WASHINGTON – Das Interesse des Pentagon an der Verwendung von Trägerraketen für den schnellen Transport von Fracht und Personal rund um den Globus hat seinen Ursprung im Weltraumwettlauf der 1950er Jahre, obwohl Technologie, Machbarkeit und Kostenbeschränkungen das Konzept jahrzehntelang unerreichbar gemacht haben.

Eine SpaceX-Mission, die im März starten soll, könnte ein wichtiger Schritt sein, um dies zu ändern.

Wenn alles nach Plan läuft, wird die 400 Fuß hohe Starship-Rakete des Unternehmens die erste vollständig wiederverwendbare Trägerrakete sein, die den Orbit erreicht. Starship wurde entwickelt, um Menschen und Fracht zum und vom Weltraum oder zu festen Punkten auf der ganzen Welt zu befördern, und kann bis zu 100 Tonnen heben. Zum Vergleich: Ein C-17-Flugzeug kann etwa 85 Tonnen Fracht transportieren.

Die Rakete wird von den Raptor-Triebwerken von SpaceX angetrieben, die mit flüssigem Methan und flüssigem Sauerstoff betrieben werden – einer effizienteren und kostengünstigeren Treibstoffquelle. Elon Musk, dem das amerikanische Unternehmen gehört, prognostiziert, dass Starship die Tür zu regelmäßigerer Raumfahrt öffnen wird, einschließlich NASA-Mondmissionen später in diesem Jahrzehnt und zukünftiger Erforschung des Weltraums. Das Unternehmen sieht auch einen Handels- und Verteidigungsmarkt für die schnelle Frachtlieferung.

Die geplante Mission, die noch kein festes Startdatum hat, wird die Landschaft für Raumfahrt und Militärlogistik nicht sofort verändern, aber sie wird die erste Stufe eines strengen Testprogramms sein. Und wie SpaceX-Präsidentin Gwynne Shotwell im Januar feststellte, bedeutet Erfolg möglicherweise nur, einen Fehler am Startplatz zu vermeiden.

„Dieser erste ist wirklich ein Testflug“, sagte Shotwell am 8. Februar während der Commercial Space Transportation Conference in Washington, DC. „Das eigentliche Ziel ist es, die Startrampe nicht in die Luft zu jagen. Das ist Erfolg.“

SpaceX will schnell vorankommen und hofft laut Shotwell, noch in diesem Jahr mit dem Fliegen von operativen Starship-Missionen zu beginnen. Das Unternehmen strebt bis 100 2025 Markteinführungen an.

„Wir haben Starship so konzipiert, dass es so viel wie möglich einem Flugzeugbetrieb ähnelt“, sagte sie. „Ich spreche von Dutzenden, wenn nicht Hunderten von Starts pro Tag. Wie viele Flugzeuge starten und landen täglich? Lasst uns mit dieser Geisteshaltung über den Weltraum nachdenken.“

Anstatt Milliarden von Dollar in die Entwicklung einer eigenen Rakete zu investieren, möchte das Verteidigungsministerium diese Denkweise und die dahinter stehende Technologie nutzen. In den letzten Jahren haben das US Transportation Command, das Air Force Research Laboratory und die Space Force daran gearbeitet, sicherzustellen, dass das Verteidigungsministerium der erste Kunde in der Reihe ist, wenn kommerzielle Unternehmen wie SpaceX bereit sind, weltraumgestützte Transportdienste anzubieten.

Greg Spanjers leitet das Rocket Cargo-Programm des Air Force-Labors, das 2021 begann, um Fragen zur Machbarkeit, Erschwinglichkeit und der Mechanik des Punkt-zu-Punkt-Raumfrachttransports zu untersuchen. Es wird erwartet, dass die Bemühungen schließlich in ein formelles Programm mit der Space Force übergehen. Das Labor erteilte SpaceX im vergangenen Jahr einen Auftrag über 102 Millionen US-Dollar, um Flugdaten von Starship bereitzustellen und seine Forschung zu Landesystemen sowie Konzepten zum Be- und Entladen von Fracht zu unterstützen.

Obwohl SpaceX nicht das einzige Unternehmen mit einer Rakete ist, die eine zukünftige Rocket Cargo-Fähigkeit unterstützen könnte, dient Starship als „Laborbank“, indem es echte Trägerraketendaten für die Analyse bereitstellt. Während Daten vom bevorstehenden Starship-Start wichtig sind, sagte Spanjers gegenüber C4ISRNET, sein Team sei am meisten daran interessiert, wie schnell SpaceX danach Fortschritte macht.

„Die Frage ist: Haben sie das Ding in sechs Monaten betriebsbereit oder brauchen sie anderthalb Jahre dafür?“ er sagte. „Das wird uns viel darüber sagen, wie sehr wir es eilig haben, ehrlich gesagt, weil wir mit ihrer Geschwindigkeit fahren werden.“

Raketenfracht

Bevor die Abteilung bereit ist, sich mit der Geschwindigkeit von SpaceX zu bewegen, muss sie einen Plan aufstellen. Diese Bemühungen begannen im Jahr 2018, als Transportation Command begann, Partnerschaften mit Unternehmen einzugehen, um die in der Entwicklung befindlichen Fähigkeiten zu verstehen, die den Punkt-zu-Punkt-Raketentransport unterstützen könnten.

Das Kommando hat kooperative Forschungs- und Entwicklungsvereinbarungen mit SpaceX, Blue Origin, VOX Space, Sierra Space, Virgin Orbit National Systems, Exploration Architectures und Rocket Lab USA abgeschlossen – alles Unternehmen, die Startfähigkeiten entwickeln oder Support- oder Analysedienste anbieten.

Die Arbeit des Kommandos hat die Rocket Cargo-Analyse informiert, die das Air Force-Labor in den nächsten drei Jahren, wenn nicht früher, abschließen will, sagte Spanjers. An diesem Punkt wird es die Daten an die Führung der Space Force übergeben, um festzustellen, ob sie ein formelles Programm verfolgen wollen.

Col. James Horne, der stellvertretende Direktor der Direktion Assured Access to Space der Space Force, sagte am 21. Februar auf der Eröffnungskonferenz zur Weltraummobilität in Orlando, Florida, dass der Dienst „bereits aktiv das Programm plant“ und hofft, es dabei zu haben Platz im Jahr 2026.

Horne merkte an, dass eine Rocket Cargo-Fähigkeit Operationen in der Indopazifik-Region unterstützen könnte, wo Inselketten und große Gewässer eine Mobilitätsherausforderung darstellen. Er fügte hinzu, dass die Space Force und die Air Force spezielle Fälle diskutiert haben, in denen der Raketentransport einzigartige Herausforderungen im Theater lösen könnte, aber nur, wenn es eine schnellere Lösung ist.

„Wir wissen, dass wir in der Lage sein müssen, dies schneller zu tun, als wir es heute tun können“, sagte Horne. „Wenn wir drei Wochen brauchen, um eine Rakete zu laden, dann nehmen wir ein Schiff oder ein Flugzeug.“

Ein Großteil der frühen Arbeit des Air Force-Labors konzentrierte sich auf diese Herausforderung – die Logistik des Frachttransports. Dazu gehören Fragen dazu, was mit einer Rakete transportiert werden sollte, welche Behälter zu verwenden sind und wie sichergestellt werden kann, dass das betreffende Material in einer Schwerelosigkeitsumgebung überleben kann. Das Labor arbeitet mit mehreren Unternehmen zusammen, um Modifikationen für Standard-Schiffscontainer zu entwerfen, um sie weltraumtauglich zu machen und diese in eine Trägerrakete zu integrieren, sagte Spanjers. Das Labor plant, die Container bis Ende dieses Jahres zu testen.

Das Labor erforscht auch Möglichkeiten, eine Rakete an kargen Orten zu landen, was für militärische Missionen wichtiger ist als für die kommerzielle Lieferung. Sich auf Weltraumhäfen für Start- und Landeunterstützung zu verlassen und dann Flugzeuge oder Lastwagen zu verwenden, um Fracht an ihren endgültigen Bestimmungsort zu transportieren, lenkt vom Ziel einer schnellen Lieferung ab, sagte Spanjers.

„Dies ist für DoD nur dann attraktiv, wenn wir die Fracht genau dorthin schicken können, wo sie hin soll – sagen wir, auf eine Insel, die gerade ein Erdbeben hatte“, erklärte er.

Da SpaceX bereits Starship baut, um auf dem Mond zu landen, fügte er hinzu, seien die Planungen für strenge Landungen auf der Erde möglicherweise nicht so ehrgeizig, wie es sich anhöre. Das Programm hat kleine Tests auf der Wright-Patterson Air Force Base in Ohio durchgeführt, um zu verstehen, wie Raketenfahnen oder Emissionen verschiedene Materialien an einem Landeplatz beeinflussen könnten. Auf der Edwards Air Force Base in Kalifornien nahm das Team diese Materialien und feuerte kleine Raketen auf sie ab, um etwaige Reaktionen zu beobachten.

Im Laufe des nächsten Jahres, sagte Spanjers, wird das Programm eng mit dem Startunternehmen der Space Force zusammenarbeiten, um die Prozesse und die Infrastruktur zu durchdenken, die für eine funktionsfähige Raketentransportfähigkeit erforderlich sind.

Generalmajor Stephen Purdy, der das Startunternehmen leitet, sagte gegenüber C4ISRNET, dass sich das Air Force Research Lab auf Technologie und Integration konzentriert, die Space Force jedoch erwägt, welche Organisationsstrukturen es dem Transportkommando ermöglichen würden, das Programm zu nutzen.

„Wir denken darüber nach, daraus eine Großhandelsfunktion zu machen“, sagte er in einem Interview.

Milliarden-Dollar-Vorschlag?

Über die wissenschaftliche und technologische Forschung hinaus hat sich das Labor mit Gutachtern der Air Force zusammengetan, um die Kosten von Rocket Cargo und die potenzielle Kapitalrendite zu verstehen. Die Erschwinglichkeit ist eines der Anliegen der Space Force, und die Kosten sind eines der größten Hindernisse für das Militär, die Fähigkeit zu übernehmen.

Purdy sagte, der Dienst sei skeptisch gegenüber den Kosten von Rocket Cargo, aber wenn SpaceX seinen Plänen nachkomme, jedes Jahr Hunderte von Raumschiffen zu fliegen, ändert das die Gleichung.

„Die Erschwinglichkeit hängt wirklich davon ab, ob diese kommerzielle Trägerrakete oder dieses kommerzielle Unternehmen tatsächlich den Punkt erreicht, an dem sie schnelle Starts durchführen“, sagte er. „Wenn ein Unternehmen tatsächlich an den Punkt kommt, an dem es hunderte Male im Jahr Produkteinführungen durchführt, reduziert das Ihre Kosten wirklich.“

SpaceX prognostiziert, dass ein einzelner Starship-Start in den nächsten Jahren 10 Millionen US-Dollar kosten wird, und Musk hat vorausgesagt, dass er schließlich auf 1 Million US-Dollar sinken könnte. Das Unternehmen verlangt für seine kleinere Falcon-62-Rakete etwa 9 Millionen US-Dollar pro Start.

Gary Henry, leitender Berater des Unternehmens für nationale Sicherheitslösungen, sagte, er erwarte, dass diese Kostensenkung schnell eintreten werde.

„Wir befinden uns jetzt auf einer sehr interessanten Kostenkurve“, sagte er während eines Panels auf der Space Mobility Conference am 21. Februar. "Das Kostenelement davon wird überzeugend sein."

Spanjers würde die Erschwinglichkeitsdaten des Programms nicht offenlegen, da sie größtenteils auf proprietären Unternehmensinformationen basieren, sagte er. Er fügte jedoch hinzu, dass die frühe Analyse mit Purdys Vorschlag übereinstimmt.

„Es ist sicherlich nicht das Milliarden-Dollar-Angebot, das es war, als wir uns das vor 10, 15, 20 Jahren ansahen“, sagte er. „Die Startkosten und die Kosten für Raketen sind alle stark gesunken, und Wiederverwendbarkeit und hohe Startraten haben einen massiven Unterschied in der Art und Weise gemacht, wie diese Kosten aussehen.“

Ein Sprecher des Transportkommandos sagte gegenüber C4ISRNET, dass der Raumtransport zwar anfangs auf Kostenbasis nicht mit anderen „traditionelleren“ Lieferarten konkurrieren könnte, der Wert einer schnellen Lieferung jedoch bei einigen Missionen die Kostenbedenken überwiegen könnte.

Jenseits von SpaceX

Während SpaceX vertraglich verpflichtet ist, Starship-Daten an das Luftwaffenlabor und das Transportkommando zu liefern, arbeitet das Pentagon auch mit anderen Trägerraketen zusammen, darunter Blue Origin, Rocket Lab und Virgin Orbit National Systems.

Laut Transportation Command sind die von diesen Unternehmen angebotenen Startmöglichkeiten vielfältig, mit unterschiedlichen Liefermethoden, Frachtkapazitäten, Kraftstoffarten und Wiederverwendbarkeitsoptionen. Das kann es schwierig machen, vorherzusagen, welche Art von Startplatz benötigt wird, aber es bietet auch Optionen, sagte ein Sprecher.

Mark Baird, Präsident von Virgin Orbit National Systems, sagte gegenüber C4ISRNET, dass das Unternehmen im Rahmen seiner kooperativen Forschungs- und Entwicklungsvereinbarung an mehreren Konzepten arbeitet. Sein LauncherOne-Fahrzeug ist eine von Flugzeugen gestartete Rakete, die von einem modifizierten 747-400-Trägerflugzeug abhebt.

LauncherOne kann nicht so viel Fracht transportieren wie Starship, aber große Lasten sind möglicherweise nicht für jede Mission erforderlich. Die Rakete erfordert auch eine weniger vorbereitete Infrastruktur als eine Trägerrakete, die vertikal abhebt. Dies ermöglicht dem System die Flexibilität, von jedem Ort mit einer Landebahn zu starten, die lang genug ist, damit eine 747 abheben kann, bemerkte Baird.

„Wir sind ortsungebunden“, sagte er in einem Interview. „Wenn Sie etwas vorpositioniert hatten und es schnell irgendwohin bringen mussten, ist dies unserer Meinung nach unser Unterscheidungsmerkmal.“

Spanjers merkte an, dass die kooperativen Forschungs- und Entwicklungsvereinbarungen von Transportation Command so konzipiert sind, dass staatliche und militärische Einrichtungen einige Informationen mit anderen Anbietern teilen können. Obwohl andere Unternehmen möglicherweise kleinere Raumfahrzeuge oder andere Startansätze als Starship haben, sagte er, das Programm wolle seine Forschung auf verschiedene Variablen zuschneiden, insbesondere wenn es um Fracht geht.

„Unser Ziel ist es sicherzustellen, dass wir möglichst viele Anbieter haben, die diese Funktion bereitstellen können“, sagte Spanjers. „Wir wollen am Ende Frachtdesigns haben, die auf jede Rakete passen. Wenn ein anderes Unternehmen auftaucht, müssen wir einige dieser Daten erneut sammeln, aber wenn wir es richtig machen, müssen wir unseren Umgang mit der Fracht nicht umgestalten.“

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