CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)

Am 14.2. gibt es das nächste Hearing des Repräsentantenhauses über die Zukunft der LEO-Aktivitäten mit Vertretern der NASA, Axiom und Voyager Space.

https://science.house.gov/2024/2/iss-and-beyond-the-present-and-future-of-american-low-earth-orbit-activities

Unter "human rating" verstehe zumindest ich die Zulassung für "bemannte Flüge eines Raumschiffes einschließlich Start und Landung". Lasse mich aber durchaus auch eines besseren belehren.
Wobei ich aber natürlich nicht ausschließe, daß auch Raumstationen zugelassen werden müssen, bevor zumindest die NASA da ihre Astronauten reinsetzt.

Selbstverständlich braucht auch eine kommerzielle Raumstation ein human rating.
Alles womit Menschen ins All fliegen oder im All bewohnen braucht ein human rating. Sogar die unbemenschten Transporter (Progress, ATV, HTV, Cygnus, Cargo-Dragon, Cargo-Dream-Chaser etc.) müssen human rated sein, sonst dürften sie gar nicht an die ISS andocken bzw. berthen.
Auch wenn die Verantwortung beim privaten Betreiber einer kommerziellen Raumstation liegt, wird die NASA bei der Sicherheit keine Abstriche machen.

Viele Grüße
Rücksturz

Hab da jetzt mal etwas gegoogelt.

Der Witz dabei ist, daß eben jede Institution ihr eigenes "human rating" hat.
NASA, CNSA, ISRO, Roscosmos und auch die "Privaten" haben alle ihr eigenes Bewertungssystem. So haben ja z.B. auch damals die Russen erstmal keinen Cosmonauten in eine Crew-Dragon reingesetzt, obwohl da schon NASA-Astronauten damit ergolgreich geflogen waren.
So könnten beispielsweise wohl auch Privatpersonen in einer privaten Raumstation fliegen, ohne daß diese von der NASA zertfiziert worden wäre, oder Yusaku Maezawa u. Co mit dem Starship um den Mond. Erst, wenn da NASA-Astronauten drin sitzen, wird die NASA auf ein "human rating" nach ihren eigenen Kriterien bestehen (können).
Bei den Frachtflügen zur ISS ist das eben deshalb so, weil dieser Teil der ISS unter der Verwaltung der NASA steht. Sollten einmal Frachter zu privaten Raumstationen fliegen, hat die NASA da bestimmt nichts mehr zu sagen (zumindest solange da keine NASA-Astronauten an Bord sind)
Natürlich wird die NASA auch bei kommerziellen Raumschiffen und Stationen keine Sicherheitsabstriche machen und die Privaten werden gut daran tun ihre Konstruktionen von der NASA genehmigen zu lassen, um diese als zahlenden Kunden zu erhalten.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Human-rating_certification

Kleine Korrektur:
Die CNSA hat gar kein Human Rating - die betreibt nur unbemannte Raumfahrt. Bei der CMSA, die in China für die bemannte Raumfahrt zuständig ist, gilt immer noch Zhou Enlais alte Forderung von 1970: "Bei 10.000 Versuchen nicht ein Fehlschlag" (万无一失). Real liegt die Wahrscheinlichkeit für den Tod von Raumfahrern in China derzeit bei 4:100.000:
https://www.cmse.gov.cn/xwzx/202211/t20221124_51608.html

Daher war auch das Ansinnen von Roskosmos aus dem Jahr 2018, sich am Bau der Chinesischen Raumstation zu beteiligen, völlig abwegig. Die erfüllen bei Weitem nicht die chinesischen Sicherheitsstandards. Das ist auch einer der Gründe warum sich zum Beispiel europäische Firmen zwar mit Ideen an den Erweiterungsmodulen der CSS beteiligen können, die dann aber in China gebaut und gestartet werden.

Die Industrie verlangt mehr Geld und eine bindende Zusicherung, daß ihre Stationen, sobald vorhanden, auch von der NASA als zahlender Kunde genutzt werden. (Beenden der ISS tatsächlich 2030, damit keine Konkurenz zu ihr mehr existiert)
Axiom Space und Voyager Space (Starlab-Station) schlagen auch vor maximal 2 Stationen finanziell zu fördern, damit genügend Mittel für sie zur Verfügung stehen.
Ausserdem schüren sie wieder die Angst vor China.
Anscheinend mangelt es an Investoren und Kunden.

https://spacenews.com/industry-seeks-more-resources-policy-changes-to-support-transition-from-iss-to-commercial-space-stations

Zur Abschätzung von Kosten und Rentabilität einer kommerziellen Raumstation im erdnahen Orbit könnte man Zahlen aus China heranziehen. Nach ihrer Fertigstellung kostet der Betrieb der mit drei Personen ständig besetzten CSS, wo 38 kW elektrische Leistung für Lebenserhaltung und Nutzlasten zur Verfügung stehen, nach heutiger Währung 12 Milliarden Yuan für drei Jahre, was nach realer Kaufkraft 12 Milliarden Euro entspricht. Darin enthalten sind sechs bemannte Starts und drei Frachterstarts für jeweils 570 Millionen Yuan, also knapp 4 Milliarden. Der Rest von 8 Milliarden sind Personalkosten für Ausbildung und Betreuung der Raumfahrer sowie Bau und Betreuung der Nutzlasten. Die Startkosten für Falcon-Raketen sind niedriger als bei den Changzhengs, dafür liegen in der freien Wirtschaft Löhne und Gehälter deutlich höher als bei der Volksbefreiungsarmee. Die Annahme, dass der Betrieb einer kleinen LEO-Station rund vier Milliarden Euro pro Jahr kostet, dürfte also nicht weit von der Realität entfernt sein.

Das bedeutet, die Station muss Waren im Wert von 4 Milliarden Euro pro Jahr erzeugen, um die Selbstkosten zu tragen; alles was darüber hinausgeht ist Gewinn. In der pharmazeutischen Industrie (teure Medikamente mit geringem Gewicht) lassen sich durchaus derartige Umsätze erzielen, die dafür nötigen Maschinen nehmen aber sicher mehr Platz ein, als in einer Raumstation mit wenigen Modulen zur Verfügung steht. Ein kommerzieller Betrieb ist also nicht möglich. Daher der Trick mit der NASA als Ankermieter vulgo Kostenträger

Vergessen hast du bei deiner Endabrechnung wohl den Umsatz, welcher sich durch private Astronauten/Touristen und Wissenschaftler/Astronauten anderer Länder ergibt. Gerade auf diese wird aber u.a. abgezielt, deshalb auch die Beteiligung von Hilton-Hotel an Voyager Space.
Einen rentablen kommerziellen Betrieb gestützt nur auf Medikamentenerzeugung wird es so schnell nicht geben. Da kommt zumindest erst noch umfangreiche Forschung. Sollte dabei tatsächlich was profitables herauskommen, werden die Pharmafirmen wohl eigene Module oder sogar ganze Stationen einsetzen.

Die Weltraumtouristen habe ich absichtlich weggelassen. Dieses Konzept setzt einen unendlichen Strom von wohlhabenden Menschen voraus, die immer mal wieder 10 Millionen Dollar für einen zweiwöchigen Urlaub im All ausgeben, inklusive Übelkeit und Strahlendosis. Das ist jetzt gerade in Mode, aber irgendwie sehe ich das nicht als langfristiges Geschäftsmodell.

Astronautenwissenschaftler anderer Länder würden das Ganze noch unrentabler machen. Du müsstest dann nicht nur ein Hallenbad (für Außenbordtraining) und ein Freibad (für Wasserungsübungen) in Houston, sondern zusätzlich auch entsprechende Einrichtungen in Köln oder wo auch immer unterhalten (oder die NASA für Unterbringung und Ausbildung bezahlen). Als Kostenträger fungiert dann nicht nur die NASA, sondern die Station wird auch von ESA, CNES etc. bezuschusst.

Wenn es bisher noch keine privaten Organisationen geben sollte welche Astronauten ausbilden (glaube mich zu erinnern, da was von einer polnischen gelesen zu haben), dann wird es das sicher in kürze als neues Geschäftsmodell geben. Wo sollten denn z.B. Maezawa u. Co sonst ausgebildet werden? (o.k. er selbst ist schon und war auch schon auf der ISS).
Es gibt inzwischen sehr viele "wohlhabende Menschen", natürlich nicht "unendlich viele" und sicher wollen auch nicht alle ins All, aber es gibt sehr viele Nationen, die ihre "Astronauten" mal hochschicken möchten.
Es wird auch sicher nicht mehr allzulange dauern, dann werden im LEO Hochzeiten zelebriert und Flitterwochen verbracht.
Die Tourismusindustrie läßt sich da bestimmt etwas einfallen.
Natürlich wird das Alles noch etwas dauern, deshalb "betteln" ja jetzt auch Axiom/Voyager bei der NASA.

Ein Artikel in der ZEIT analysiert, ob das mit einer Raumstation sowohl als Hotel als auch als Forschungslabor klappen kann - allerdings hinter einer paywall.
https://www.zeit.de/wissen/2024-01/private-raumfahrt-iss-blue-origin-space-x-starlab

Interessant der Beitrag von Regnart, die Kosten aus chinesischer Sicht zu sehen. Für die NASA ist relativ klar, dass alleine der Betrieb der ISS heute ein Budget von ca. 3 Mrd. umfaßt und die Hälfte davon für Transport von Crew+Cargo anfällt.
Insofern stellt sich schon die Frage, ob und wie das kommerzialisierbar ist.

Kaum verwunderlich, dass die Firmen die Forderung stellen, dass die ISS "kleine Sekunde länger betrieben wird", wenn eine kommerzielles Station installiert ist und ein großer Teil der Entwicklungskosten von der NASA kommen soll.
https://spacepolicyonline.com/news/transitioning-from-iss-to-commercial-space-stations-plenty-of-questions-but-few-answers/

Nicht umsonst besteht das Starlab von Voyager Space nur aus einem Modul, welches bereits voll ausgestattet ist und mittels einem einzigen Starship-Flug in den Orbit gebracht werden kann. Das spart schon mal alles Geld, und so eine relativ einfache Station ist sicher auch billiger im Unterhalt. Glaube nicht, daß das dann 3 Mrd. pro Jahr werden.
Natürlich ist auch so die Rentabilität noch lange nicht gesichert, aber das ist sie bei Projekten solcher Größenordnung wohl nie. Auch Starlink bleibt z.B. um ein Vielfaches hinter den Erwartungen zurück!

Die Größe einer Station wirkt sich insofern auf die Unterhaltskosten aus, als sie langfristig mehr Reparaturen, also mehr (sündteure) Außenbordeinsätze, mehr Ersatzteile und deren Transport erfordert - an einer großen Station geht mehr kaputt. Im Wesentlichen entstehen die laufenden Kosten aber durch die Notwendigkeit, die Besatzung (beim Starlab laut englischer Wikipedia 4 Personen) am Leben zu erhalten und Experimentiermaterial wie Chemikalien oder Metallspäne für die Nutzlasten hochzuschaffen (laut derselben Quelle genausoviel wie bei der ISS).

Auf der ISS leben 7 Personen, man wird also durch die kleinere Besatzung maximal (ohne Berücksichtigung von Experimentiermaterial und Reparaturen an der ISS) 750 Millionen Dollar einsparen (die Hälfte von der Hälfte von 3 Milliarden). Damit ist man bei den laufenden Kosten immer noch deutlich über 2 Milliarden Dollar pro Jahr. Nachdem das Starlab explizit nicht für Touristen gedacht ist, wird die NASA das wohl zum großen Teil tragen müssen. Dazu kommt dann noch mindestens die Station von Axiom. Wenn die erstmal ganz klein bleibt, sind wir bei 4 Milliarden pro Jahr, die die NASA zuschießen muss, also mehr als bei der ISS (während die Einnahmen von den zwei oder drei zahlenden Kunden den Betreiberfirmen zugute kommen). Das erscheint mir kein gutes Geschäft für den amerikanischen Steuerzahler zu sein.

Ob das jetzt im Endeffekt teurer oder billiger für den "amerikanischen Steuerzahler" wird, muß sich herausstellen.
Fakt ist, daß die ISS keine 10 Jahre mehr überleben wird und "etwas Neues" gebaut werden muß, wenn die USA im All präsent bleiben will.
Das Konzept die Privatindustrie stark zu beteiligen hat offensichtlich bisher funktioniert. Die "Anschubfinanzierung" wird wohl etwas hoch ausfallen, wenn auch bei weitem nicht so hoch wie ein totaler Eigenbau, aber auf die Dauer sehe ich da durchaus Einsparungspotential. Und mehrere Stationen erhöhen die Konkurrenz und das Intresse der Industrie wie der Tourismusindustrie wird auch zunehmen, speziell wenn die Transportpreise noch weiter sinken. (Auch das Angebot an Versorgungsflügen wird steigen mit Boeing, Sierra, BO und evtl. noch anderen in den Startlöchern.)
Diese Milliarden sind ein gewisser Anhalt aber auch nicht mehr.

"Neuer" Mitspieler.
Starmax von Gravitics
Gibt es zwar schon seit Jahren, aber bin erst jetzt drauf gestoßen.
8 m Durchmesser 400 m^3, starre Hülle Transport wohl mit Starship oder New Glenn (?)

https://www.gravitics.com/starmax

Hier eine kurze Übersicht wie weit die Pläne bisher fortgeschritten sind:

Axiom Space: "Axiom Station": Module in Bau, im All frühestens ende 2026
Sierra/BO: "Orbital Reef", LIFE-Habitat, mehrere Platztests bestanden, Einsatz für 2029 geplant, erste starre Module 2027
Gravitics: "Starmax": Testmodule in Bau, Drucktests,
Voyager Space/Airbus: "Starlab": Komponenten in Testung, im All frühestens 2028
VAST Space: "Haven-1": für 2025 geplant

https://nasaspaceflight.com/2024/03/commercial-station-roundup

Wenn ich Gravitics richtig verstanden habe wollen sie selber keine Raumstation betrieben sondern nur die module bauen für andere, 
Ich glaube das haben sie mal auf Twitter geschriebe, sie sind dort sehr aktiv.

Das wäre der Tweet zur meiner aussage:

https://twitter.com/GraviticsInc/status/1751312523972972636

Danke Slayer für diese Information.
Hab im Nachhinein tatsächlich keinen Beleg dafür gefunden, daß sie eine eigene Station damit bauen wollen, zumindest vorläufig noch nicht. Da dieses Modul aber auch als "Free Flyer" eingesetzt werden kann, dürfte der Schritt nicht allzugroß sein.

Eine ähnliche Firma wie Gravitics wäre dann auch Max Space

Auch sie wollen keine eigene Station bauen, sondern nur Module dafür fertigen.
Allerdings keine starren wie Gravitics, sondern aufblasbare wie Sierra Space und Lockheed Martin. Bemerkenswert ist dabei, daß sie nach einem ganz anderen Bauprinzip vorgehen. Die Hülle ist nämlich nicht aus sich überkreuzenden Fasern aufgebaut, sondern aus parallelen. Dadurch wollen sie sicherer, preiswerter und schneller sein und auch das Hochskalieren der Module soll wesentlich einfacher erfolgen können. So wollen sie noch in diesem Jahrzehnt ein 1.000 m^3 Modul für 200 Mill$ anbieten, welches auf einer F9 geflogen werden kann. Die ersten (kleineren) Modelle sollen allerdings noch keine Besatzung erhalten, sondern als Lager von Waren/Treibstoff dienen.
Schon 2025 wollen sie ein Demo-Modul mit F9-Rideshare in LEO schicken. Dieses hätte ein Packvolumen von 2 m^3 und wäre dann aufgeblasen mit 20 m^3 deutlich größer als das BEAM (16 m^3), welches seit 2016 an der ISS angekoppelt ist.

Obwohl die Firma wohl schon seit einigen Jahre existiert und bereits zahlreiche Hardware-Tests durchgeführt hat, hat sie weniger als ein dutzend Mitarbeiter und gerade mal ein paar Mill. $ Betriebskapital, das für Bau und Flug der Demo-Mission ausreichen soll. Sie wollen schnell wachsen, aber sich vorerst nur auf den Bau der reinen Hülle konzentrieren, Schleusen u.ä. sollen von Zulieferern kommen.

https://spacenews.com/max-space-announces-plans-for-inflatable-space-station-modules




Gegründet wurde Max Space von Aaron Kemmer (jetzt CEO), der 2010 mit 3 anderen seine erste Firma "Made in Space" (3-D Printer für die Schwerelosigkeit) gründete, die dann 2020 an "Redwire" verkauft wurde. Für "Max Space" holte er sich als Mitgründer und CTO Maxim de Jong, der seine Erfahrungen beim Bau von Genesis 1 u. 2 bei Bigelow gewann.

Gravitics hat einen Vertrag ueber 1,7 Millionen Dollar mit der US Space Force geschlossen. Dabei scheint es sich erst einmal nur um eine Machbarkeitsstudie (Small Business Innovation Research (SBIR)) zu handeln. Ueber den Zweck der Arbeit haellt man sich wage mit der Bezeichnung "technologies for tactically responsive space applications" bedeckt, sinngemaess ueberestzt so viel wie Technologie fuer schnelle tatktische Raumfahrtanwendungen.

https://spacenews.com/commercial-space-station-module-developer-gravitics-wins-space-force-contract/

Der Bau der ersten Module der Axiom-Station bei ThalesAlenia in Italien macht bereits beeindruckende Fortschritte.
Hier wird u.a. auch speziell auf die 4 Fenster eingegangen.

Und auch bei Sierra Space geht es in dieser Richtung weiter.
Die Vorbereitungen für den zweiten großen Platztest (originalgrosses Modell) treten in die Endphase.

https://twitter.com/SierreSpaceCo/status/1803167764833771556

Recht umfassender Überlick über die geplanten kommerziellen Raumstationen, auch im Vergleich mit der ISS.