Man kann reich genug sein, um eine Rakete zu kaufen und trotzdem einen Preisschock erleiden. Anfang 2002 verfolgte der PayPal-Mitbegründer Elon Musk, der mit 30 Jahren bereits Multimillionär war, einen großartigen Plan, um das öffentliche Interesse an der Entsendung von Menschen zum Mars wiederzubeleben. Als lebenslanger Weltraumenthusiast mit Abschlüssen in Physik und Wirtschaft wollte Musk ein kleines Gewächshaus mit Samen und Nährstoffgel auf der Marsoberfläche platzieren, um dort Leben zu etablieren, wenn auch nur vorübergehend. Das Problem war nicht das Landegerät selbst; er hatte bereits mit Unternehmern gesprochen, die es für vergleichsweise geringe Kosten bauen würden. Das Problem war der Start. Da er nicht bereit war, die Preise der US-Raketenfirmen zu zahlen, reiste Musk dreimal nach Russland, um eine überholte Dnepr-Rakete zu kaufen, fand aber, dass die Geschäfte im wilden Westen des russischen Kapitalismus finanziell zu riskant waren.
Aus dieser Geschichte
Auf dem Rückflug, erinnert er sich, „versuchte ich zu verstehen, warum Raketen so teuer waren. Offensichtlich sind die niedrigsten Kosten, zu denen man etwas herstellen kann, der Spotwert der Materialbestandteile. Und das nur, wenn man einen Zauberstab hätte und die Atome neu anordnen könnte. Die Frage ist also nur, wie effizient man die Atome aus dem Rohmaterial in die Form einer Rakete bringen kann.“ Im selben Jahr gründete Musk mit einer Handvoll erfahrener Raumfahrtingenieure das Unternehmen Space Exploration Technologies, kurz SpaceX, und verfolgte dabei zwei ehrgeizige Ziele: Die Raumfahrt zur Routine und erschwinglich zu machen und den Menschen zu einer Spezies zu machen, die mehrere Planeten bevölkert.
Neun Jahre später beschäftigt SpaceX 1.500 Mitarbeiter und belegt eine eine halbe Million Quadratmeter große Anlage in Hawthorne, Kalifornien, in der früher Rumpfteile für Boeing 747-Maschinen hergestellt wurden. Heute ist es mit Raketenteilen gefüllt, darunter Stufen und Triebwerke für die Falcon 9-Booster, die bis zu 23.000 Pfund Nutzlast in eine niedrige Erdumlaufbahn bringen können. Auf der einen Seite befindet sich eine leicht verkohlte, kegelförmige Dragon-Kapsel, die vor einem Jahr als erstes kommerzielles Raumschiff in die Umlaufbahn gebracht und geborgen wurde. Irgendwann im nächsten Jahr will SpaceX im Rahmen eines 1,6 Milliarden Dollar schweren Versorgungsvertrags mit der NASA die erste von 12 Dragon-Kapseln mit jeweils sechs Tonnen Fracht zur Internationalen Raumstation starten. Mehr als zwei Dutzend kommerzielle Starts sind ebenfalls gebucht. Und 2015 soll die pilotengestützte Version von Dragon bereit sein, dort weiterzumachen, wo das Space Shuttle aufgehört hat, und Astronauten zum und vom Außenposten in der Umlaufbahn zu befördern.
Alles sehr beeindruckend. Aber was SpaceX wirklich auszeichnet und für Kontroversen gesorgt hat, sind die Preise: Wie auf der Website des Unternehmens angegeben, kostet ein Falcon 9-Start durchschnittlich 57 Millionen Dollar, was weniger als 2.500 Dollar pro Pfund in den Orbit bedeutet. Das ist deutlich weniger als das, was andere US-Startunternehmen in der Regel verlangen, und selbst der Hersteller von Chinas kostengünstiger Langer-Marsch-Rakete (deren Einfuhr die USA verboten haben) sagt, dass er die Preise von SpaceX nicht schlagen kann. Mit der nächsten Rakete des Unternehmens, der Falcon Heavy, sollen die Kosten bis 2014 auf 1.000 Dollar pro Pfund gesenkt werden. Und Musk besteht darauf, dass dies erst der Anfang ist. „Unsere Leistung wird steigen und unsere Preise werden im Laufe der Zeit sinken“, schreibt er auf der SpaceX-Website, „wie es bei jeder anderen Technologie der Fall ist. Wie die Chinesen fragen sich auch viele Beobachter hierzulande, wie SpaceX halten kann, was es verspricht.
Nach fast einem Jahrzehnt des Kampfes, um an diesen Punkt zu gelangen, ist Musk nicht bereit, die genaueren Details zu verraten, wie er und sein privates Unternehmen die Falcon und Dragon entwickelt haben. Sie melden nicht einmal Patente an, sagt Musk, weil „wir nicht versuchen, ein Rezept zu liefern, nach dem China uns kopieren kann und unsere Erfindungen direkt auf uns zurückfallen“. Aber er spricht freimütig über den Ansatz von SpaceX beim Raketendesign, der auf einem Grundprinzip beruht: Einfachheit ermöglicht sowohl Zuverlässigkeit als auch niedrige Kosten. Denken Sie an Autos, sagt Musk. „Ist ein Ferrari zuverlässiger als ein Toyota Corolla oder ein Honda Civic?“
Etwas so Komplexes wie eine Rakete zu vereinfachen ist keine leichte Aufgabe. Und in der Vergangenheit haben die meisten Raketenhersteller die Leistung und nicht die Kosten zu ihrer obersten Priorität gemacht. Die Haupttriebwerke des Space Shuttle waren die leistungsstärksten Raketen, die je geflogen sind, aber sie trugen dazu bei, das Shuttle zu dem zu machen, was Musk einen „Ferrari der Superlative“ nennt, der zwischen den Flügen Tausende von Arbeitsstunden für die Überholung benötigte. Die Atlas- und Delta-Raketen, die im Rahmen des EELV-Programms (Evolved Expendable Launch Vehicle) der Regierung gekauft wurden, dienen Kunden der NASA und des Verteidigungsministeriums, deren Hauptanliegen die Zuverlässigkeit ist. „Im Rahmen des EELV-Programms werden nationale Aufklärungssatelliten gestartet, die jeweils mehrere Milliarden Dollar kosten“, erklärt der ehemalige stellvertretende NASA-Administrator Alan Stern. „Es ist ihnen egal, ob es sich um 100 oder 300 Millionen Dollar handelt; das ist nur ein Geräusch. Was sie wollen, ist eine Garantie, dass es funktionieren wird.“ Und, so Stern, die Erfolgsbilanz von Atlas und Delta ist nahezu makellos. „Sie sind spektakulär…. Allerdings sind sie auch sehr teuer.“
United Launch Alliance, das Konsortium von Boeing und Lockheed Martin, das sowohl Delta als auch Atlas herstellt, veröffentlicht seine Preise nicht. Aus Haushaltsdokumenten geht jedoch hervor, dass das EELV-Programm 2010 1,14 Milliarden Dollar für drei Raketen erhielt – durchschnittlich 380 Millionen Dollar pro Start. Und nach Angaben des Verteidigungsministeriums werden die Preise in den nächsten Jahren voraussichtlich erheblich steigen. Und warum? Laut Musk liegt ein Großteil der Antwort im traditionellen „Cost-Plus“-Vertragssystem der Regierung, das sicherstellt, dass die Hersteller auch dann einen Gewinn erzielen, wenn sie die ausgeschriebenen Preise überschreiten. „Wenn Sie in einer Vorstandssitzung bei Boeing und Lockheed säßen und eine brillante Idee zur Senkung der Kosten für Atlas oder Delta hätten, würden Sie gefeuert“, sagt er. „Denn Sie müssen Ihren Aktionären berichten, warum Sie weniger Geld verdient haben. Der Anreiz besteht also darin, die Kosten eines Fahrzeugs zu maximieren, bis hin zur Stornierung.“
Das ist ein wenig übertrieben, meint Stern. Ja, Raketen sind vor allem deshalb so teuer, „weil das System es zulässt“. Aber in der heutigen Wirtschaft fordern die militärischen Kunden von ULA, dass die Preise sinken. „Ich weiß, dass sie einen Anreiz haben, ihre Kosten zu senken“, sagt Stern, „aber das geht nur am Rande“. Mit anderen Worten, die Bemühungen von ULA um Kosteneinsparungen werden durch die hohen Gemeinkosten begrenzt, die mit den traditionellen Methoden des Baus und Starts von Raketen verbunden sind.
Musk sagt, dass diese Gemeinkosten mit der Art und Weise beginnen, wie die Trägerrakete entworfen wird. Das Arbeitspferd Atlas V beispielsweise, das für alles von Planetensonden bis zu Spionagesatelliten eingesetzt wird, verwendet bis zu drei Arten von Raketen, die jeweils auf eine bestimmte Flugphase zugeschnitten sind. Die in Russland gebauten RD-180-Triebwerke der ersten Stufe verbrennen eine hochraffinierte Form von Kerosin namens RP1. Optionale Feststoff-Booster können beim Start für zusätzlichen Schub sorgen, und in der letzten Flugphase übernimmt eine Oberstufe mit flüssigem Wasserstoff die Aufgabe. Die Verwendung von drei Raketentypen in ein und demselben Fahrzeug kann dessen Leistung optimieren, hat aber ihren Preis: „In erster Näherung haben sich die Herstellungskosten und alle Betriebskosten verdreifacht“, sagt Musk.
Stattdessen hat SpaceX seine Falcon-Raketen von Anfang an mit Blick auf Gemeinsamkeiten entwickelt. Beide Stufen der Falcon 9 werden mit RP1 und flüssigem Sauerstoff angetrieben, so dass nur ein Triebwerkstyp erforderlich ist. Beide haben den gleichen Durchmesser und sind aus der gleichen Aluminium-Lithium-Legierung gefertigt, was die Anzahl der Werkzeuge und Prozesse reduziert und zu dem führt, was Musk „enorme Kosteneinsparungen“ nennt.