Kommen wir nun zu der Kostenfrage und hier wird es deutlich schwerer, weil schon die genaue Aufteilung der Kosten bei bekannten Trägern nicht bekannt ist. Ich versuche daher erst einmal die bekannten Ziffern zusammenzutragen und zwar am Beispiel der Ariane 5.
- MAN fertigt die Boosterhülsen und Tankdome sowie einige kleine Teil. Der Auftrag beim Los PB betrug 370 Millionen Dollar, etwa 10% der Fertigungskosten
- Die Integration von 35 Oberstufen beim Los PB bei EADS Bremen hat einen Umfang von 500 Millionen Dollar.
- Die Fertigung eines Vulcain 2 kostet 2002 15 Millionen Euro
- Der Gesamtauftrag für 35 Ariane 5 an EADS umfasst 4000 Millionen Euro. Sie werden integriert an Arianespace übergeben,
- Der Start selbst kostete 2008 rund 130 Millionen Euro
So kann man ungefähr folgende Kostenabschätzung machen:
- Die Fertigung einer Ariane 5 kostet 114 Milliarden Euro, der Start (mit Startdurchführung, Beteiligung an den Unterhaltskosten von Kourou) 130 Millionen Euro
- Die Integration der Oberstufe hat einen Umfang von 14,3 Millionen Euro, dazu kommt noch das Triebwerk von SNECMA – schätzen wir mal die Gesamtkosten auf 20 Millionen Euro.
- MAN fertigt die Boosterhüllen und andere Teile, pro Ariane mit ein Volumen von 10,6 Millionen Euro. Nimmt man an dass die Düsen und Befüllung und Integration nochmals so viel kosten so sind 25 Millionen Dollar für die beiden Booster eventuelle die richtige Größenordnung
- Das bedeutet dass die EPC mit VEB und Nutzlastverkleidung zusammen rund 69 Millionen Euro kosten, davon 15 Millionen für das Haupttriebwerk.
Nun kann man eine Rechnung für ein wiederverwendbares Gefährt machen.
Ein Gefährt, das ich im ersten Teil skizziert habe, transportiert 4,7 t in einen GTO Orbit bei 450 t Startgewicht wenn es die Leermasse eines LFBB erreicht oder 195 t bei dem Voll/Leermasseverhältnis von Hopper. Es benötigt, wenn Vulcain 2 zum Start benutzt wurden mindestens 5-6 bzw. 2-3 Triebwerke. (die kleinere Zahl, wenn wie bei den LFBB schubgesteigerte Triebwerke verwendet werden).
Angenommen, man will zuerst nur mal die Ariane 5 Startkosten erreichen, so darf ein Start maximal 65 Millionen Euro kosten, weil ja nur 50% der Nutzlast transportiert wurde. Da die Oberstufe verloren geht, dazu noch die Nutzlastverkleidung und VEB, gehen davon mindestens 20 Millionen Euro für diese Komponenten ab. Das lässt noch 45 Millionen Euro übrig. Dann kommen die Startkosten. Nehmen wir an, sie betragen auch nur 50% der Ariane 5 Kosten, so sind das weitere 8 Millionen Euro. So bleiben noch 37 Millionen Euro für die erste wiederverwendbare Stufe.
Die Ariane 5 EPC kostet rund 69 Millionen Dollar, nun soll ein wiederverwendbares Gefährt mit bis zu dreifacher Masse für die Hälfte gebaut werden, dass mit erheblich mehr Triebwerken. Das wird schon eine Herausforderung, denn natürlich ist auch die Inspektion nicht für umsonst zu haben und Triebwerke können einige Male (bei den LFBB wird mit sieben Einsätzen gerechnet) verwendet werden und müssen dann auch ersetzt werden. Werden 5 Triebwerke eingesetzt so entfallen einfach aufgrund dieser Tatsache rund 10 Millionen Euro pro Start für den Ersatz der Triebwerke.
Dabei ist dies nur die Version die nicht billiger als Ariane 5 ist. Will man, was oft angekündigt wird, die Startkosten halbieren, so dürfte bei gleichbleibenden Fixkosten für Start und Oberstufe die Unterstufe nur noch 5 Millionen Dollar kosten. Das bedeutet, dass auch diese Fixkosten stark gesenkt werden müssen. Beim Start mag dies noch gut gelingen, denn es muss nicht mehr so viel zusammengebaut werden. Bei der Oberstufe ist es schwierig. Wie im ersten Teil erläutert, reduziert die Wahl einer festen Oberstufe die deutlich billiger wird auch die Nutzlast stark. Ich sehe hier folgende Möglichkeiten:
Die Oberstufe wird deutlich einfacher und billiger. Anstatt einem Triebwerk nach dem Vorbild des Expander Cycle ein druckgefördertes. Das ist einfacher aufgebaut und billiger, man verliert auch etwas Leistung. Das Problem ist dass diese Triebwerke nur niedrigen Schub aufweisen. Damit sind nur kleine Nutzlasten zu starten. Also keine optimale Möglichkeit
Man verwendet eine feste Oberstufe, aber erreicht nur einen LEO-Orbit. Von dort aus muss eine weitere Oberstufe übernehmen (zwei Oberstufen) oder mein Vorschlag ein Ionentriebwerk das einige Flüge durchführt und dann ersetzt wird oder noch besser aufgetankt werden kann.
Das zeigt eines: Es reicht nicht einfach eine Stufe wieder zu verwenden um die Transportkosten zu reduzieren. Damit dies bei einem wiederverwendbaren Gefährt effektiv klappt, muss es such möglich sein die Startkosten zu erniedrigen, die Fertigung der Oberstufe zu verbilligen und weil sehr viele Triebwerke benötigt werden müssen diese trotz Wiederverwendung deutlich billiger werden. Doch das wird natürlich auch konventionelle Träger verbilligen – und deswegen sollte man es schon heute angehen.