Wiederverwendbarkeit- Meine Leidenschaft für die Raumfahrt 🚀
In den vorangegangenen Beiträgen habe ich aufgezeigt, wo die aktuellen Grenzen des Erreichbaren liegen: Der interstellare Raum für Sonden und der lunare Orbit (Mondumlaufbahn) für Menschen. Um zu einer interplanetaren Spezies zu werden, müssen wir Reisen zwischen der Erde, den äußeren Planeten und deren Monden ermöglichen. Dazu braucht es wiederverwendbare Trägersysteme und Raumschiffe.
Das erste wiederverwendbare Raumfahrtsystem war das US-amerikanische Space Shuttle, das zwischen 1981 und 2011 insgesamt 135 Missionen absolvierte. Das Programm war auf maximale Wiederverwendbarkeit ausgelegt – lediglich der externe Haupttank wurde nach jedem Start abgeworfen, und die Feststoffbooster konnten nur teilweise wiederverwendet werden.
Das in den 1970er-Jahren entwickelte Shuttle war eine technische Meisterleistung, blieb jedoch weit hinter den Erwartungen zurück. Ursprünglich waren 40 bis 50 Starts pro Jahr geplant, tatsächlich fanden aber nur vier bis fünf statt. Die Wartung der wiederverwendbaren Komponenten erwies sich als enorm aufwendig und kostspielig – insbesondere das Thermalschutzsystem mit rund 24.000 Hitzeschutzkacheln.
Zudem basierte vieles auf Technologien der 1970er-Jahre, und das Risiko von Totalverlusten war hoch. Tragischerweise kam es zu zwei Katastrophen: Challenger (1986) und Columbia (2003).
Dabei verloren insgesamt 14 Astronautinnen und Astronauten ihr Leben.
Auch finanziell war das Shuttle-Programm ein Desaster. Statt der ursprünglich geplanten 200-300 US-Dollar pro Kilogramm Nutzlast in den erdnahen Orbit lagen die tatsächlichen Kosten am Ende bei bis zu 60.000 US-Dollar pro Kilogramm.
Dennoch markierte das Shuttle den Beginn der Ära der Wiederverwendbarkeit. Viele der dazu notwendigen Grundlagen wurden durch die NASA entwickelt.
Den entscheidenden Durchbruch erzielte jedoch SpaceX: Erst sechs Jahre nach dem Ende des Shuttle-Programms gelang es, die Erststufe einer Falcon 9 am 30. März 2017 erneut zu starten – ein weiterer historischer Meilenstein in der Raumfahrt. Seitdem werden bei rund 90% aller Falcon 9 Starts die Booster erfolgreich wiederverwendet.
Die Wiederverwendbarkeit führt heute tatsächlich zu deutlichen Kosteneinsparungen. So liegen die aktuellen Transportkosten für ein Kilogramm Nutzlast in den erdnahen Orbit (LEO) nur noch bei etwa 2.000 bis 3.000 US-Dollar pro Kilogramm.