Wachsende Raumfahrtanwendungen bei niedrigen Startpreisen

An verschiedenen Stellen wurde bereits geschrieben, dass bestimmte Branchen bei sinkenden Startpreisen wachsen würden. Welche dies sein könnten, soll Gegenstand dieses Themas sein.

Als erstes fällt einem dabei natürlich die Möglichkeit ein, über ein geeignetes Satellitennetz an jedem Ort des Planeten kostengünstig zu kommunizieren, sei es über Internet oder Telefon. Allerdings weiß ich nicht, was ich von Tausenden Satelliten in erdnahen Bahnen in Bezug auf Kollisionswahrscheinlichkeiten halten soll.

Eine zweite Anwendung wäre vielleicht, dass man sich auch als Privatperson zeitnah und preisgünstig Satellitenfotos von Veranstaltungen, bei denen man selbst zugegen war, besorgen könnte. Hier stehen aber möglicherweise Datenschutz oder Sicherheitsinteressen von Staaten und Organisationen im Wege.

Der Weltraumtourismus könnte sich als Branche endlich lohnen, wenn der Flugpreis pro Person und Woche unter einer Million Euro (oder US-Dollar) betragen würde.

Was noch?

Allerdings weiß ich nicht, was ich von Tausenden Satelliten in erdnahen Bahnen in Bezug auf Kollisionswahrscheinlichkeiten halten soll.

nichts schlimmes - so lange es ERDNAHE bahnen sind und die Satelliten halbwegs steuerbar sind.
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Genannt wird auch häufiger:

- Asteriodenbergbau
- langfristig: PV-Sateliten
- Privates Angebot an günstigen Forschungsmöglichkeiten in schwerelosigkeit. Incl versorgung und (evt häufiger) Personentransport.
- zwiespätlig: vielleicht Regans StarWars 2.0
- Treibstoffdepos inc lieferung und versorgung

- Erweitete Staatliche Forschung. Zum einen weil den Organisationen durch die günstigeren Preise bei den Startern (Und HOFFENTLICH durch eine durchschlagende rationalisierung und effizienzverbesserung im Payload bereich!) mehr geld übrig haben. Zum anderen kommen andere Staaten so langsam ins geschäft. Zum dritten dürfte sich das Öffentliche Interesse für den Weltraum durch die neuen 'erfolge' wachsen und das bugelt der NASA ect vlt etwas erhöhen.
Zum vierten neue Möglichkeiten wie Teleskop auf der Mondrückseite, schwere Orbiter für Uranus, Neptun ect pp.

- langfristig: 'landgrapping' durch private. Der drang bei aufkommender Besiedlung und 'besetzung' des Weltraums seinen eigenen claim abzustecken könnte unter den richtigen bedingungen recht stark werden.

- schon mittelfristig: verkauf von flügen zum Mars an privat die aber AUCH dort arbeiten. Scheint für EM als eine wichtige Finanzierungsquelle gesehen zu werden. Quasi: Die Kolonalisierung soll sich selber finanzieren

Es kommt imo. drauf an wie stark die Preise wirklich sinken werden. Bisher gibt es hierzu leider nur Spekulationen. (Und beim Space Shuttle haben sich schon einmal recht viele kluge Leute gründlich verschätzt.)

Ein Satelliteninternet ist die wahrscheinliche Entwicklung, auch wenn es lange dauern wird bis es proitabel ist. (Zumindestens denkt das Wyler)

Fotosatelliten vielleicht auch, es gibt ja afaik schon ein paar private Dienste.

Private Forschung in Schwerelosigkeit: Durchaus denkbar, immerhin arbeitet hier ja eine bestimmte Firma schon seit Jahren an etweigen Modulen.

Andere Entwicklungen sehe ich vorerst eher skeptisch. Dafür müßten die Kosten  mindestens um den Faktor 10 sinken. Ohne eine "Post- Trägerraketen" Technologie wird das nichts.

Und beim Space Shuttle haben sich schon einmal recht viele kluge Leute gründlich verschätzt.

Der Vergleich ist aber nicht richtig. Dass das Space Shuttle Konzept zur Kostenexplosion führen würde hat sich bereits Ende der 70er herausgestellt und war schon vor dem Erstflug quasi eine Tatsache. Kein Vergleich zur Falcon9 Erststufe.

Ich meine nur, dass es auch hier überzogene Vorstellungen gab. Siehe noch die Bücher, die Von Puttkamer Anfang der 80er geschrieben hat.

Wie schon gesagt: Wir haben derzeit Null Ahnung wie stark die Preise tatsächlich sinken werden. Ich bleibe vorerst bei vorsichtigen Schätzungen.

Hallo

Ich denke, dass die Startpreise allein vor allem eine Umverteilung des Marktes für die Starts bewirken.

Für die Entwicklung neuer Weltraumanwendungen sind vor allem die Kosten der Satelliten wichtig, die ja heute z.T. bis in den Milliardenbereich gehen. Erst, wenn man das preiswert zu startende Gewichtslimit deutlich erhöht, zum Beispiel durch eine "billige" und zuverlässige F9H, wird sich da etwas bewegen. Dann könnte die Industrie nachziehen, auf sündhaft teuren Leichtbau verzichten, und "billige" Satellitenbusse entwickeln. Wenn ein Satellit mit einer bestimmten Funktion, mal angenommen, dreimal so schwer sein darf, dann ist er vielleicht zu einem Zehntel der Kosten herstellbar, denn vor allem der Leichtbau treibt die Kosten so hoch.
Die Kosten für die Enwicklung und für die Infrastruktur der Herstellung sowie der Startanlagen bleiben natürlich, aber die werden sich dann auf größere Stückzahlen verteilen.
Den Sat "für jederman" wird es trotzdem nicht geben, aber es sind viele neue Anwendungen denkbar, z.B. in der Erderkundung/Vermessung oder bei der Überwachung und Steuerung irdischer Infrastrukturen und natürlich in der Kommunikation. Von militärischen Anwendungen ganz zu schweigen, man könnte z.B. den Verbleib schwerer Waffen weltweit lückenlos überwachen, ob das gut ist, sei mal dahingestellt. Klar ist, so glaube ich jedenfalls, wenn man von großen Stückzahlen von Satelliten spricht, dann können damit nur engmaschige erdnahe Systeme gemeint sein.

Es kommt letztlich darauf, an wieviel Masse man zu vernünftigen Kosten starten kann. Was "vernünftig" ist, hängt natürlich von der konkreten Anwendung ab. So ein paar Jahre werden wir uns noch gedulden müssen, bis da ein Trend vielleicht in Zahlen erkennbar ist. Hundertprozentig sicher ist die Entwicklung in dieser Richtung noch nicht, denn im Moment hängt ja praktisch alles von einer Firma ab. Alle anderen hoffen noch auf die weltweite Gültigkeit des ersten Artikels der mecklenburger Verfassung ("Alles bleibt so wie es ist!").


viele Grüße
Steffen

Wenn ein Satellit mit einer bestimmten Funktion, mal angenommen, dreimal so schwer sein darf, dann ist er vielleicht zu einem Zehntel der Kosten herstellbar, denn vor allem der Leichtbau treibt die Kosten so hoch.

Außerdem treiben die hohen Qualitätsbestimmungen die Kosten hoch. Die Starts sind teuer, da will man dass der Satelit wirklich WIRKLICH funktioniert! Nur kann ein so hoher Anspruch die Kosten leicht verzehnfachen.


Ich hoffe wirklich, dass sich auch bei den Satelitenbetreibern der Geist von SpX durchsetzt.
So langsam scheint sich da ja auch etwas zu bewegen. Qubesats zeigen im leichtesten segment wie günstig es werden kann. Und im bereicht der 125kg Sateliten beweißt ja OneWeb dass es nicht wirklich teuer sein muss..

Ich meine nur, dass es auch hier überzogene Vorstellungen gab. Siehe noch die Bücher, die Von Puttkamer Anfang der 80er geschrieben hat.

Nun ja, auf den Gebiet der Öffentlichkeitsarbeit war Puttkamer ein sehr optimistischer Lobbyist. Es ist aber auch nichts neues, das die zu dieser Zeit öffentlich vermittelte Erwartungshaltung der NASA und die Realität erheblich voneinander abwichen.

- Ich könnte mir hier durchaus automatisierte Laborsatelliten für Experimente in der Schwerelosigkeit vorstellen. Vielleicht sogar mit Rückkehroption, zum bergen der Experimentproben. Experimente zur Materialtechnik sind für die Industrie sehr interessant. Der Zugang zur ISS dafür, ist allerdings kompliziert und langwierig. Zum Teil sogar unmöglich, falls das Unternehmen aus den falschen Land kommt.

- Ein möglichen Hemmnisfaktor könnte hingegen die Regulierungswut von Staaten und Behörden sein. Hier könnte es politische Motive geben, bestimmte Anwendungen von Unternehmen zu regulieren, oder bestimmte ausländische Kunden ganz auszuschließen.

- Ich könnte mir hier durchaus automatisierte Laborsatelliten für Experimente in der Schwerelosigkeit vorstellen. Vielleicht sogar mit Rückkehroption, zum bergen der Experimentproben. Experimente zur Materialtechnik sind für die Industrie sehr interessant. Der Zugang zur ISS dafür, ist allerdings kompliziert und langwierig. Zum Teil sogar unmöglich, falls das Unternehmen aus den falschen Land kommt.

Wäre durchaus denkbar.

- Ein möglichen Hemmnisfaktor könnte hingegen die Regulierungswut von Staaten und Behörden sein. Hier könnte es politische Motive geben, bestimmte Anwendungen von Unternehmen zu regulieren, oder bestimmte ausländische Kunden ganz auszuschließen.

Beim letzteren Punkt fallen mir wieder die Fotosatellitendienste ein, welche es afaik so seit der Jahrtausendwende gibt. Weiß da einer wie es dort um Regulierungen steht?

Bei 17 Millionen Millionäre weltweit

wen nur jeder 20 000 millionäre nur ein mal im Jahr in den Weltraum fliegt sind das

750 Leute pro Jahr



http://www.merkur.de/wirtschaft/studie-17-millionen-millionaere-leben-auf-der-welt-zr-5103901.html

Ich glaube nicht, das niedrigere Startpreise da so viel helfen werden. Die Startkosten machen bei einem normalen Kommunikationssatellit vielleicht 30 % aus, selbst bei den aktuellen Startpreisen. Dabei werden diese Satelliten aber quasi am Fließband gebaut und sind vergleichsweise günstig. Wissenschaftliche oder militärische Nutzlasten können noch einmal deutlich teurer sein. So kosteten beispielsweise Cassini über 3 Mrd. Dollar, der Marslander Curiosity 2,5 Mrd. Dollar. Bei solchen Kosten fällt es kaum noch ins Gewicht, ob der Start 100 oder 200 Mio Dollar kostet, selbst im höchsten Fall sind das nicht mal 10 % der Missionskosten.

In wie weit private Forschung und Tourismus von günstigen Startpreisen profitieren, ist schwer abzuschätzen und hängt vom genauen Preis ab. Allerdings scheint es von Seiten der Industrie grundsätzlich eher wenig Interesse an Forschung in der Umlaufbahn zu geben, schon bei der ISS erwiesen sich alle Schätzungen diesbezüglich als übertrieben optimistisch. Für Touristen dürften die Preise nach wie vor zu hoch sein. Selbst wenn mit der Wiederverwendung alles so klappt wie das SpaceX hofft, dürfte eine Falcon 9 selbst im optimistischsten Fall vielleicht 30 % billiger werden und dann immer noch über 40 Mio kosten. Dann noch die Kosten für die Kapsel. Unter 10 Mio pro Person bei voller Belegung mit 6 zahlenden Passagieren (plus Pilot) dürfte es kaum machbar sein.

Ob die Kommunikation von günstigeren Preisen profitiert, daran habe ich auch meine Zweifel. Die bisherigen Erfahrungen waren alles andere als Positiv. Iridium zb bleib weit hinter den Erwartungen zurück und kann kaum die 2. Generation der Satelliten bezahlen. Da heute weltweit fast überall Empfang für Handy und mobiles Internet besteht, dürfte Satelliten-Internet genauso wie Satelliten-Telefon lediglich dort von Interesse sein, wo es keine Netzabdeckung gibt, also im Dschungel, auf hoher See, an den Polen und in der Wüste. Dort sind aber in der Regel aber auch nur wenige Menschen zu finden. Ob sich so genügend Nutzer finden, um solche Netze profitabel zu machen, daran habe ich meine Zweifel.

@MR: Schöner Beitrag, hat mich sehr an Beiträge von Bernd Leitenberger erinnert und ich gebe dir sogar recht, kein Scherz du hast recht,
ok, zumindest wenn man sich an die selbe Position einnimmt die du hier eingenommen hast.
Zunächst zur Frage der Erdsatelliten: Zwar spielen die Preise auch hier eine Rolle, aber von Wachstum kann man erst reden wenn sowas wie Weltraum gestütztes Internet mit vielleicht tausenden Satelliten kommen sollte, möglich wäre das zwar, aber eher nicht mit der F9 sondern mit der FH.

Für Reiseveranstalter wird das mit einer F9 und Dragon V2 sicher auch noch nicht richtig lohnend, zumindest nicht bei sechs Passagieren. Dazu müsste ein Schiff mit vielleicht 30 und mehr Passagieren vorhanden sein. Das geht mit  der F9 nicht und mit der Dragon V2 noch viel weniger. Lustig könnte dies erst mit einer FH und späterer neuen Oberstufe werden (70t ins LEO?), wenn es dann möglich wird eine Dragon V3 zu bauen oder erst mit dem Raumschiff für MCT.
Für viele Turris wird sehr viel mehr Platz benötigt als heute auf der ISS. Mit einer MCT könnte man aber auch eine Rundreise um den Mond herum anbieten. eine Woche non Stop mit Umrundung des Mondes und direkten Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.

Das wohl meiste ist vermutlich aber mit dem Abbau von wertvollen Metallen aus Asteroiden zu Erwirtschaften, aber das geht nur mit BFR und SEP.

Selbst mit einer F9 FT kostet ein kg Nutzlast ins LEO mit 13t heute wohl immer noch 5000$/kg und die Dragon V2 ist für diese Nutzlast immer noch zu klein.
Selbst eine Wiederverwendung wird das nicht auf 1000$/kg drücken aber vielleicht bis aus 2000$/kg.
Richtig interessant wird das aber nur dann werden können wenn nicht nur der Preis bis 1000$/kg oder weniger Fällt, sondern es großen viel günstigeren Platz (Arbeitsraum) gibt.
Hier ist eine ISS vollständig die falsche Hausnummer, da werden Volumen von einem Faktor ab 20 benötigt. Auch dazu reicht eine FH eher nicht, da wird eine BFR mit sehr volumminöser Oberstufe benötigt.

Zwar hilft eine FH auch schon, aber ich rechne dadurch maximal mit einer zehnmal höherem Flugaufkommen, erst eine BFR könnte hier zu einer schieren Explosion der Aktivitäten im All beitragen, und damit meine ich Faktoren von 100 aufwärts.

zwei ergänzungen zu MR.

1. Hoffen wir ja, dass auch die Sateliten und andere Nutzliasten wesentlich günstiger werden.
Wenn man sehr zeitnah und günstig einen Ersatzsateliten starten kann ist es soo wichtig dass man 99% ausfallsicherheit hat. Zusammen mit einer weiteren rationalisierung (sind hier eben noch weit von echter fließbandfertigung entfernt) sollten hier durchaus einsparungen um den faktor 3-8 drin sein.

2. sateliteninternet soll, soweit jetzt geplant, eher die Backbones verbinden als dass es für die Endanwender im Afrikanischen Djungel gedacht ist.


Ansonsten hast du so weit recht. Für einen starken Anstieg der Raumfahrttätigkeit muss der preis pro kg schon mindestens um den Faktor 10 fallen.

Der Preis pro Kilogramm ist durch die F9 ja schon dreimal gefallen, gerade eben durch den upgrade wieder um fast 25%, aber das verschiebt eher nur den Marktanteil kräftig dass wird sich erst mit der FH richtig auswirken weil damit dann 90% der Flughardware wiederverwendbar wird. Ausreichend ist das aber ach noch nicht, die möglichen Dimensionen der Nutzlast müssen vor allen was den Durchmesser betrifft um den Faktor 2  steigen. Ob so was mit der FH möglich wäre bei dem Core von 3,66m ?

Wie viel kostet das Material für eine Sateliten ungefähr wen man einen bauen will?

Reiner Rohstoffwert der Materialien wohl weit unterhalb von 10.000 Euro.


Aber der Knackpunkt sind die ganzen spezial- und Einzelanfertigungen die man für die Sateliten braucht.

Tjaa hier ein paar theoretische Märkte:
1. Internetkonstellation
2. Bigelow /Schwerelosigkeitsforschung / Dragonlab
3. Asteroidenabbau
4. Weltraumtourismus

Asteroidenabbau hat langfristig das größte Potential denke ich. Leider sind wir davon technisch noch etwas entfernt und der Startpreis muss noch weiter sinken.

Kurzfristig wird sich da sicher nicht viel tun, aber langfristig denke ich da wird einiges auf uns zukommen. Wenn der Zugang zum All deutlich billiger ist als heute wird es viele schlaue Leute geben die sich Dienste ausdenken werden auf die heute noch keiner kommt. Überlegt doch mal wie rasant sich das Internet entwickelt hat. Spezielle Dienstleister für den Agrarsektor könnte es geben. Luftbilder, Bodenbeschaffenheit, verbesserte Wettervorhersagen. Ein rein privates GPS. Vor einer Weile habe ich einen Artikel gelesen der besagte das sich BitCoin-Satelliten lohnen würden, also unabhängig von SpaceX. Warum nicht orbitale Rechenzentren? Prestige Objekte wie zum Beispiel ein Mondrover der Demokratischen Republik Kongo. Lieschen Müller GmbH hat ihren ersten Sateliten im All... Universitäten mit eigenen Satelliten. Und natürlich Schritt für Schritt mehr Tourismus.

Kurzfristig wird sich da sicher nicht viel tun

Wobei selbst dieses ' nicht viel ' schnell auf eine Verdreifachung, und mehr,  der Satelliten im Orbit hinauslaufen kann...

Eigentlich erleben wir heute schon eine Vergrößerung der Anwendungen, aber höher Startfrequenzen, günstiger Kilopreise sind gut, aber gerade wenn es um Satelliten geht braucht man unbedingt viel dickere und längere Fairings, viele Entwicklungskosten welche Weltraumgeräte so extrem Teuer machen sind durch die Nutzlastbeschränkungen, also max. Masse, Dimensionen und auch Kosten verursacht. Wäre es z.B. möglich gewesen ein 10m Hitzeschild für Curiosity zu verwenden bei der selben Rovermasse, hätte man die Landeeinrichtung vermutlich einfacher machen können, nur geht das eben bis heute nicht, braucht man so große Strukturen muss man die so konstruieren das sie sich im All entfalten, und das natürlich sehr zuverlässig, dass macht einfach alles was man benötigt unglaublich teuer zu Entwickeln.

Ich glaube wir können uns nur rudimentär vorstellen, was in einigen Jahrzehnten im All los sein könnte.

1958 sagte der Boss von IBM, dass der Weltmarkt etwa fünf Computer benötigt. Wo stehen wir heute? 

Zumal es ein selbstverstärkender Effekt ist: mehr Satelliten, mehr Starts, günstigere starts,  mehr Satelliten,  günstigere Satelliten,  mehr Starts....

Reiner Rohstoffwert der Materialien wohl weit unterhalb von 10.000 Euro.

Aber der Knackpunkt sind die ganzen spezial- und Einzelanfertigungen die man für die Sateliten braucht.

Die Hauptkosten sind aber weder Rohstoffe noch zugekaufte Einzelteile, sondern vor allem die Qualitätskontrolle. Gerade diese macht Satelliten so teuer. Im Orbit kann nun mal (fast) nichts repariert werden, alle Teile müssen bis zu 15 Jahren ohne Wartung funktionieren. Das kann man durchaus auch auf Trägerraketen übertragen: Bei der Saturn 1B entfielen 2/3 der Produktionskosten (und 43 % der Gesamtkosten des Starts) auf die Qualitätssicherung. Sollte SpaceX der Qualitätssicherung die gleiche Priorität einräumen, so sollte klar sein, warum sich die Startkosten selbst bei einer wirtschaftlichen Wiederverwendung bei weitem nicht so stark sinken werden, wie hier viele denken. Die Herstellung des Trägers schlägt mit lediglich 65 % der Gesamtkosten des Starts zu Buche, der Rest sind Kosten, die bei jedem Start anfallen und auch nicht durch Wiederverwendung verringert werden können. Material- und Fertigungskosten machen lediglich 22 % der Startkosten aus. Selbst bei einer wirtschaftlichen Wiederverwendung fallen ein Großteil der Kosten zur Qualitätssicherung nach jedem Flug an, da die gelandete Stufe natürlich gründlich geprüft werden muss. Im besten Fall lassen sich die Startkosten vielleicht um 30 % senken, aber eher weniger. Bei den Triebwerken dürfte sich die Wiederverwendung auf jeden Fall lohnen, wir wissen schon seit langem, das selbst Triebwerke von der Stange problemlos bis zu 10 Mal eingesetzt werden können. Beim Rest der Rakete, vor allem Struktur und Tanks, dürften die Kosten für die Überprüfung nur unwesentlich unter den Neukosten liegen, so das da eine wirtschaftliche Wiederverwendung fraglich ist. Immerhin muss man da noch die Kosten des Bergungssystems mit einrechnen (Hardware, Treibstoff, Nutzlastverlust des Trägers). Die Entscheidung der ULA, bei der Vulcan nur die Triebwerke zu bergen, könnte letztlich genau so wirtschaftlich sein.

Die Hauptkosten sind aber weder Rohstoffe noch zugekaufte Einzelteile, sondern vor allem die Qualitätskontrolle. Gerade diese macht Satelliten so teuer. Im Orbit kann nun mal (fast) nichts repariert werden, alle Teile müssen bis zu 15 Jahren ohne Wartung funktionieren.

Wenn es nun aber sehr günstig ist, Ersatz zu starten, sieht die Sache schon wieder ganz anders aus. Oder man gibt dem Satellit gleich direkt Ersatzsysteme mit.

Das kann man durchaus auch auf Trägerraketen übertragen:

Jein. Die Falcon 9 ist auf Wiederverwendung ausgelegt. Dies einfach mit Einwegraketen gleichzusetzen geht also nicht. Robustere Systeme brauchen weniger Wartung, damit hat man entsprechend weniger Kosten.

Die Entscheidung der ULA, bei der Vulcan nur die Triebwerke zu bergen, könnte letztlich genau so wirtschaftlich sein.

Das kann ich mir absolut nicht vorstellen. Schrauben wir nach jeder Landung eines Flugzeugs die Triebwerke ab und verschrotten den Rest? Oder nach einem Jahr im Einsatz? Oder nach fünf Jahren? Nein? Warum wohl? 

Bei der Saturn 1B entfielen 2/3 der Produktionskosten (und 43 % der Gesamtkosten des Starts) auf die Qualitätssicherung. Sollte SpaceX der Qualitätssicherung die gleiche Priorität einräumen, so sollte klar sein, warum sich die Startkosten selbst bei einer wirtschaftlichen Wiederverwendung bei weitem nicht so stark sinken werden, wie hier viele denken.

Hier lässt sich mit der Zeit aber auch viel optimieren. Es macht schon einen Unterschied ob man Einzelstücke wie die Saturn behandelt, oder eine Serienfertigung und Wartung. Hier kann man eine Menge dazulernen, und die Konstruktion, den Arbeitsverlauf und die Qualitätssicherung verbessern. Das braucht natürlich Zeit, als Kostenreduktion wirkt das erst langfristig.