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Ich habe mich ja schon mal mit diesem Thema beschäftigt, in dem es vor allem um die Kosten und den wirtschaftlichen Unsinn ging – warum sollte ich ein Rechenzentrum in den Orbit bringen, wenn ich es billiger auf der Erde bauen kann und es auch genügend Gegenden gibt in denen es anders als im Orbit 24/7 Strom gibt? Mal abgesehen davon das Mieten / Zukaufen bei den Zeiträumen die Musk nennt (einige Jahre) zumindest bei den Gebäuden und beim Strombezug billiger ist.

Heute geht es mehr um die technische Umsetzung. Wie das ganze laufen soll, ist weitgehend nebulös, weil alle Infos ja von Musk selbst stammen und der verbreitet sie über X, sie sind also selten länger als ein Satz. Aber er will pro Jahr 1 Million Satelliten mit je 1 Tonne Masse starten und die sollen 100 kW Leistung haben.

Karten und Abschirmung

Solange Musk nicht weltraumtaugliche, strahlengehärtete Karten entwickelt, wird er auf den Zukauf von KI-Karten wie der H100 von Nvidia angewiesen sein. Die dürften bei ihrer hohen Integrationsdichte, etwa 10-mal feinere Strukturen als die Prozessoren, die derzeit bei Satelliten eingesetzt werden, bald ausfallen. Die Lösung ist es die Strahlung abzuschirmen. Das wird ja schon seit Jahrzehnten so gemacht, so schirmt die Außenhülle der ISS Strahlung ab, sodass nicht nur die Astronauten darin arbeiten können, sondern auch sie normale PC-Hardware nutzen können. Als Beispiel nur für das Strukturgewicht habe ich mir das MPLM heraus gesucht, bei dem wiegt ein Quadratmeter Wand 40 kg. Das ist in etwa doppelt so massiv wie bei einem Standard 40 Fuss Seecontainer (23,5 kg/m²).

Ein Standardrack 42 HE für KI hat wegen der Kühlung folgende Abmessungen: 60-80 cm x 100-120 x 200 cm. In es passen 16-32 GPUs, nehmen wir 32 GPU und die größeren Abmessungen (80 x 120 x 200 cm). Die 100 kW Strom reichen für 140 Karten die maximal 700 Watt verbrauchen. Da noch Strom für die Kühlung und das Senden/Empfangen gebraucht wird, rechne ich mit 128 GPUs. Zusammengestellt in einen Cluster von 160 x 240 x 200 cm entfallen einige Seitenwände, aber die Fläche beträgt 23,68 m² und damit wiegt die Abschirmung bei 40 kg/² alleine 947,2 kg und die Racks belegen ein Volumen von 7,68 m³.

Die Karten stellen mit einem Gewicht von 1,2 bis 1,7 kg pro Karte keinen großen Faktor, ebenso nicht das Gewicht des Racks mit 40 bis 70 kg. Für 128 Karten kommt man so auf ein Gesamtgewicht ohne Abschirmung von 313,6 bis 497,6 kg

Solararrays

Es gibt einsatzfähige space-tauglcihe Solararrays mit 30 kW Leistung bei zwei Flügeln. Die kann man sicher auf 100 kW erweitern, schon vier Flügel an jeder Seite des Satelliten würden 60 kW bringen. Solche starren Flügel wiegen aber zu viel, 100 kW Leistung liefern Flügel, die 1.176 kg wiegen. Es gibt für irdische Einsätze leichtere Paneele, die können aber nicht mal ihr eigenes Gewicht ohne Tragstruktur halten, geschweige denn das sie den typischen Belastungen eines Raketenstarts aushalten. Sie sind auch bisher nicht für den Einsatz qualifiziert. Die einzige weltraumtaugliche Umsetzung der Technologie von flexiblen Paneelen sind Flexarrays von ATK, die gibt es aber nicht in der benötigten Größe und vor allem werden sie mit zunehmender Größe überproportional schwerer. Große Flexarrays wiegen immerhin noch 1.000 kg für 100 kW Leistung.

Es gab Versuche die Sonnenstrahlung zu konzentrieren, wobei dies benötgte Technologie leichter ist als die Solarzellen, sonst würde es ja keinen Vorteil bringen. Die Raumsonde Depp Space 1 setzte Linsen ein die das Sonnenlicht verstärkten. Inzwischen geht man weg von dieser Technologie und versucht dünnere, leichtgewichtige Paneele zu qualifizieren. 2021 ging das DLR aus das man mittelfristig 150 W/kg und 40 kW/m³ Stauvolumen erreichen kann. Doch selbst dann reden wir von 667 kg Gewicht und 2,5 m³ Volumen für 100 kW Leiustung.

Das Ausweichen auf eine andere solar Technologie (thermodynamischer Zyklus bringt meiner Ansicht nach keinen Vorteil, weil auch dessen Wirkungsgrad nicht höher ist als bei den besten Solarzellen und man dann die gleiche Fläche braucht. Ebenso sehe ich schwarz für Kernreaktoren. Mal abgesehen davon das sie sehr teuer sind – die derzeit gebauten Kernkraftwerke liefern strom der teurer ist als von regenerativen Quellen – macht ein Kernreaktor wegen der benötigten Abschirmung auch bei einem Fehlstart um so mehr Sinn, je mehr Leistung er liefert. 100 kW dürften dazu wenig sein.

Radiatoren

Radiatoren braucht man, weil die Karten 100 kW Strom in 100 kW Wärmenergie umwandeln. Sie sind von der Fläche her das kleinste Problem: Im Schatten eines Raumfahrzeuges wird es ziemlich kalt. Die Mondoberfläche kühlt sich nachts auf -120 Grad ab, bei Satelliten ist es schwerer zu sagen, weil viel vom Material und der Dauer im Schatten abhängt, aber es werden ähnlich tiefe Temperaturen genannt. Die Abwärme ist problemlos auf der Rückseite der solaren Stromversorgung abführbar. Allerdings muss man dann noch eine Isolationsschicht einziehen, denn die Paneele selbst sind ja sehr dunkel und absorbieren selbst das meiste Sonnenlicht und heizen sich so sehr stark auf. Das Hauptproblem ist, dass Radiatoren die effektiv arbeiten, eine Flüssigkeitskühlung haben. Während man die Stromkabel beim Zusammenfalten vor dem Start zwischen den Paneelen leicht abkicken kann, geht das mit Leitungen die Flüssigkeiten transportieren nicht, zumindest nicht bei Materialien die nicht im Orbit verspröden wie die meisten Kunststoffe. Damit scheiden die flexiblen, faltenfreien Paneele aus. Die ISS Radiatoren wiegen hoch skaliert auf 100 kW Abwärme 1.778 kg. Sie sind aber alte Technologie, ich bin schon in meinem ersten Artikel von 800 kg Masse ausgegangen.

Laserkommunikation

Starlink operiert mit Laserverbindungen von 200 GBit/s zwischen den Satelliten, leider ohne Angabe, wie viel das Laser Terminal wiegt und welchen Stromverbrauch es hat. Ein verfügbares Laserterminal von TESAT für größere Distanzen (bis 800,000 km) hat zwar nur 1,8 GBit/s Datenrate, aber die Datenrate dürfte mit der sinkenden Entfernung zunehmen. (Das Terminal erreicht 1,8 GBit bei der Distanz zum GEO). Dieses wiegt 53 kg und hat einen Strombedarf von 120 bis 150 Watt. Das Volumen beträgt 0,6 x 0,6 x 0,7 m. Die Karten benötigen, wenn man von irdischen Rechenzentrum hochrechnet, etwa 25 GBit/s pro Karte, bei 128 Karten also 3.200 GBit/s, das entspricht 16 Terminals. Die Laserminals wiegend dann weitere 848 kg und benötigen weitere 2,4 kW Strom.

Zusammengerechnet

Gewicht:

• Karten und Rack: 313,6 bis 497,6 kg
• Abschirmung: 947,2 kg
• Solararrays: 1.000 kg
• Radiatoren: 800 kg
• Laserterminals: 848 kg

Summe: 3906,8 bis 4092,8 kg

Strom:

• Karten: 128 x 700 Watt = 89,6 kW
• Kühlung: 4,6 kW
• Laserkommunikation: 2,4 kW

Summe: 96,6 kW

Das haut also nicht richtig hin, wenn Musk alles um den Faktor 4 verkleinert kommt er mit einem Standard-Rack aus und erreicht das Gewicht von 1 t, aber dann passt eben die 100 kW Leistungsangabe und KI-Rechenleistung nicht mehr.

Volumen

Interessant wird auch das Volumen. Für die Radiatoren liegt das nicht vor, aber die Solarrays haben bei 30 kW/m³ ein Volumen von 3,3 m³, die Laserterminals eines von 4 m³ und die Racks (ohne Abschirmung) eines von 7,68 m³. Zusammen also rund 15 m³. Die aktuelle Verkleidung des Starships hat ein maximales Nutzvolumen von 592 m³. Selbst unter Annahme, das man es vollständig ausnutzen kann würden so nur 39 Satelliten hineinpassen. Realeistisch, weil die Verkleidung ja spitz zuläuft und zudem es eine Kreisfläche ist während die Satelliten wohl eher eine rechteckige Grundfläche haben, eher weniger, ich würde auf 30 Satelliten tippen.

Beförderungsmöglichkeit

Es kommt ja wohl für den Transport nur das Starship in Frage, dazu noch weiter unten etwas mehr. Das glänzt ja nicht dadurch das es die Zielnutzlast übertrifft. Im Gegenteil. Für V1 wurden 100 t Nutzlast versprochen, erreicht wurden 15 t, für V2 ebenfalls 100 t Nutzlast, erreicht 35 t, nun soll V3 100 t Nutzlast erreichen und V4 dann 200 t. Mag sein das dem so kommt, ich glaube nicht daran. Aber das Problem ist: Beim angekündigten (nicht real existierenden) Starship wären 100 t Starship und 100 t Nutzlast in den Orbit gelangt (das hat man übrigens bei V1 erreicht: dort waren es 180 t Starship und 15 t Nutzlast), die Nutzlast nimmt mit steigender Orbithöhe ab und wegen der ausufernden Solararrays kommen nur sehr hohe Bahnen ab 800 km Höhe in Frage. Um aus einer 200 km großen Umlaufbahn in eine 800 km Bahnzu gelangen braucht man 333 m/s zusätzliche Geschwindigkeit. Das Starship muss auch stärker abbremsen, um zur Erde zurückzukehren um von einer 200 km Bahn einen Bahnpunkt auf 80 km Höhe abzusenken, das ist tief genug das das Starship nicht im Orbit bleibt sind es 36 m/s, bei 800 km sind es 200 m/s.

Basierend auf einem spezifischen Impuls von 3.500 m/s (für Kurskorrekturen werden nur die Triebwerke mit den kurzen Düsen genutzt) errechnet ich so bei 200 t Startmasse und 100 t Leermasse einen Treibstoffverbrauch von 18,2 t für das Erreichen des 800 km Orbits und 4,8 t um ihn wieder zu verlassen, zusammen also 24 t. Die gehen von den 100 t Nutzlast ab. Es bleiben also noch 76 t. Und dies bei einem 100 t Starship, das wohl auch bei V4 schwerer sein wird. Je mehr es wiegt, desto schlechter wird die Bilanz.

Zusammengefasst

Ein Starship kann vom Volumen her maximal 39 Satelliten befördern, wenn sie den vollen Platz ausnützen realistisch eher 30.

Ein Satellit dürfte mindestens 4,1 t wiegen. Ein 100 t Starship mit 100 t Nutzlast könnte von der Masse her 18 Satelliten transportieren, was denn dann auch zum Volumen passt.

Für 1 Million Satelliten pro Jahr müssten so 55.556 Starts pro Jahr stattfinden oder einer alle 9,5 Minuten, wenn man 24/7, 365 Tage im Jahr startet.

Musks Firmenkonglomerat

Nun hat ja Musk xAI mit SpaceX verschmolzen. Tesla soll ab nächstem Jahr ja auch keine Autos mehr bauen, sondern Roboter. Die wird man sicher brauchen, wenn man 1 Million Satelliten pro Jahr fertigen will, also 1000-mal mehr als jetzt bei SpaceX und jeder ist fünfmal so schwer. Das Fusionieren hat Musk schon mal mit früheren Firmen gemacht wie Solar City. Er fusioniert eine Firma die keinen Gewinn abwirft mit einer die Gewinn abwirft.

Das klappt, weil Musks Reichtum eigentlich nur auf der Marktkapitalisierung der Firmen beruht, nicht darauf, dass diese wie bei früheren Superreichen wie Carnagy, Rockefeller oder Bill Gates ihn durch Gewinne reich gemacht haben. Und die Marktkapitalisierung hängt wiederum von Musks Ruf ab, nicht von dem Firmenergebnis. Teslas Kurs als Beispiel hat sich, nachdem er sich von Trump distanzierte, über das letzte Jahr bei hohem Niveau gehalten, obwohl die Firma rapide an Gewinn verlor: 2023 machte sie noch 15 Milliarden Dollar Gewinn, 2025 nur noch 3,79 Mrd Dollar. Auch der Umsatz schrumpfte um 3 Prozent auf 94,5 Mrd. Dollar. Die Verluste sind viel höher als bei den deutschen Autobauern, aber deren Kurs brachen viel stärker ein.

Mal sehen wie lange das klappt.