründet. Jetzt will er auch Lieferungen auf dem Mond anbieten. Dies soll eine Kolonisierung unseres Erdtrabanten ermöglichen.

Erst vor wenigen Tagen, hat SpaceX eine Mondmission angekündigt wo 2 Touristen den Mond umrunden sollen.

Das Konzept von Blue Origin ist sieben Seiten lang. Jeff Bezos hat es der NASA, sowie an das Übergangsteam von US-Präsident Donald Trump gesendet.

Der Mond wird wieder Interessant

Das Raumschiff von Blue Origin, welches erstmal Blue Moon heißt, soll etwa 4500 Kg Fracht zur Mondoberfläche befördern.

Jeff Bezos fordert die NASA dazu auf, ein Liefer System welches wir nach dem Vorbild von Amazon kennen, zu unterstützen. Der Dienst könnte 2025 einsatzbereit sein.

Ob die Mondpläne in eine bemannte Mondbasis aufgehen? Die Ausrichtung der NASA ist derzeit noch offen, da die Regierung auch noch keinen neuen Administrator ernannt hat. Nachdem aber, unter Obama, wo man sich auf dem Mars konzentrierte, nicht viel herauskam, dürfte der Mond wieder gute Chancen haben, unter der Trump Administration wieder mehr Beachtung zu finden.