Raumfahrt: Blühende Düsentriebe

Nach dem ersten erfolgreichen Raumausflug des privat entwickelten SpaceShipOne herrscht Goldgräberstimmung. Raketenbastler und Milliardäre wollen so rasch wie möglich gen Himmel – mit oft kurios anmutenden Ideen.

Die Bilder auf den Monitoren beginnen zu zittern. Selbst durch die Stahlbetonmauern ist das mächtige Gedröhne zu hören, das ein Feuer speiender Raketenmotor des Typs „Merlin“ außerhalb des Kontrollgebäudes erzeugt. Die Maschine, die nahe der zentraltexanischen Stadt McGregor auf dem privaten Gelände der Firma SpaceX getestet wird, soll eine Schubkraft von mehr als 33.000 Kilogramm entwickeln und eine Fracht von 700 Kilogramm in den Orbit befördern.

Um dieses Ziel zu erreichen, muss das Aggregat mit dem verfügbaren Gemisch aus Kerosin und flüssigem Sauerstoff mindestens 160 Sekunden volle Kraft entwickeln. Beim jüngsten Testlauf Mitte Jänner ist nach exakt 162,25 Sekunden der Kraftstoff verbraucht, das Raketenfeuer erlischt. Die Ingenieure springen von ihren Sitzen: Es ist der erste Versuch dieser Art, der komplett nach Plan verlaufen war.

„Merlin“ soll die erste Stufe einer Falcon-I-Rakete ins All befördern. Motor wie Rakete fußen auf Eingebungen des Weltraumamateurs Elon Musk, Gründer und Präsident des im kalifornischen El Segundo beheimateten Unternehmens Space Exploration Technologies, kurz SpaceX. Der 33-jährige Südafrikaner hat mit dem Verkauf seiner Internet-Handelsfirma PayPal an eBay ein Vermögen von 1,5 Milliarden Dollar gemacht, von dem er nun einen Teil in seine Ambitionen investiert, einen erschwinglichen Zugang zum Weltraum zu schaffen. Der erfolgreich verlaufene Raketentest bringt ihn diesem Ziel ein Stück näher. „Das zeigt eindrucksvoll den Abschluss unserer Motorenentwicklung“, sagte er gegenüber „Wired News“.

Goldgräberstimmung. Musk ist nur einer von einer wachsenden Schar wohlhabender Unternehmer, die hohe Summen riskieren, um nach den Sternen zu greifen. Microsoft-Mitbegründer Paul Allen legte den finanziellen Grundstein für den Erfolg des SpaceShipOne, das im vergangenen Oktober den mit zehn Millionen Dollar dotierten Ansari-X-Prize gewonnen hat. Das von dem kalifornischen Flugpionier Burt Rutan auf privater Basis entwickelte bemannte Raketenflugzeug schaffte als erstes kommerzielles Fluggerät einen Flug bis über 100 Kilometer in den Suborbit.

Seither ist auf der Erde die Hölle los. Während die vom US-Kongress mit Milliarden Dollar gefütterte NASA noch immer an den Folgen des im Februar 2003 abgestürzten Spaceshuttles „Columbia“ laboriert, herrscht unter Heimwerkern und Abenteurern Goldgräberstimmung. Sir Richard Branson, milliardenschwerer Gründungschef der Fluglinie Virgin Atlantic, hat sich mit Konstrukteur Burt Rutan zusammengetan und plant, unter dem Label „Virgin Galactic“ mit einer ganzen Flotte von SpaceShipTwos Touristen in den erdnahen Orbit zu befördern. Läuft alles nach Plan, will er 100 Millionen Dollar in das Projekt stecken. Auch der Amazon.com-Gründer und Milliardär Jeff Bezos startet ein suborbitales Weltraumprogramm namens „Blue Origin“, hält aber Details noch geheim.

Während die meisten privaten Tüftler und Geldgeber vorerst nur den Suborbit ins Auge fassen, will Musk höher hinaus. Zwar vermag seine einmotorige Falcon-I-Rakete nur kleinere Satelliten ins All zu befördern, aber er plant bereits, fünf Merlin-Aggregate zu kombinieren, um damit die erste Stufe einer weit schubkräftigeren Falcon-V-Rakete anzutreiben. Und die hätte laut Musk das Potenzial, fünf Personen ins All zu bringen.

Fünf Personen in den Orbit zu befördern ist kein zufällig gewähltes Ziel – denn genau das fordert der nächste große Weltraum-Preis. Robert Bigelow, Eigentümer der Motelkette Budget Suites of America mit Sitz in Las Vegas, stiftete den mit 50 Millionen Dollar dotierten America’s Space Prize. Diese Summe soll jenes Unternehmen erhalten, das fünf Personen mithilfe eines privat finanzierten und entwickelten Trägersystems rund 400 Kilometer in den Orbit schickt. Dort muss das Raumschiff, so das kürzlich veröffentlichte Reglement, zweimal die Erde umrunden, dann zurückkehren und die Tour innerhalb von zwei Wochen mit nochmals fünf Passagieren wiederholen.

Doch der 59-jährige öffentlichkeitsscheue Bigelow will keineswegs nur als Mäzen auftreten. Er hat einen handfesten Grund für das so großzügige Angebot. Seit fünf Jahren arbeitet seine im Norden von Las Vegas ansässige Firma Bigelow Aerospace fieberhaft an der Entwicklung einer aus aufblasbaren Plastikmodulen zusammensteckbaren Raumstation. Jene Raumschiffe, die seinen Preis gewinnen, sollen möglichst schnell im Pendelverkehr an seine „De luxe Apartments in the Sky“ andocken, wie sie der Titelsong der Fernsehserie „The Jeffersons“ in den siebziger Jahren versprach.

Bigelow mag ein guter Geschäftsmann sein, doch ist er nicht gerade als Förderer seriöser Projekte bekannt. So hatte er etwa das inzwischen wieder geschlossene „National Institute for Discovery Science“ gegründet, das sich vorwiegend mit angeblichen UFO-Sichtungen beschäftigte. An der University of Nevada in Las Vegas förderte er Bewusstseinsforschung, die paranormale Phänomene allzu ernst nahm. Experten rümpften auch die Nase, als Bigelow vor Jahren verkündete, er plane ein Kreuzfahrtschiff mit Kabinen für 100 Passagiere, das permanent den Mond umkreisen werde. Doch zum aufblasbaren Weltraumhotel meint Greg Hayes, NASA-Sprecher im texanischen Houston: „Bigelow hat ein erstklassiges Team zusammengestellt. Die technischen Fortschritte sind exzellent.“

NASA-Konzept. Hayes’ Optimismus hat einen Grund. Bigelows Vorschläge für eine Raumstation basieren nämlich auf einer 1999 entwickelten NASA-Technologie namens TransHab. Geplant war, ein entfaltbares Wohnmodul für die Internationale Raumstation (ISS) zu schaffen – leicht und im Spaceshuttle platzsparend unterzubringen, hätte es, einmal aufgeblasen, den Astronauten weit mehr Komfort als bisher geboten. Doch aus Kostengründen mottete die NASA das Projekt wieder ein. Dann klopfte Bigelow an und bat, die Technologie lizenzieren und weiterentwickeln zu dürfen. Bis 2010, passend zur Deadline des ausgelobten Preises, sollen die ersten tonnenförmigen Gehäuse bereits im Weltraum schweben. Ein erster erfolgreicher Schritt auf dem Weg zum aufblasbaren Weltraumhotel erfolgte erst Ende vergangenen Jahres: Die US-Genehmigungsbehörde Administrator for Commercial Space Transportation (AST) erteilte die Erlaubnis, ein Testmodul in die Umlaufbahn zu hieven. „Der von uns vorgelegte detaillierte Plan hat die Verantwortlichen überzeugt“, erklärt Mike Gold, Anwalt und Sprecher von Bigelow Aerospace.

Die Besiedelung der Umlaufbahn soll in drei Stufen vor sich gehen. Zunächst will Bigelow im November 2006 ein Versuchsmodell mit einer von Elon Musk entwickelten Falcon-Rakete in eine Erdumlaufbahn bringen und dort auf seine Tauglichkeit prüfen. Verläuft alles nach Plan, hebt ein zweites Testmodul im April 2007 mit einer russischen Dnepr-Trägerrakete ab. Beide Einheiten verfügen über Fenster und Luftschleusenattrappen, damit der Test möglichst wirklichkeitsnah verläuft.

Die fliegenden Fässer werden im Orbit erst einmal mit Stickstoff aufgeblasen, um Entfaltungsmechanik und Dichtungen zu überprüfen. Die Außenwand besteht aus verschiedensten Schichten, darunter Kevlar – ein Material, das auch bei kugelsicheren Westen verwendet wird – als Schutz gegen im All herumschwirrende Mikrometeoriten und Weltraumschrott. Ein gummiähnliches Material soll die Hülle innen abdichten. Das TransHab der NASA sah mehr als dreißig Schichten vor, Bigelows Testmodule sollen mit nur sieben Schichten angeblich dieselbe Schutzwirkung gegen hohe Temperaturen, Druckanstieg und Einschläge entfalten. Ernst Messerschmid, Professor am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart, der 1985 bei der Spacelab-Mission D1 112-mal die Erde umkreiste, ist skeptisch: „Mir ist bisher kein Material bekannt, das diesen Anforderungen genügt. Im erdnahen Orbit gibt es viel atomaren Sauerstoff, der sehr aggressiv ist und Material stark korrodiert.“ Doch Bigelow scheint sich seiner Sache sicher zu sein. Die Konstruktion, lässt Sprecher Gold wissen, sei heute bereits widerstandsfähiger als die Struktur der ISS-Module.

Die zweite Stufe von Bigelows Raumstation, „Guardian“, soll dann 2007 folgen: zwei Tonnen schwere, lebenserhaltende Systeme, etwa halb so groß wie die endgültigen Module. Mit etwas Glück, vermutet Jay Inghram, für Systemintegration zuständiger Ingenieur bei Bigelow, könnte man 2008 aufgrund der gesammelten Erfahrungen schon die eigentliche Raumstation, „Nautilus“, in den Orbit schicken. Das neue Zuhause wäre keine Besenkammer, sondern nach Weltraummaßstäben direkt luxuriös: rund 13,7 Meter lang mit einem Durchmesser von 6,7 Metern. Zum Vergleich: Das amerikanische Labormodul „Destiny“ der ISS hat einen Durchmesser von 4,2 Metern. Der Zeitplan ist ambitioniert, doch keineswegs unmöglich, meint Messerschmid: „Einfach ein Modul in den Orbit zu schießen und dort aufzublasen ist an sich nicht schwierig. Schwieriger ist es allerdings, ein verlässliches Trägersystem zu haben, das Astronauten regelmäßig zur Station und zurück bringt; daran mangelt es mehr als an neuartigen Modulsystemen.“

Viele Probleme. Ungeachtet der Frage, ob die Testphase so rosig verläuft, wie sich Bigelow und seine Ingenieure das erträumen, könnte sich also der Pendelverkehr zu den orbitalen Wohneinheiten als eigentliches Problem entpuppen. Die russischen Sojus-Raumschiffe versorgen derzeit die ISS, da die alternde Spaceshuttle-Flotte nach dem „Columbia“-Unglück noch pausieren muss. Bigelow verlässt sich jedenfalls nicht darauf, dass die Sojus-Raketen 2010 zu einem erschwinglichen Preis zur Verfügung stehen. Daher rührt auch der America’s Space Prize. Doch die Latte für den Wettbewerb liegt immens hoch. Denn um sich wie der Spaceshuttle auf 320 bis 390 Kilometer zu schrauben, müssen die Triebwerke auf 28.000 statt der 4000 Stundenkilometer beschleunigen, mit denen SpaceShipOne den Rand des Alls erreichte. Und da wird selbst die Technologie der Falcon-V-Rakete des Elon Musk nicht reichen, ganz abgesehen von der Frage, wie der Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zu bewerkstelligen wäre, ohne dass das Raumschiff verglüht. Ist das noch nicht Herausforderung genug, verlangt Bigelow zusätzlich, die Konstruktion müsse zu 80 Prozent wiederverwendbar sein. „Das wird schwierig“, erklärt Hayes. „Über den Daumen gepeilt, kommen selbst beim Spaceshuttle nur 60 Prozent wieder zum Einsatz.“

Aber zu all den technischen Fragen kommt noch eine nicht weniger gravierdende kommerzielle hinzu: Gibt es das zahlende Publikum? Für den kurzen Ausflug in den Suborbit, wie ihn Virgin Galactic anbieten will, haben sich angeblich weltweit bereits 13.000 Interessenten angemeldet, die eine Anzahlung leisten wollen, selbst wenn das Ticket 80.000 Dollar kostet. 5000 Sitze müssten in den ersten fünf Jahren verkauft werden, um Gewinn zu machen. Ob es ein ähnliches Interesse auch für den Hotelaufenthalt im bequemen Plastiksackerl gibt, müssen erst noch Marktstudien klären.