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Der kommerzielle Satellitenmarkt (2012)

Mein letzter Artikel über den kommerziellen Satellitenmarkt stammte aus dem Jahr 1999. Seitdem hat sich viel geändert. Ich habe mich entschlossen, anstatt den alten Artikel zu verändern, ihn als Zeitzeugen so zu lassen, wie er ist und diesen hier komplett neu zu schreiben.

Der Markt

Zuerst einmal: Um welchen Markt geht es? Wenn ich von einem „kommerziellen Markt“ spreche, dann ist dies ein Markt, bei dem ein Unternehmen einen Satelliten in Auftrag gibt, ihn starten lässt und betreibt und mit ihm Geld verdient, z.B. über Kommunikationsdienstleistungen oder verkaufte Produkte wie Satellitenbilder. Denkbar wäre auch die Fertigung im Weltraum. Seit gut drei Jahrzehnten gibt es den Satelliten in den geostationären Orbit zu starten, die dann Telekommunikationsdienste anbieten.

Als meinen älteren Aufsatz schrieb, sah es noch so aus, als könnte dieser durch einen zweiten Markt für erdnahe Satelliten, die anders als geostationäre Satelliten, das Senden und Empfangen mit Mobiltelefonen zulassen, sich etablieren würde. Dies hat sich jedoch anders entwickelt. Der Pionier Iridium geriet in Finanznöte und wurde übernommen, die Weiterentwicklung des Systems verläuft auf niedrigem Level und mit geringem Kapitaleinsatz. Globalstar konnte sich halten, doch die Umsatzprognosen erfüllten sich nur zum Teil. Andere Systeme die Mitte der Neunziger Jahre angekündigt wurden (Telesdisc) gingen gar nicht erst in Betrieb.

Auch sah es damals so aus, als gäbe es einen Markt für Satellitenbilder. Ende der neunziger Jahre wurde begonnen, Erdbeobachtungssatelliten zu starten, die nicht von Raumfahrtagenturen in Auftrag gegeben wurden, wie Iconos, Worldview, Eary Bird. Doch es zeigte sich, dass die meisten dieser Satelliten von US-Betreibern kamen und ihr Hauptkunde das NRO ist. Bei den Kriegen in Afghanistan und Irak wurden alle Bilder dieser Region vom Militär gekauft und bei den neuen, viel leistungsfähigeren Modellen, werden zuerst alle Bilder vom NRO gekauft und dieses gibt dann diese in reduzierter Auflösung frei oder eben nicht. Der wesentliche Unterschied ist, dass das Militär nun weniger eigene Aufklärungssatelliten kauft und stattdessen Hauptkunde bei Digiglobe und anderen Anbietern ist. Sie sollen nun auch Aufträge für eine neue Generation dieser Satelliten bekommen, bei denen ein Abnahmevolumen schon vor dem Bau zugesichert wird. Demgegenüber sind die Aufträge anderer Kunden (der größte ist Google mit Google Maps) nur Peanuts und es gibt nur wenige Systeme von Nicht-US-Betreibern, da diese nicht diesen Hauptkunden aufweisen können.

Das Wort "Commercial" wird wie "private" in den US-Medien inflationär benutzt, wenn es um Transporte zur ISS geht. Gemeint ist aber damit die Sicht von der NASA aus. Sie brachte diese Worte in ihren Pressevereinbarungen in Umlauf. Anstatt selbst zu entwickeln, vergibt die NASA Entwicklungsaufträge und Transportaufträge. Das ist von der NASA-Sicht aus "kommerziell" und es sind "private" (nicht regierungseigene) Auftragsnehmer. Doch privat ist keines dieser Unternehmen (im Sinne einer Gesellschaft die einer oder wenigen Personen gehört wie bei uns eine GbR oder KG), sondern es sind börsennotierte Aktiengesellschaften (oder im Falle von SpaceX zumindest teilweise im Besitz von Investmentfondsgesellschaften) und kommerziell ist dies auch nicht, da die Auftragsvergabe nicht frei ist, sondern sich nur US-Unternehmen bewerben konnten. Die Hersteller der ATV, HTV oder Progress, also schon existierender Transporter konnten sich z.B. nicht bei den COTS Ausschreibungen bewerben.

Leider wird dieser Tatbestand auch bei Fachautoren und den Medien immer falsch dargestellt, auch weil sich "privat" doch so viel besser anhört.

Nicht für jeden Anbieter verfügbar ist auch der Markt der Forschungssatelliten. Hier startet jedes Land diese mit ihren eigenen Raketen, auch wenn gerade bei den kleinen und mittleren Nutzlasten es sehr viele konkurrierende Systeme mit dadurch sehr geringen Startzahlen gibt und dem boomenden Sektor der Navigationssatelliten: Die USA, China, Europa und Russland bauen bzw. unterhalten je ein GPS-System. Das sind zusammen rund 120 Satelliten, die bei einer typischen Lebenszeit von 10-12 Jahren alleine den Start von 10-12 Ersatzsatelliten pro Jahr nötig machen, also als Markt durchaus lukrativ wären.

Die Entwicklung bei den geostationären Satelliten seit Beginn des Jahrtausends

Seit mit Early Bird der erste geostationäre Satellit startete, steigen die Startmassen an. Dieser Trend hielt auch im vergangenen Jahrzehnt an. Trägerraketen müssen dem folgen, also in ihrer Transportleistung gesteigert werden oder sie werden ausgemustert wie Ariane 1-4, die Delta oder die alte Atlas mit dem MA-Block. Der Anstieg ist aber langsamer geworden. Das hat einige Gründe.

Zum einen war ein Grund für den Anstieg des Gewichts nicht nur das die kommunikationstechnische Nutzlast schwerer wurde, also mehr Transponder oder eine höhere Bündelung bot und auch mehr Strom (größere Solarpaneele) benötigte, sondern auch die Lebensdauer der Satelliten stieg an. Heute sind 12-15 Jahre üblich. Ein Satellit im geostationären Orbit bleibt aber nicht an seiner Position. Er wird sich in Gravitationssenken bewegen und dies muss kompensiert werden, wofür man Treibstoff braucht. Je länger er betrieben wird, desto mehr. Da scheint nun die Ende der Fahnenstange erreicht. Es gibt schon Satelliten. die bestehen zu zwei Dritteln nur aus Treibstoff. Die Problematik: Außer dem Treibstoff werden auch Tanks um ihn zu transportieren und Triebwerke gebraucht. Bei zwei Drittel Treibstoff wiegen die auch rund ein Zehntel des Satelliten. Da bleibt nur noch ein Viertel des Startgewichts für die anderen Systeme übrig. Vor allem benötigt man für jedes Kilogramm Treibstoff, das man erst im fünfzehnten Betriebsjahr braucht, mehr als ein Kilogramm Treibstoff um es erst in den Orbit zu bringen und diese tote Masse über 14 Jahre lang an der Position zu halten. Eine immer längere Lebensdauer lässt also den benötigten Treibstoff überproportional ansteigen.

Als eine Lösung für dieses Dilemma gab es schon Ionentriebwerke für die Lageregelung als Ergänzung zum chemischen Antrieb, der dann weniger Treibstoff braucht. Bisher wagte aber kein Anbieter, auf diesen völlig zu verzichten. Das soll sich in den nächsten Jahren ändern. Gebaut werden nun erstmals "all electric" Satelliten, die Ionentriebwerke auch nutzen, um das Apogäum in die endgültige Bahn anzuheben. Anstatt 50% der Startmasse dürfte der Antrieb dann nur noch 10% ausmachen. Als Folge wären die Satelliten erheblich leichter. China arbeitet an einer Modifikation ihrs DFS-4 Satelliten der mit Ionenantrieben ausgerüstet ist. Dieser (DFS-4S) wiegt nur noch 3.800 anstatt 5.500 kg, ist also um 31% leichter. Als Folge könnten erheblich mehr Träger Doppelstarts anbieten und auch Arianespace hätte weniger Probleme die Nutzlasten zu kombinieren. Bislang führt dies regelmäßig nur Arianespace durch, weil die Nutzlast der anderen Träger zu klein ist um Doppelstarts anzubieten.

Ein zweiter sehr wesentlicher Grund ist die Kompatibilität der Satelliten zu mehreren Trägern. Dies sind die maximalen Startmassen für Einzelstarts: 

Träger Nutzlast beim Einzelstart (mit Adapter)
Ariane 5 ECA 10.100 kg
Proton M / Breeze M 6.160 kg
Zenit 3 SLB 6.160 kg
Atlas 551 8.900 kg (in 28° GTO), 6.860 kg in 0° GTO
Falcon 9 4.850 kg (in 28° GTO)
Falcon 9 Heavy 12.000 kg (in 28° GTO), ab 2014
Langer Marsch 5 14.000 kg (31° GTO), ab 2014

Sehr deutlich wird, dass ein Satellit mit rund 6 t Gewicht von drei Trägern transportiert werden kann. Darüber hinaus gibt es nur noch die Ariane 5, wenn die Falcon Heavy eingeführt ist, gibt es auch hier eine Alternative, zurzeit aber noch nicht. Damit gäbe es eine Abhängigkeit von einem Launch Service Provider (LSP). Auch wenn Ariane 5 von allen Trägern der zuverlässigste ist, so will sich doch niemand in Abhängigkeit begeben, denn wenn Ariane 5 wegen eines technischen Fehlers für Monate am Boden bleibt, so kostet dies viel Geld. Die Satelliten sind zwar gegenüber Verlust versichert, aber was nicht ersetzt wird, ist ein Zeitverlust, wenn er nicht oder mit Verzögerung gestartet wird. Ein Transponder generiert im Durchschnitt Einnahmen in der Höhe von 1,62 Millionen Dollar pro Jahr (in Europa sogar 3,2 Millionen). Die Investitionskosten betragen knapp 1 Million Dollar. Das bedeutet einen Gewinn von zwei Dritteln des investierten Kapitals (in Europa von über 200%). Es gibt mittlerweile Satelliten mit über 100 Transpondern, da entspricht eine Verzögerung des Starts einem Verlust von Einnahmen über 5 Millionen Dollar pro Monat. (Quelle: SpaceNews).

Daraus ergibt sich, das die Industrie Interesse hat, mehrere konkurrierende LSP am Leben zu erhalten. Nicht nur weil so die Startpreise niedrig bleiben, sondern weil sich so das Grounden eines Trägers nach einem Fehlstart nicht so stark auswirkt. Das zeigte sich. als Sea Launch ins US-Insolvenzrecht rutschte. Der Betreiber INTELSAT und der Satellitenhersteller Loral gaben Garantien für Starts ab, damit Sea Launch nicht in Konkurs ging. Sie versuchten auch Lockheed Martin, welche die Atlas nicht mehr auf dem freien Markt anbot, wieder zur Rückkehr zu gewinnen und orderten Startaufträge. Nachdem es bei der Proton zahlreiche Fehlstarts gab, erfolgten Orders bei SpaceX. In jedem Falle sollten wohl mindestens drei LSP verfügbar sein.

Die Startzahlen haben sich inzwischen stabilisiert, nachdem sie in den neunziger Jahren einen Rekord erreicht haben. Verglichen mit damals sind sie um ein Drittel geringer, aber dieses Niveau hat sich gehalten. Die Startpreise sind in den letzten Jahren angestiegen, doch machen sie bei einem Projekt noch einen kleinen Teil der Gesamtkosten aus. Je nach Kosten der Trägerrakete und des Satelliten zwischen 25 und 40%, typisch etwa ein Drittel der Aufwendungen bis zur Inbetriebnahme im Orbit.

Die Träger

Es folgt nun nach Starts in den letzten Jahren geordnet die Träger, die in diesem Segment aktiv sind, bzw. Aufträge haben. Der Träger mit den häufigsten Starts also an erster Position, der Träger mit bisher 0 kommerziellen Starts (Falcon 9/Heavy) am Ende.

Ariane 5

Das neueste Modell der Ariane 5, die Ariane 5 ECA ist seit 2002 im Einsatz. Der Jungfernflug scheiterte, aufgrund eines Designfehlers des Vulcains 2. Der zweite Start erfolgte erst 2004. Seitdem gab es keinerlei Probleme und Ariane 5 hat 50 erfolgreiche Flüge in Folge absolviert.

Die Nutzlast wurde durch Optimierung seit dem Jungfernflug leicht gesteigert und liegt nun bei über 10 t. Der Startpreis wurde in den letzten Jahren nicht mehr publiziert. Teilt man aber die Jahresbilanz von Arianespace durch die Anzahl der Flüge, so kommt man auf einen Startpreis von etwa 160 Millionen Euro, das passt auch zu der Aussage des Arianespace Chefs Le Gall, das Ariane pro Kilogramm genauso teuer wie die Proton wäre, denn dies entspricht ungefähr 144 Millionen Dollar für einen 6 t Satelliten.

Arianespace musste seit Jahren von der ESA gestützt werden. Zuerst für vier Jahre mit 960 Millionen Euro. Ziel sollte es auch sein die Produktion so umzustellen, dass danach keine Subvention nötig ist. Doch das ist nicht erfolgt. Seitdem sind weitere 120 Millionen Euro pro Jahr nötig. Die Industrie sagte verbindlich zu, dass die Ariane 5 ME ME: Midlife Evolution, frühere Bezeichnung Ariane 6 ECB, mit der ESC-B Oberstufe) keine Subvention nötig hätte, da diese neue Oberstufe die Nutzlast auf rund 12 t anhebt, die Produktionskosten aber gleich bleiben sollen. Die Entwicklung wird Teil des ESA-Konzils sein. Vor 2017/8 ist aber nicht mit einem Einsatz zu rechnen. Es gibt leider auch einen französischen Vorstoß die Ariane 5 nicht weiter zu entwickeln und stattdessen eine neue Trägerrakete zu bauen, die nur die Hälfte deren Nutzlast hat. Die ESA wird sich für eines von beiden entscheiden müssen, derzeit sieht es aber besser für die Weiterentwicklung der Ariane 5 aus, auch weil EADS/Astrium sich dafür ausgesprochen haben.

Von allen Trägern hat die Ariane 5 die höchste Zuverlässigkeit und auch die meisten Starts durchgeführt, auch wenn Arianespace nicht mehr den Markt so dominiert, wie in den neunziger Jahren. Als problematisch wird angesehen, dass Ariane 5 als teuerster Träger davon lebt, dass sie zwei Satelliten gleichzeitig starten kann. Bei immer schwereren Satelliten ist es aber schwierig, ein leichtes Gegenstück zu finden. Daher auch die Initiative der Industrie die Nutzlast auf 12 t anzuheben. Das würde den Start eines schweren mit einem mittelgroßen Satelliten gleichzeitig erlauben. Der zweite Vorschlag von Frankreich vertritt das genaue Gegenteil: ein kleinerer Träger, der nur einen Satelliten transportiert.

Insgesamt erfolgten bisher 64 Starts, davon zwei Fehlstarts und zwei stark abweichende Umlaufbahnen. Anders als bei den anderen Trägern traten die Fehlstarts aber noch auf ,während die Ariane jung war. Seit 2004 erfolgte kein Fehlstart mehr. Anders als die meisten anderen Modelle ist die Ariane 5 vollständig von den kommerziellen Aufträgen abhängig. Bei den anderen Mustern dominieren Starts für die Regierung, die so eine Grundauslastung der Produktion ergeben.

Proton

Die Geschichte der Proton ist bis in die jüngere Zeit wechselhaft. Für kommerzielle Zwecke wurde sie modernisiert und um eine neue Oberstufe erweitert, da die alte nicht für Transporte in den GTO-Orbit ausgelegt war. Es entstand 2001 die Proton M (m für Modernisiert). Russland setzte noch einige Jahre lang die Version Proton K ein und nach wie vor die alte Oberstufe Block DM2. Vermarktet wird sie von ILS (International Launch Systems). Ursprünglich von den Herstellern der Atlas und Proton - Lockheed Martin und Chrunitschew gegründet, gab es Streit über die Vermarktung der Atlas. Die Kunden bevorzugten die Proton. Versuche von Lockheed Martin seinen Partner zum Anheben der Startpreise zu bewegen, scheiterten. Daraufhin verkaufte Lockheed Martin die Anteile an eine US-Investorengesellschaft.

Gleichzeitig hat die Proton M, mit der Breeze-M Oberstufe, die seit 2001 im Dienst ist eine erschreckend niedrige Zuverlässigkeit. Die meisten Fehlstarts beruhten auf der neuen Breeze M Oberstufe. Doch auch Starts mit anderen Oberstufen, wie sie für russische Nutzlasten noch üblich sind, scheiterten. Das ist für einen Träger, dessen Erstflug schon fast vierzig Jahre zurückliegt sehr ungewöhnlich. Von 58 Starts bis zum 1.9.2012 der Proton M scheiterten 5, das ist eine Zuverlässigkeit von nur 91,4%.

Die Proton war einmal ein sehr günstiger Träger. Die Startpreise sind jedoch in den letzten Jahren bedingt durch die hohe Inflation in Russland stark angestiegen.  Der Kunde profitiert davon, dass er nur den Preis zahlt, der seiner Satellitenmasse entspricht.  2011 kostet der Start des 3,76 t schweren Asiasat 111 Millionen Dollar. Inzwischen hat die Proton auch erstmals Doppelstarts durchgeführt - eine Domäne, die bisher nur Ariane 5 hatte. Allerdings ist bei 6 t maximaler Nutzlast es schwer dieses Feature auszunutzen. Die Nutzlast ist relativ gering, weil die Oberstufe Breeze-M das Apogäum anhebt und die Inklination durch mehrfache Zündungen abbaut, um einen mit dem Start vom Äquator aus vergleichbaren Orbit zu erreichen. Sonst würde der Satellit sehr viel seines eigenen Treibstoffs benötigen, um die hohe Inklination abzubauen.

Seit Langem ist eine kryogene Oberstufe geplant (eine solche hat Chrunitschew für Indien in Auftrag entwickelt), doch sie wird wahrscheinlich nicht mehr kommen. Sie wird nun für die Angara als Oberstufe angegeben.

ILS plant die Proton auch nach Einführung der Angara einzusetzen. Zumindest bis diese einige Einsatzjahre hinter sich hat und bewährt ist. Da die Angara Jahre hinter dem Zeitplan her hinkt und Starts der leistungsfähigeren und für GTO Missionen vorgesehenen Modelle erst in einigen Jahren zu erwarten sind wird die Proton sicher ihr 50-Jähreiges Einsatzjahr (2014) überleben.

Zenit

Die ukrainische Zenit wird von Sea Launch vertrieben. Auch hier handelt es sich um ein Gemeinschaftsunternehmen des ukrainischen Herstellers und westlichen Partnern. Hinter Sea Launch stehen der Hersteller der Zenit KB Juschoje, RKK Energija, Hersteller der russischen Oberstufe Block DM, Boeing als westlicher Vertriebspartner (Hersteller von Satelliten und der Delta 4) und Aker aus Norwegen als Hersteller der Startplattform.

Die Zenit wird von einer umgebauten Ölbohrplattform vom Pazifik aus gestartet. Diese hat schon die Explosion einer Zenit auf der Startrampe überlebt. Der Vorteil ist, dass die Rakete so vom Äquator aus starten kann, genauso wie Ariane 5. Die Proton startet dagegen von Baikonur aus mit einer Bahnneigung von 51 Grad. Damit die Nutzlast in einem energetisch gleichwertigen Orbit gelangt, muss die Breeze-M das Apogäum anheben, was viel Nutzlast kostet. Für kleinere Nutzlasten steht als Variante die Zenit 3 LL (LL steht für Land Launch) zur Verfügung, die von Baikonur aus startet. Auch hier ist wie bei der Proton die Anhebung des Perigäums von 200 auf 4.100 km nötig, um einen energetisch gleichwertigen Orbit wie beim Start vom Äquator aus zu erreichen. Die Nutzlast beträgt dann nur noch 3.600 kg anstatt über 6.000 kg. Die Starts der Land Launch Variante gingen auch weiter als Sea Launch unter Chapter 11 des US-Insolvenzrechts war. Am 22. Juni 2009 musste Sea Launch Insolvenz, nach US-Insolvenzrecht Chapter 11, anmelden. Grund für die Insolvenzanmeldung war Überschuldung – Aktiva von geschätzten 100 bis 500 Millionen US-Dollar standen Verbindlichkeiten von bis zu zwei Milliarden US-Dollar entgegen. 2011 entkam die Firma dem Chapter 11. Seitdem hat Sea Launch innerhalb eines Jahres vier Starts durchgeführt. Auch Russland nutzt nun die Trägerrakete wieder öfter. Anders als die Proton wurde die Zenit nach Spaltung der Sowjetunion in einzelne Republiken vor allem für kommerzielle Starts genutzt. Von 40 Starts schlugen zwei fehl. Bei zwei weiteren konnten die Satelliten im Orbit nicht ihre Solarzellen entfalten. Ein Zusammenhang mit dem Start wird nicht ausgeschlossen. Vieles spricht dafür, dass diese Satelliten nicht kompatibel mit der Nutzlastverkleidung waren und beim Start beschädigt wurden. Dies hat sich aber nicht auf die Auftragslage ausgewirkt. Die Zuverlässigkeit mit 95% (mit den beschädigten Satelliten nur 90%) ist daher nicht sehr hoch.

Lange Zeit hatten die Proton und Zenit gleich viele Starts pro Jahr. Die Krise von Sea Launch hat dazu geführt, dass die Proton in den letzten Jahren erheblich mehr Zulauf bekam. Bedingt dadurch dass die Proton sich nun aber als ein sehr unzuverlässiges Modell herausstellt, könnte sich dies wieder ändern, vor allem waren vor der Krise die Startzahlen ansteigend auf 4-5 Starts pro Jahr. Seit dem Erststart 1999 hat Sea Launch insgesamt 33 Starts auf See und 7 an Land durchgeführt.

Atlas V

Die Atlas V sollte wie die Delta 4 nicht nur US-Nutzlasten transportieren, sondern durch eine höhere Nutzlast und ein Konzept die maximale Nutzlast durch Booster zu steigern, auch den beiden US-Herstellern eine bessere Position auf dem kommerziellen Markt verschaffen. Während dies bei der Delta 4 überhaupt nicht gelang, hatte die Atlas V zuerst einige Aufträge, jedoch an Ansicht des Herstellers Lockheed Martin zu wenige, auch stiegen die Produktionskosten der Rakete stark an. Als Sea Launch von 2009 bis 2011 unter Chapter 11 war, kamen weitere Starts hinzu. Sie wird inzwischen von ULA wieder aktiv angeboten. ULA (United Launch Alliance) besteht aus den Herstellern von Delta 4 (Boeing) und Atlas (Lockheed Martin). Starts für die NASA kosten rund 200-240 Millionen Dollar je nach Version (für die größere Atlas V 500 Serie). Kommerzielle Kunden müssten aber sich auch an den Fixkosten der Startbasis beteiligen, die derzeit von Air Force und NASA alleine getragen werden. Sie liegen bei 180 Millionen Dollar pro Jahr, was weitere 30 Millionen Dollar pro Start ausmacht. Die Atlas V gilt als relativ teurer Träger, dies gilt vor allem für die kleinen Modelle, da die Nutzlast mit den Boostern stark ansteigt, jedoch kaum die Startkosten.

Die Atlas V existiert in zwei Varianten, die dann noch jeweils durch Booster erweiterbar sind. Die beiden Varianten unterscheiden sich in der Nutzlastverkleidung von 4 und 5 m Größe. Die 5 m Variante hat eine deutlich geringere Nutzlast. Die Rakete kann dann noch durch 1-5 Booster erweitert werden. Das kleinste Modell, die 501 transportiert 2.690 kg in einen Ariane 5 kompatiblen Orbit. Das leistungsfähigste Modell 551 transportiert 6.860 kg in diesen Orbit. In der Praxis wird man wie bei der Falcon 9 einen Orbit mit höherer Inklination (27-28 Grad, entsprechend dem Breitengrad des Startorts) anstreben und der Satellit hat dann größere Treibstoffvorräte, da die Nutzlast dann mit 3.460 kg (501) bzw. 8.900 kg (551) erheblich höher ist.

Die Atlas V hat bisher 37 Starts absolviert, davon misslang nur einer. Sie ist damit der absolut zuverlässigste Träger (97,2%), wenngleich wenn man die Flüge von Ariane 5 bis 2002 weglässt sie bei fünfzig Starts hintereinander eine Zuverlässigkeit von 100% hat. Die meisten sind davon aber für die NASA oder das DoD erfolgt. Das ist ein wesentlicher Unterscheid zu den oberen drei Trägern, bei denen kommerzielle Starts überwiegen. Die Startrate liegt bei 4-5 Starts pro Jahr, deutlich weniger als bei Ariane und Proton, aber auf dem Niveau der Zenit.

Langer Marsch

China hat eine Reihe von Trägerraketen, die alle "Langer Marsch", chinesisch Chang Zheng, abgekürzt "CZ", heißen. Es gibt die Familien Langer Marsch 2 (mit zwei Stufen für niedrige Umlaufbahnen), Langer Marsch 3 (mit einer kryogenen Oberstufe für geostationäre Umlaufbahnen) und Langer Marsch 4 mit einer lagerfähigen Oberstufe für sonnensynchrone Umlaufbahnen. Sie werden von der CGWIC (China Great Wall Industrial Corporation) vertrieben. Für geostationäre Transporte kommen Modelle aus der Reihe Langer Marsch 3 wie die CZ-3B (5.500 kg) und CZ-3C (3.800 kg) in Frage. Die chinesischen Starts gelten sehr lange als Preisbrecher. Ende der neunziger Jahre kostete ein Start nur halb so viel wie der auf einer Ariane 4.

Es gibt aber einen großen Unterschied: Während russische Unternehmen ihre Träger zusammen mit westlichen Kooperationspartnern anbieten, ist die CGWIC eine chinesische Firma. Dies und sicherlich auch der Umstand, das China noch kommunistisch regiert ist (auch wenn Russland nicht wirklich eine Demokratie ist) führte dazu, das chinesische Firmen, unter anderem die CGWIC auf der ITAR-Liste sind, das bedeutet, dorthin dürften keine Produkte geliefert werden, die bestimmte Hochtechnologieteile, vor allem Elektronik enthalten, die von US-Firmen hergestellt werden. Da irgendwo in einem Satelliten immer ein Chip aus einer US-Produktion steckte, kam dies einem Startverbot für Satelliten gleich. Nur wenige "ITAR-free" Satelliten, die nur aus europäischen Bauteilen bestanden, konnten gestartet werden. Vor der Olympiade 2008 wurde China von der ITAR-Liste gestrichen. Doch der Durchbruch ist seitdem ausgeblieben.

Ob mitspielt, dass es in der Vergangenheit bei Starts zahlreiche Tote unter der Zivilbevölkerung gab, als es Fehlstarts gab und die Raketen ohne Selbstzerstörungssystem nicht gesprengt werden konnten und in Dörfer direkt neben dem Startgelände rasten, kann nur spekuliert werden. Immerhin finden die Starts nach wie vor von den gleichen Startkomplexen aus statt. Auch hier könnte die neue Generation Abhilfe bringen. Für sie wird ein neuer Weltraumbahnhof am Meere gebaut wo sie nicht mehr Land überqueren und sie verwenden auch weniger toxische Treibstoffe.

China startet selbst immer mehr Satelliten. Die Zahl der Starts hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen und 2011 wurden erstmals mehr Raketen als die USA gestartet. Eine neue Serie, die Langer Marsch 5 befindet sich im Bau und soll in den nächsten Jahren die alten Modelle weitgehend ablösen, Sie sollen mit 6,10 und sogar 14 t GTO Nutzlast noch konkurrenzfähiger als die alten Modelle sein. Der Jungfernflug der Langer Marsch 5 ist derzeit für 2014 vorgesehen.

Sojus STK

Die Sojus wird seit Anfang der neunziger Jahre von Starsem, einem Gemeinschaftsunternehmen aus Arianespace und den russischen Herstellern der Sojus vermarktet. Die Sojus ist die kleinste hier vorgestellte Trägerrakete, und solange sie nur von Baikonur aus startete, war ihre Nutzlast zu klein für kommerzielle Starts. Von 2006 bis 2011 wurde eine neue Startrampe für die Sojus im CSG errichtet, die weitgehend von der ESA/CNES, nicht aber Arianespace finanziert wurde. Zusammen mit einem neuen, leistungsfähigeren Modell, der Sojus 2-1 sind so erheblich schwerere Nutzlasten möglich. Dies liegt (wie bei der Zenit) an der geografisch günstigen Lage am Äquator. Die Sojus 2-1a transportiert 2,64 t in den GTO-Orbit und die Sojus 2-1b sogar 3,24 t. Das ist für kleinere Satelliten ausreichend. Vor allem werden mit dieser Rakete aber die europäischen Galileo Satelliten transportiert werden. Arianespace verspricht keine Konkurrenz zur Ariane 5, da die Sojus nur kleinere Nutzlasten startet und die Fixkosten sogar sinken können, da die Teams zwischen den Trägern wechseln können.

Daneben werden von Kourou auch Starts von sicherheitskritischen Satelliten wie den französischen Plejades Aufklärungssatelliten erfolgen, die von Baikonur aus nicht möglich sein. Baikonur wird aber auch weiterhin für „Nicht-GTO-Starts“ genutzt werden, schon alleine, weil dort die Startkosten mit 50 Millionen Euro gegenüber 70 Millionen im CSG viel kleiner sind. So erfolgen Starts der Globalstar Satelliten nach wie vor von Baikonur aus. In fast baugleicher Form wird die Sojus auch für die russischen Starts, unter anderem für die Transporte der Mannschaften und der Versorgungsgüter zur ISS eingesetzt. Das Modell hat eine beeindruckende Erfolgsquote, auch wenn im Jahr 2011 wieder ein Start scheiterte, so war dies doch der Erste seit Jahren.  Pro Kilogramm Nutzlast ist die Sojus genauso teuer wie die Ariane 5.

Absolut gesehen gelangen von 946 Starts der Sojus 921, das sind 97,4$. Nimmt man nur das neueste Modell Sojus-2 so sind es 15 von 17, also 88%.

Falcon 9  / Falcon Heavy

Die Firma SpaceX verspricht nicht weniger, als den gesamten Markt umzukrempeln. Sie wollen Trägerraketen zu einem konkurrenzlos niedrigen Preis anbieten. Ob dies so gelingt wird sich noch zeigen. Es wäre nicht das erste Mal, dass sich Prognosen über Herstellungskosten und Startraten nicht bewahrheiten sollten (auch die Ariane 5 war bedeutend preiswerter geplant, als sie nun ist). Die Firma hat zwei Modelle für geostationäre Nutzlasten im Angebot. Die "Falcon 9 v1.1", die anders als die zum Zeitpunkt dieses Artikels noch im Dienst befindliche "v1 1.0" schubstärkere Triebwerke und mehr Treibstoff einsetzt, kann 4,85 t in einen GTO mit 27 Grad Neigung transportieren. Dies macht eine höhere Treibstoffzuladung beim Satelliten notwendig um den endgültigen Orbit zu erreichen und entspricht einer GTO-Nutzlast von 4,3 t auf einer Ariane 5. Dafür soll ein Start nur 54 Millionen Dollar kosten - zum Vergleich: Ein 3,6 t schwerer Satellit, auf der Proton kostet das Doppelte.

Die Falcon Heavy entsteht, indem man zwei erste Stufen der Falcon 9 als Booster an die Seite montiert. Sie transportiert 12.000 kg in den GTO für einen Preis von 128 Millionen Dollar. Vieles an SpaceX ist laufenden Veränderungen unterworfen. Preise, Leistungsdaten und eingesetzte Versionen ändern sich dauernd. So wurden beide Modelle z.B. 2011 mit 5,5 und 19 t GTO Nutzlast angekündigt. Auftrieb hat die Firma nach drei erfolgreichen Flügen bekommen. Ihr erstes Modell die Falcon 9 hatte nur zwei erfolgreiche Flüge bei fünf Starts. Zwar gab es bei den ersten zwei Flügen Anomalien und keiner der drei Starts hielt die Vorgaben die SpaceX selbst angibt, hinsichtlich Einschußgenauigkeit ein, doch scheinen sie das Vertrauen der Industrie gekräftigt zu haben.

Es bleiben allerdings viele Fragen. Das Launchmanifest ist voll gefüllt. Die Firma hinkt aber hinter ihrem eigenen Zeitplan hinterher und hat niemals mehr als zwei Starts pro Jahr absolviert. Insgesamt in sieben Jahren nur acht Stück. Weiterhin lebt sie von den Finanzmitteln der NASA (Mitte 2011 hatte die NASA 85% des bisher verbrauchten Kapitals gestellt) und Versorgungsflüge für die ISS werden daher absolute Priorität haben. Schlussendlich ist die Firma in weiteren NASA-Ausschreibungen involviert und will diesen Kunden nicht verlieren. Kommerzielle Kunden sehen dies nicht so gerne und der Vorrang von NASA und DoD/NRO war auch ein Hindernis bei der Vermarktung von Atlas und Delta.

Bisher entfallen kommerzielle Kunden in zwei Kategorien: Kunden, denen andere Träger zu teuer sind und die daher auch bereit sind zu warten. So wird 2013 die erste Falcon 9 v1.1 einen Satelliten für MDA transportieren - dieser Kunde wartet seit 2008 auf diesen Start. Der zweite Kunde ist Iridium, die schon Probleme haben, die Finanzierung für die nächste Generation von Satelliten zusammenzubekommen, also keine Alternative haben. Zudem haben sie für die Zukunft gebucht, nutzen die Falcon 9 also erst in einigen Jahren, wenn sie (hoffentlich) ihre Kinderkrankheiten abgelegt hat. Die etablieren Kunden wie SES oder INTELSAT haben dagegen Optionen abgeschlossen, oft mit Ausstiegsklauseln und Optionen bei anderen LSP. So hat SES im September 2012 zwar drei Starts gebucht, macht die aber von erfolgreichen Flügen vorher abhängig und hat eine Ausstiegsoption, wenn SpaceX nicht den Starttermin halten kann. Gleichzeitig buchte die Firma eine Option für dieselben drei Starts auf einer Ariane 5.

Viele sehen in SpaceX derzeit eine Alternative zu ILS, da die Proton in den letzten Jahren sehr viele Fehlstarts hatte, die auch die Versicherungsprämien anstiegen lassen, ein Nachteil der dann alle LSP betrifft. Wenn SpaceX weitere Fehlstarts verkraften müsste oder der Terminplan weiter nicht das halten kann, was das Launchmanifest hält, könnte es sein, dass sie die meisten kommerziellen Kunden wieder verliert. Es sprangen schon Kunden ab, so hat Avanti Communications deren Satellit Hylas SpaceX 2009 starten sollte, seine Ausstiegsklausel in Anspruch genommen und ihn 2010 an Bord eiern Ariane 5 gestartet. Avanti wartete ein Jahr. So wie es jetzt aussieht, hätte die Firma vier weitere Jahre warten müssen.

H-IIA und H-IIB

Japan begann seine Raketenentwicklung in den sechziger Jahren. Zwei Linien gab es über fast vier Jahrzehnte. Die nur aus Feststoff bestehenden Raketen der Lambda und My-Serie, die nach der My-V eingestellt wurde waren rein japanische Entwicklungen. Dagegen begann die Entwicklung von mit flüssigen Treibstoffen angetriebenen Raketen mit Lizenzfertigungen der US-Delta. Die N-1 und N-2 waren Lizenzfertigungen der Delta M/N und Delta 2900.  Von Japan stammten nur die Oberstufen und Elektronik.

Die H-1 ersetzte die Delta Stufe durch eine rein japanische die Wasserstoff/Sauerstoff als zweite Stufe und steigerte so die Nutzlast deutlich. Darauf aufbauen wurde die H-II entwickelt. Die H-II, deren Erstflug 1992 stattfand, war eine technisch anspruchsvolle Rakete. Zentralstufe und Oberstufe setzten beiden die Kombination flüssiger Wasserstoff/Sauerstoff ein. Ergänzt wurde sie durch zwei Feststoffbooster. Leistungsmäßig mit den größten Versionen der Ariane 4 vergleichbar, wog sie nur 54% der Ariane 44L.

Doch die H-II war ein sehr teurer Träger. Versuche sie auf dem kommerziellen Markt anzubieten scheiterten aufgrund des hohen Startpreises von 14 bis 19,5 Milliarden Yen, damals 190 Millionen Dollar pro Start. Weiterhin scheiterten auch drei der sieben durchgeführten Starts.

Um die H-II Startkosten zu verringern, entstand aus der H-II die H-IIA, die seit 2001 im Einsatz ist. Sie sollte preislich attraktiver werden. Dies geschah indem man die Nutzlast steigerte und alle Stufen verlängerte, gleichzeitig sollte sie billiger werden indem man das Design vereinfachte, so bestehen die Feststoffbooster nun aus einem anstatt vier Segmenten. Weiterhin wurde das Prinzip aufgegeben, dass die Rakete ganz in Japan gefertigt wird. So fertigt MT Aerospace die Tankdome für die H-IIA und neue Feststoffbooster die anstatt oder ergänzend zu den alten eingesetzt werden können, stammen von Thiokol.

Mit der H-IIA gelang es die Startrate zu steigern und die Kosten zu verringern. 2006 kostete ein Start nur noch 10 Milliarden Yen. 40% weniger als der des Vorgängers. 2007 übertrug die JAXA dann die Verantwortung aus Mitsubishi Heavy Industries (MHI). Sie sollte die Rakete herstellen, Starten und vermarkten. 2009 kündigte MHI an, die Startkosten von 90 auf 64 Millionen Dollar zu senken, doch scheint dies nicht gelungen zu sein, denn bis zum September 2012 gelang es nur einen Satelliten "Kompsat-3) als Sekundärnutzlast zu starten. Als dieser Vertrag am 13.1.2009 abgeschlossen wurde, wurde ein Startpreis von 100 Millionen Dollar für eine H-IIA genannt.

Die Hoffnungen liegen nun auf der H-IIB. (Bild) Sie entstand aus der H-IIA indem die erste Stufe im Durchmesser vergrößert wurde. Weiterhin setzt sie nun zwei Triebwerke in der ersten Stufe und vier Feststoffbooster ein. Bei einer Nutzlast von 8000 kg (H-IIA: 3.700 bis 5.800 kg) kostet ein Start 15 Milliarden Yen, rund 182 Millionen Dollar. Damit liegt man in einer Region wo man mit anderen Trägern konkurrieren kann. Auch hier übertrug die JAXA am 27.9.2012 die Vermarktung der Rakete an MHI. MHI kündigte an die Rakete aggressiv zu vermarkten. Bisher erfolgten aber nur Starts des japanischen ISS-Versorgers HTV mit dieser Rakete.

Bis zum 27.9.2012 erfolgten 21 Starts der H-IIA, davon scheiterte nur einer. Die H-IIB startete seit 2009 dreimal mit bislang makelloser Bilanz. Die H-II Serie zeigt, dass nicht nur Zuverlässigkeit zählt, sondern auch der Startpreis

Artikel geschrieben am 15.9.2012

Artikel ergänzt am 28.2012


© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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