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Ich bekam nahezu zeitgleich zwei Mails, die mich auf einen Artikel des auch früher hier im Blog aktiven Frank Wunderlich‑Pfeiffer hinweisen, der über das Starship geschrieben hat. Damals war Frank Wunderlich‑Pfeiffer übrigens SpaceX‑Fan. Wer weiß, vielleicht ist Frank Wunderlich‑Pfeiffer auch SimonVR unter einem anderen Pseudonym, denn die Falcon 9 lobt Frank Wunderlich‑Pfeiffer ja auf der ersten Seite des Artikels über den Busch.

Ich habe nur die erste Seite gelesen, weil ich schon dann merkte, dass ich einen Gegenartikel schreiben könnte, in dem ich mich nur auf die faktischen Fehler dieses Artikels konzentriere. Aber ich habe einem der beiden Mailschreiber, den ich nun nicht vom Namen her kannte, auf einige meiner älteren Starship‑Artikel hingewiesen und dabei festgestellt, dass man wieder eine aktuelle Zusammenfassung machen könnte und vor allem einmal das Grundproblem bei SpaceX ansprechen kann – und das ist der CEO, der die Richtung vorgibt.

Mein Problem mit SpaceX ist, dass ich gewohnt bin, Entscheidungen meist rational zu treffen. Nicht immer, so entwickle ich gerne Programme selbst, für die es sicher fertige Lösungen gibt, aber doch im Großen und Ganzen. Ich setze voraus, dass man auch in Firmen so vorgeht. Also, da wir hier von Raketentechnik reden, dass man die technisch beste oder wirtschaftlich beste Lösung anstrebt. Die technisch beste Lösung wurde jahrzehntelang bei der Entwicklung angestrebt, wenn die Raketen von Regierungsorganisationen entwickelt wurden, weil die Ingenieure das Sagen hatten. Heute dominieren wirtschaftlich optimale Lösungen. Feststoffbooster sind z. B. Stufen mit flüssigen Treibstoffen in fast allen Aspekten unterlegen, nur in einem nicht: den Herstellungskosten.

Bei SpaceX läuft die Entscheidungsfindung anders. Das ist nicht neu, das weiß man schon seit über einem Jahrzehnt, als ein Insider, der die Firma verließ, berichtete, wie Sitzungen auf der obersten Management‑Ebene ablaufen. Wichtig ist eigentlich nur, dass der CEO Elon Musk eine Idee „cool“ findet. Ob die Idee technisch optimal oder auch nur umsetzbar ist, spielt keine Rolle. Damit hatte Elon Musk bei der Falcon 9 Glück und ist bisher – und ich denke, das wird so bleiben – beim Starship massiv gescheitert. Es ist eine Entwicklung nach einem Dogma: Wiederverwendung muss sein, egal ob sie sinnvoll ist und eine Rakete muss „cool“ sein und nicht gut für ihren Einsatz geeignet sein.

Ich fange mal mit der Falcon 9 an, eigentlich schon bei der Falcon 1. Bei der Falcon 1 wurde schon angekündigt, die erste Stufe bergen zu wollen, was man zumindest einmal beim zweiten Flug versucht hat. Doch vor dem Start war der GPS‑Empfänger/Sender der ersten Stufe defekt, und ohne den GPS‑Empfänger/Sender konnte man die erste Stufe nicht mehr finden. Dann lief so viel schief, dass man sich nur noch konzentrierte, wenigstens einen erfolgreichen Start hinzubekommen.

Wie alle etwas aufgeklärten Leser wissen, stimmen die SpaceX‑Angaben auf der Website nicht. Für GTO kennt man die wahren Daten durch eine durchgeleakte Folie, man könnte die wahren Daten aber auch durch Vergleich der Satellitenmasse von GTO‑Nutzlasten, die eine Bergung zuließen und solchen, die keine Bergung zuließen, herausbekommen. Für den GTO gilt:

Für den Mars kann man auch die NASA Performance Website nach realen Daten befragen, für GTO und LEO spukt sie leider nichts aus. Ich bin davon ausgegangen das SpaceX das günstigste Startfenster zum Mars als Reverenz nimmt, das nur alle 15 Jahre auftritt.

Warum schon die expandable‑Daten schlechter sind als die Website‑Daten, ist nur zum Teil rational nachvollziehbar. Es gibt viele Erklärungsmöglichkeiten. Die zu Elon Musks Ego passende Erklärung wäre, dass Elon Musk – wie beim Starship – einfach einmal die Nutzlast festgelegt hat, ohne sich darum zu kümmern, ob die Nutzlast denn erreichbar ist. So ist es – Spoileralarm – ja auch beim Starship.

Die zweite Möglichkeit, die ich mir als logisch denkender Mensch überlegt habe, war, dass SpaceX die Nutzlast festgelegt hat, bevor die Bergung begann. 8,3 t in den GTO sind für eine gut durchkonstruierte Rakete mit der Masse einer Falcon 9 mit leichten Legierungen – die Falcon 9 setzt Aluminium 2195 ein, die leichteste bisher im Raumfahrtbereich eingesetzte Legierung – durchaus erreichbar. Doch die ersten Falcon‑9‑Erststufen kamen nur in Bruchteilen zur Meeresoberfläche zurück.

In jedem Fall muss man Bergungsequipment wie die Beine und die Gridfins installieren, die Gewicht addieren. Wahrscheinlich musste SpaceX aber auch die Struktur verstärken, sodass die Falcon‑9‑Erststufe selbst ohne die Bergungsausrüstung nur auf 75 % Nutzlast der Ursprungsvariante kommt. Doch das reichte nicht: Die Reibung beim Wiedereintritt ist so hoch, dass Aluminium, das schon bei 660 °C schmilzt, an Festigkeit verliert. Zusätzlich musste die Falcon‑9‑Erststufe noch abbremsen. Bei der Landlandung kommt noch dazu, dass die Vorwärtsbewegung Richtung Atlantik in eine Rückwärtsbewegung zum Land umgekehrt werden muss, was weiteren Treibstoff kostet.

Eine Falcon 9 braucht zur Landung auf dem Dronenschiff in etwa so viel Treibstoff, wie eine leichtgewichtige Stufe dieser Größe selbst wiegen würde. Das sind etwa 5 % der Gesamttreibstoffmenge. Das Voll-Leermasseverhältnis halbiert sich. Und das obwohl SpaceX alle möglichen Tricks eingesetzt hat, wie unterkühlte Treibstoffe die eine leicht höhere Dichte haben damit mehr Treibstoff in die Tanks gehen. Das ist kein Feature, das ist die notwendige Folge einer missratenen Konstruktion.

Trotzdem geht dies nicht ohne Kompromisse. Damit man die Falcon‑9‑Erststufe bergen kann – das gilt allgemein, also auch für das Starship und andere Raketen – sollte die Stufentrennung bei möglichst geringer Geschwindigkeit stattfinden. Frank Wunderlich‑Pfeiffer erwähnt zwar die Raketengrundgleichung erstaunlich oft in seinem Artikel, aber mit der Raketengrundgleichung gerechnet hat Frank Wunderlich‑Pfeiffer wohl nicht.

Denn eine optimale Oberstufe liegt – je nach Leermasse der ersten Stufe – bei einer nicht wiederverwendbaren Rakete in einem Bereich von 70 bis 75 t Masse. Die Oberstufe der Falcon 9 kann man nach dem verbrauchten Treibstoff auf 105 bis 110 t Masse abschätzen. So findet die Stufentrennung bei niedriger Geschwindigkeit statt, denn diese Geschwindigkeit muss bei der Landung wieder aufgebracht werden.

Der Nachteil: Die Falcon‑9‑Oberstufe muss dafür mehr Arbeit aufbringen, und das höhere Leergewicht der Falcon‑9‑Oberstufe geht von der Nutzlast ab. Das schlägt umso mehr durch, je höher der Geschwindigkeitsbedarf ist. Schaut euch das einmal beim Mars an: ein Viertel der versprochenen Nutzlast bei Rückkehr zum Startplatz.

Nebenbei bemerkt: wirtschaftlich scheint sich die Wiederverwendung auch nicht zu lohnen, denn die Website-Angaben von SpaceX decken sich nicht mit real publizierten Preisen. Gerade wurde ein Auftrag für 18 Starts für 1,6 Mrd. Dollar an SpaceX vergeben. Das sind 89 Millionen Dollar pro Start. Zum Vergleich die oft so herab-lässig betrachtete Ariane 6 kostet 120 Millionen Euro für die größte Version A64, die ziemlich genau die doppelte Falcon 9 Nutzlast in den GTO hat, Ariane 64 könnte in 9 Starts für 1080 Millionen Euro, das sind 1.250 Millionen Dollar dieselbe Nutzlast befördern und nebenbei: würde Arianespace so viele Gelder von den Regierungen bekommen (2026 bekam SpaceX nur vom Militär bisher 8050 Millionen Dollar) dann reden wir von anderen Stückzahlen und auch von anderen Startpreisen.

Bei der Falcon 9 und der Falcon Heavy hat SpaceX, damit die Vorgaben von Elon Musk erreicht werden, sich auch andere Probleme eingehandelt. Die Falcon‑9‑Rakete wog in der ersten Version einmal 330 t, heute 550 t. Da der Durchmesser gleich blieb, musste SpaceX die Falcon‑9 um 60 % strecken, sodass die Falcon‑9 wie ein Spargel aussieht. Da nun viel stärkere aerodynamische Scherkräfte wirken, musste SpaceX die Nutzlastverkleidung sogar von 13,1 m auf 11,5 m verkürzen. Andere Träger bieten Standardverkleidungen von 17 m und verlängerte Verkleidungen von 20 bis 23 m Länge an. Die Länge reicht also nur für eine Nutzlast.

Bei der Falcon 9 ist das unproblematisch, die Nutzlast nimmt so stark ab, dass die verkürzte Verkleidung ausreicht. Doch es wird schwerfallen, eine Nutzlast zu finden, welche die Leistung der Falcon Heavy ausnutzt und so klein ist. Deswegen fliegt die Falcon Heavy auch so selten. Eigentlich nur für NASA‑Raumsonden und US‑Militärmissionen in den GEO, da diese keinen eigenen Antrieb haben.

Ansonsten ist die Falcon 9 eigentlich Technik der Sechzigerjahre: Triebwerke mit dem Schub des H‑1 der Saturn I, mit LOX/RP‑1 als Standardtreibstoffkombination, Triebwerke, die im Nebenstromverfahren arbeiten. SpaceX hat kein Problem, Zulieferer in den USA zu finden, die Komponenten bauen, was SpaceX auch zuerst gemacht hat, denn als die erste Falcon 9 flog, war die Firma noch viel kleiner und hatte gerade einmal die Erfahrungen durch die Kleinrakete Falcon 1. Später hat SpaceX dann die Produktion nach und nach selbst durchgeführt und einfach nachgebaut, was SpaceX vorher extern bezogen hat.

Es wäre nicht das erste Mal, dass so etwas in der Raketentechnik vorkam. So entstanden auch die chinesischen Langer‑Marsch‑Raketen, und die Vika‑Triebwerke der PSLV/GSLV sind sogar 100 % Nachbauten der Viking‑Triebwerke der Ariane 1–4. Mitarbeiter bei SEP kopierten die Konstruktionszeichnungen, und Diplomaten brachten die Konstruktionszeichnungen im Diplomatengepäck nach Indien.

Allerdings hat SpaceX schon damals „optimiert“. Der CRS 7‑Flug 2015 endete mit einer Explosion der Falcon‑9‑Oberstufe. Da der CRS‑Flug eine NASA‑Mission war, wurde der Untersuchungsbericht veröffentlicht: SpaceX verwendete, um Geld zu sparen, nicht „space‑grade“‑Befestigungsstreben, sondern „industrial‑grade“‑Befestigungsstreben, und die „industrial‑grade“‑Befestigungsstreben waren bei den tiefen Temperaturen eben nicht so belastbar und brachen. Geld gespart und Sicherheit geopfert. So was – erneut Spoileralarm – finden wir auch beim Starship.

Im nächsten Teil will ich auf das Starship eingehen, aber ich will diesen Teil noch mit etwas Grundlegendem abschließen, nämlich der oft behaupteten, aber nicht bewiesenen Behauptung, Wiederverwendung wäre kostengünstiger. Klar, auf den ersten Blick ist das so: Eine Raketenstufe hat Herstellungskosten, und wenn man die Raketenstufe mehrmals verwendet, spart man die Herstellungskosten ein. Aber ganz so einfach ist es nicht.

Zum einen kostet die Bergung der Raketenstufe etwas, danach muss man die Raketenstufe zumindest inspizieren, was weitere Kosten verursacht, eventuell Teile austauschen. Diese Kosten muss man von der Ersparnis abziehen. Dann – das zeigt die obere Tabelle – hat man deutliche Nutzlasteinbußen. Nehmen wir die Falcon‑9‑GTO‑Daten: Eine schon auf Nicht‑Wiederverwendung konstruierte Falcon‑9‑Erststufe hat eine Nutzlast von 8,3 t, beim günstigsten Wiederverwenden sinkt diese Nutzlast auf 5,5 t oder auf zwei Drittel. Oder anders gesagt: Man hätte für die 5,5 t Nutzlast auch eine um ein Drittel kleinere und damit preiswertere Rakete bauen können.

Das Hauptgegenargument ist aber ein wirtschaftliches: Raketen werden in kleinen Stückzahlen gebaut, zumindest bis zum Boom von Konstellationen. Braucht man nun weniger Raketenstufen, weil man die Raketenstufen wiederverwenden kann, so sinkt die Stückzahl weiter und die Raketenstufen werden teurer. Ariane 6 ist technisch nicht so viel anders als Ariane 5, aber die Produktion wurde wirtschaftlicher ausgerichtet. Dazu gehört auch die doppelte Boosterzahl und dass derselbe Booster bei der Vega eingesetzt wird – das sorgt für hohe Stückzahlen.

De facto lohnt sich die Wiederverwendung meiner Ansicht nach erst, wenn man 20+ Raketen pro Jahr startet. Dann landet man bei einmaliger Wiederverwendung bei 10+ Raketen und einer guten Produktionszahl. Schaut man sich die Starts 2025 an, so liegt neben der Falcon 9 nur noch die Electron mit 18 Starts in dieser Region. De facto haben im Westen nur US‑Träger, die mit vielen Aufträgen seitens der US‑Regierung rechnen können, eine Chance, diese Region zu erreichen. In China sieht es anders aus, aber hier zersplittert sich gerade der Markt, unzählige Startups wetteifern um Aufträge.

SpaceX ist inzwischen der beste eigene Kunde von SpaceX, denn die meisten Falcon‑9‑Starts gelten ja Starlink. Erstaunlicherweise weist die Launch‑Business‑Sparte von SpaceX trotz 165 gestarteter Falcon‑9 + Heavy‑Raketen im Jahr 2025 ein Minus auf.

So und im nächsten Teil geht es dann um das Starship, vielleicht auch in mehreren Teilen. Es wäre nett, wenn ihr noch eure Meinung zum letzten Artikel hinterlassen würdet. Sollte ich diese Reihe weiterführen?