Rumfart

Genanvendelige Raketter og Hypersonisk Rejse: Den Næste Æra af Ruminnovation

mm
Udgivet den
Opdateret den
Føj Securities.io til dine foretrukne kilder på Google
Oplysning: Securities.io kan modtage betaling, når du bruger links til produkter, vi anmelder. Det påvirker ikke vores redaktionelle vurderinger. Vi er ikke registreret investeringsrådgiver; dette er ikke investeringsrådgivning. Læs vores affiliateoplysning.

Den Genanvendelige Revolution

Siden de første satellitter blev sat i kredsløb med Sputnik i 1957, til månelandingen i 1969, den første rumstation i 1971 og den første rumturist i 2001, blev al adgang til rummet udført med engangsraketter.

Der var gode tekniske grunde til engangsraketter, fra den belastning, som materialerne udsættes for ved at nå kredsløb, til vanskelighederne ved at undgå skader fra den ekstreme varme ved genindtræden og de risici, der er forbundet med landing. Alligevel er dette ret vanvittigt set fra et økonomisk synspunkt.

Forestil dig, at hver gang et passager- eller fragtfly lettede fra Paris til New York, blev hele flyet smidt ud som skrot. Det ville gøre luftrejser uoverkommeligt dyre, kun muligt under de mest sjældne omstændigheder. Og det var præcis, hvor rumfart sad fast – kun brugbart for meget værdifulde kommercielle og militære satellitter, dyre videnskabelige programmer og projekter, der kun kunne retfærdiggøres af national stolthed.

Alt dette har ændret sig med Elon Musks SpaceX (SPCX ), som har opnået det, der blev anset for umuligt: pålidelige genanvendelige raketter.

Ved kun at skulle renovere små dele af raketten, amortiseres omkostningerne ved den orbitale raketopsendelse over dusinvis af opsendelser, hvilket bringer de samlede omkostninger ned på et historisk lavt niveau.

Dette har også banet vejen for mange andre virksomheder til at efterligne SpaceX’s succes, hver med deres egen justering af SpaceX’s formel. Det har også genantændt et nyt rumkapløb mellem de store magter, hvor Kina og Rusland slår sig sammen mod USA og dets innovative virksomheder.

Og i sidste ende bør det åbne vejen for menneskeheden til en sand rumbaseret global økonomi, med løfter om månebaser, marskolonisering og ubegrænset orbital solenergi.

Hvordan Genanvendelige Raketter Fungerer

Grunden til at gøre en raket genanvendelig er indlysende. At genbruge den flere gange gør de samlede omkostninger ved raketten meget lavere på en per‑opsendelse‑ og per‑kilogram‑til‑orbit‑basis. Alle andre ting, der gør raketten billigere eller lettere at bygge, er naturligvis også velkomne.

Hvordan man gør det er et mere kompliceret spørgsmål, som længe blev anset for umuligt at besvare med den nuværende teknologi. Mens andre virksomheder måske bringer deres egen metode ind i billedet, har SpaceX’s metode virkelig banet vejen for, hvordan det kan gøres, ved at stole på nogle få nøgleidéer, der gjorde genanvendelige raketter til en realitet.

Vertikal Integration

Den første vigtige beslutning, SpaceX tog, var i bund og grund at stole på ingen for deres raketdesign. Så i stedet for den sædvanlige metode med at samle teknologi fra forskellige virksomheder, der hver specialiserer sig i enten raketter, brændstoftanke, elektronik osv., besluttede SpaceX enten at købe færdige komponenter og samle dem selv i deres eget design, eller endda fremstille dem fra bunden.

Selvom det er mere komplekst, gav dette et langt større kontrolniveau over det endelige design og en dyb forståelse af, hvad der kunne forbedres eller gå galt.

Dette fjernede også mange mellemled fra den økonomiske ligning, hvilket øgede marginerne.

Omdefinering af “Space Grade”

I meget lang tid har rumvirksomheder holdt fast i kun at bruge “space‑grade” komponenter til deres raketter. Det betyder ofte specialdesignede dele, som kun produceres i små mængder, og som derfor ikke kan drage fordel af stordriftsfordele i hverken design eller produktion.

Som følge heraf var hver eneste del af en traditionel raket groft overpris­et. Et godt eksempel er, hvordan SpaceX byggede deres eget radiosystem, hvilket reducerede prisen med 10‑20 gange.

“Ud over at bygge deres egne motorer, raketkroppe og kapsler, designer SpaceX deres egne bundkort og kredsløb, sensorer til at opdage vibrationer, flyvedatamaskiner og solpaneler.

Besparelsen ved en hjemmelavet radio er dramatisk, den falder fra mellem $50.000 og $100.000 for det industrielle udstyr, som luftfartsvirksomheder bruger, til $5.000 for SpaceX’s enhed.”

Ashlee Vance i hendes nye biografi om Elon Musk

Fejl‑hurtigt, Innovation‑hurtigere

En anden ændring var en meget usædvanlig holdning til fiasko. Traditionelle rumvirksomheder var notorisk konservative, uvillige til at tage risici for ikke at bringe vital finansiering og omdømme i fare.

Uden noget at miste var SpaceX klar til at holde en meget hurtig test‑ og opsendelsesplan, på bekostning af potentielle katastrofale fejl til tider.

Denne Silicon‑Valley‑importerede virksomhedskultur fremmede innovation og kreativitet i teamet og hjalp også med at tiltrække top‑talenter, der var ivrige efter at gøre mere med mindre bureaukrati, selv for lavere lønninger.

Denne vilje til at tage risici har oversat til hurtig gennemløbstid for renovering af raketter efter en opsendelse, med den gennemsnitlige genanvendelse af Falcon 9, som i øjeblikket er SpaceX’s hovedraket, faldende til under 50 dage i 2024 og en rekord på 14 dage for den hurtigste.

Omfavne Nye Teknologier

Fra denne tolerance over for fiasko kom også integrationen af nye koncepter og teknologier. For eksempel har 3D‑print tidligt blevet omfavnet af SpaceX, mens det i en mere etableret rumvirksomhed kunne have taget år med test og diskussion.

Kilde: Elon Musk

Forskellige brændstoffer er også blevet valgt, som den metan‑brændende raketmotor på Starship, som vil være et perfekt valg for fremtidig påfyldning ved hjælp af ressourcer på Månen eller Mars.

Tilbage til Grundprincipperne

Som et alternativ til risikofyldt ny teknologi var det i nogle tilfælde rigtigt at gå tilbage til grundprincipperne. For eksempel er Starship‑kroppen udelukkende lavet af rustfrit stål, i stedet for de mere “fancy” legeringer eller kulfiber, som normalt vælges af rumvirksomheder.

Dette var et valg, fordi fremstilling, lodning, reparation og vedligeholdelse af rustfrit stål er en velkendt teknologi, som sandsynligvis vil øge pålideligheden af det endelige produkt.

På en lignende måde har SpaceX omfavnet den simple sandhed, at mere er bedre. Den største raket nogensinde, Starship, kan bære mere i kredsløb til en billigere pris simpelthen på grund af dens enorme størrelse. Og den bedste måde at få den til at flyve på er simpelthen at bruge ikke mindre end 33 motorer på én gang, i stedet for at forsøge at designe en mere kompleks og kraftigere motor.

Kilde: Space.com

Byg Din Egen Efterspørgsel

Fordi rumrejser var så dyre, var der ingen massiv efterspørgsel efter mange på hinanden følgende opsendelser, hver med en massiv orbital last. Dette kunne have udgjort et alvorligt problem for SpaceX, da stordriftsfordele kun træder i kraft, hvis der er tilstrækkelig efterspørgsel.

Løsningen var at skabe sin egen efterspørgsel ved at etablere en lav‑jord‑bane (LEO) konstellation af telekommunikationssatellitter, Starlink. Starlink leverer højhastighedsinternet selv til de mest afsidesliggende områder.

Med lavere opsendelsesomkostninger og seriel masseproduktion af Starlink‑satellitterne, samt billigere og lettere komponenter (antenner, halvledere, solpaneler), er omkostningerne ved satellit‑båndbredde faldet eksponentielt.

Dog vil den i sidste ende have brug for den tungere og større Starship for at håndtere det endelige mål om en konstellation på 42.000 satellitter, da deres kredsløb vil nedbrydes og kræve en konstant strøm af genopsendelser, hvor hver enkelt satellit har en levetid på 5 år.

Gennemsnitligt vil det kræve en Starship‑opsendelse hver 2,3. dag, et realistisk mål, da det svarer til den nuværende opsendelsesfrekvens for den mindre Falcon 9.

I øjeblikket er Starlink på vej mod at nå 5 millioner brugere, et tal der i stigende grad kan rummes med V3‑Starlink‑satellitdesignet, som har 10‑gange så meget båndbredde som den foregående version.

I alt kan det adresserbare marked for satellit‑forbindelse være så stort som $130 milliarder, primært drevet af husholdninger uden eller med dårlig bredbåndsadgang og direkte‑til‑enhed‑forbindelse, en teknologi, som nu er blevet succesfuldt bragt til offentligheden af Starlink og T‑Mobile.

Hypersonisk Rejses Potentiale

Et andet marked, der let kan nå orbital og sub‑orbital højde fra bunden, er hypersonisk rejse.

Når man rejser i luften, bruger fly både atmosfæren til at generere løft, men bliver også bremset af friktion, hvilket begrænser den maksimale hastighed og effektiviteten af supersonisk flyvning.

Dette kan delvist løses med innovativt design, som for eksempel supersonisk flyvning, der ikke genererer en supersonisk boom ved jordoverfladen, nyligt testet af Boom Supersonic. Nogle nye jetmotor‑designs, som Ram‑Rotor Detonation Engine (RRDE), kan gøre hypersoniske fly til en mulighed, med hastigheder over Mach 5 og mere.

En anden mulighed er simpelthen at flyve højt nok, så luftfriktion ikke længere er et problem.

I dette tilfælde kan Starship, med sine 100‑200 ton orbital last, og endnu mere for lavere højde‑flyvninger, være en interessant mulighed for at transportere relativt lette menneskelige passagerer.

Punkt‑til‑Punkt Orbital Flyvning

Ved at gå i kredsløb før landing kan raketter som Starship gøre en 28‑timmers rundtur, som en trans‑Stillehavsflyvning, til blot en 6‑timmers rundtur, med sandsynligvis mere tid i lufthavnen/rumporten til at registrere bagage og pas end i selve flyvningen.

Med et estimat på i sidste ende $200/kg til LEO med Starship, og en gennemsnitlig passager‑+‑bagagevægt på 110 kg, vil dette bringe en rundrejse til ethvert punkt på kloden til $44 000.

Selvom dette er en stor pris, kan det være nok til blot at fange en lille del af de globale flyvninger for at gøre det økonomisk levedygtigt.

For eksempel ville blot 5 % af passagererne, der flyver første klasse og skifter til hypersonisk flyvning, udgøre et $35 mia marked. Hvis halvdelen gjorde det, ville det også være et $35 mia marked.

Den samme type ultra‑hurtige flyvninger overvejes også til militære og humanitære anvendelser af Pentagon, gennem Rocket Cargo Program.

Investeringsmuligheder

SpaceX

Ved at være 10 år foran konkurrenterne er den privatnoterede SpaceX elefanten i rummet for virksomheder, der ønsker at erobre markedet for orbital opsendelse.

Fra Falcon 1 til Falcon 9 og nu Starship har SpaceX skubbet grænserne for, hvad der er muligt inden for rumfartsindustrien, og efterladt etablerede konkurrenter som Boeing i støvet.

Virksomhedens ambition ser ud til at fokusere på den størst mulige raket, den har til rådighed, idet den lille launcher Falcon 1 nu i praksis er opgivet, og rygter om samme skæbne for Falcon 9, når Starship har bevist sin pålidelighed.

Dette vil sandsynligvis ske relativt snart, da Starship har gennemført flere midt‑luft‑fangst af “Mechazilla” landings‑tårnet.

Alligevel er der stadig nogle problemer, som skal løses, som illustreret af den nylige eksplosion af den anden del af Starship, der førte til en “hurtig, uplanlagt demontering”, med en ny test en måned senere for at rette den fejl, der forårsagede den.

På længere sigt er SpaceX’s ultimative mål ikke kun Jordens kredsløb, men at bidrage til Artemis‑missionens mål om at bygge en månebase, og måske endda før det en privat mission for at foretage den første landing på Mars – Musks sande livsmål.

Dette fokus på dybe rummissioner, der kræver on‑orbit påfyldning, samt opbygningen af Starlink‑konstellationen, kan give plads til andre opsendelsesudbydere, da disse ambitiøse mål sandsynligvis vil opsluge størstedelen af SpaceX’s opsendelseskapacitet i flere år, eller endda et årti, hvis Musk virkelig ønsker at bygge en by på Mars.

Rocket Lab

RKLB Prisdiagram

Den klart mest fremtrædende børsnoterede raketvirksomhed, Rocket Lab (RKLB ), ligger efter SpaceX, som har flest opsendelser pr. år, foran både private konkurrenter samt Kina og Rusland.

Virksomheden baserer sig i øjeblikket på sin lille delvist genanvendelige raket Electron, en raket der groft svarer til SpaceX’s Falcon 1, specialiseret i hurtige opsendelser og sjældne orbital‑baner.

Den skal snart lancere sin nye tungere raket, Neutron, i det kommende år, som vil svare omtrent til SpaceX’s Falcon 9.

Virksomheden udvikler samtidig HASTE (Hypersonic Accelerator Suborbital Test Electron), en modificeret Electron‑raket med en stor 700 kg last til sub‑orbital højde for at hjælpe USA med at teste nye design og indhente kinesisk og russisk hypersonisk missilteknologi.

Kilde: Rocket Lab

Rocket Lab er også en bygger af satellitter og satellitkomponenter og er den første “end‑to‑end rumvirksomhed” for ikke‑telekom‑satellitter (hvor SpaceX kan gøre krav på kronen). Dette gør dem til en nøglepartner for forsvarsentreprenører samt videnskabelige og telekommunikationsvirksomheder.

Kilde: Rocket Lab

Rocket Lab har været vigtig i fremstillingen af solpaneler til rummet, siden deres opkøb af SolAero Technologies i 2022. De har over 1000 satellitter drevet af disse paneler og over 500 satellitter planlagt til opsendelse i de kommende år med Rocket Lab‑solhardware, svarende til 4 MW solceller i alt.

Satellitdriften giver virksomheden en stor pengestrøm samt en værdifuld pipeline af opsendelseskontrakter.

På længere sigt vil Rocket Lab’s succes sandsynligvis afhænge af, om Neutron‑raketten kan sikre nok kontrakter til at opnå de nødvendige stordriftsfordele for at konkurrere side‑om‑side med SpaceX.

Blue Origin

Et andet teknologisk milliardær‑projekt, Blue Origin, blev grundlagt af Amazon (AMZN ) ‑stifteren Jeff Bezos. På trods af langt større finansiering er de indtil videre noget bagud i forhold til SpaceX i udviklingen.

Selvom dette kan tilskrives forskellige teknologivalg, er de vigtigere faktorer en meget anderledes slutmål og tilgang til ingeniørkunst.

Mens SpaceX har en “bryd ting og gå hurtigt” filosofi, har Blue Origin (og Amazon) en “langsom og stabil” tilgang, afspejlet i deres motto “Gradatim Ferociter”, som på latin betyder “Skridt for skridt, frygtløst”.

Dette gør sammenligningen mellem de to virksomheder til en potentiel påmindelse om historien om haren og skildpadden. Det er en sammenligning, som Blue Origin tydeligt omfavner, helt ned til at have en skildpadde i deres virksomheds våbenskjold.

Den længe ventede New Glenn‑succesfulde flyvning i januar 2025, som markerede virksomhedens første orbital‑opsendelsesforsøg, har sat Blue Origin tilbage i kapløbet på spektakulær vis. Denne succes kom efter et lederskifte, med Blue Origin’s CEO, der kommer fra Amazon, Dave Limp, som erstattede den tidligere CEO Bob Smith, der oprindeligt kom fra Honeywell.

New Glenn er også en massiv raket, større end selv Falcon Heavy og kun overgået af Starship.

New Glenn bør kunne løfte 45 ton i kredsløb, en imponerende kapacitet, især for en første orbital‑opsendelse. Blue Origin er også fuldstændig vertikalt integreret og er nu ved at skalere produktionen af både booster og anden fase af New Glenn.

Et andet fremtidigt projekt for Blue Origin er deres månelander, hvor Mark 1 forventes at blive lanceret et sted i 2026, og Mark 2, dobbelt så stor, allerede er under forberedelse.

Endelig er Blue Origin’s endelige mål også unikt. Det er ikke Månen eller Mars, men idéen om at flytte alle tunge og forurenende industrier væk fra Jorden, og måske endda størstedelen af verdens befolkning, ind i massive kunstige habitater.

Kilde: Blue Origin

Udfordringer & Risici

Sikkerhed

Raket‑løftningskøretøjer er af deres natur farlige, idet de bærer mere end 90 % af deres vægt i meget reaktiv og ustabil brændstof, som derefter bruges til høj‑temperatur fremdrift ved høj hastighed.

Så selvom genanvendelighed i sig selv nu er en bevist og afprøvet teknologi, vedvarer risikoen for at overse en mekanisk belastning eller en skjult kritisk fejl under vedligeholdelser, der kun varer få uger.

Dette er allerede problematisk med satellitter, men langt mindre acceptabelt med astronauter; og helt uacceptabelt for regulær hypersonisk flyvning med kommercielle passagerer.

Jo større raketter, jo større risici for jordbaserede faciliteter og befolkning i tilfælde af en fejl.

Så alt i alt, mens vores fremtid tydeligt er i rummet, og hurtigere end håbet før SpaceX, kan vi forvente, at sikkerhed og regulering kan bremse os lidt på vejen mod at kunne bestille en flybillet til Månen eller Mars på en afslappet måde.

Statlige Kontrakter

Indtil nu har mange af SpaceX og alle andre rumvirksomheder været stærkt knyttet til statslige kontrakter, fra NASA‑missioner til hemmelige Pentagon‑kontrakter eller de nationale interesser og videnskabelige & industrielle politikker fra de europæiske, russiske og kinesiske rumagenturer.

For virkelig at blive en selvstændig industri, skal rumvirksomhederne tjene størstedelen af deres indtægter fra kommercielle aktiviteter.

I øjeblikket er de to mest sandsynlige sektorer, der kan levere de hundredvis af milliarder om året for at opretholde industriens fremdrift, rum‑baseret internet og hypersoniske flyvninger.

Kommercialisering & Investeringsstrategi

Et andet sandsynligt kandidat for kommercialisering i 2040‑erne vil være rum‑baseret solenergi, som i sidste ende kan levere Jorden en ubegrænset forsyning af konstant produceret grøn energi, en idé vi har udviklet i detaljer i “Space‑Based Energy Solutions For Endless Clean Energy”.

Før det kan rumturisme blive en industri i sig selv, da oplevelsen af vægtløshed, og måske et kort ophold på få dage i kredsløb, vil være højt eftertragtet og vil konkurrere med andre former for “ekstreme luksus‑eventyr” som at bestige Mount Everest.

En sidste mulighed kunne være minedrift på asteroider, en stadig uudviklet teknologi, men som potentielt kunne erstatte en stor del af den $2,2 t mining‑industri. Dog vil alle disse muligheder sandsynligvis tage et årti eller to, før de genererer betydelige indtægter, hvilket kan være dødeligt for de fleste virksomheder.

Så uanset vejen til kommercialisering af rummet, er det sandsynligt, at kun få nøgleleverandører vil lykkes. Historisk set har små opsendelsesudbydere haft en høj fejlrater, med kun 17 operationelle ud af næsten 200 oprettet siden 1996.

Med den allerede stærke position for private aktører som SpaceX og Blue Origin, og sandsynligvis nye stærke konkurrenter fra Kina med statslig støtte i fremtiden, kan dette blive et udfordrende landskab for investorer.

Potentielt kan andre former for rumvirksomheder, som for eksempel udvikling af habitat‑moduler eller autonome hydroponiske gårde til fremtidige rum‑hoteller og månebaser, blive andre typer af vindende investeringer i den fremtidige rumøkonomi.

Konklusion

De faldende omkostninger ved at nå kredsløb ændrer fuldstændigt rumindustrien og åbner en helt ny måde at tjene penge på ved at nå kredsløb. Dette får sektoren til at bevæge sig fra en forsvars‑ og regeringsdrevet industri til mere kommercielt fokuserede virksomheder.

På kort sigt vil telekommunikation sandsynligvis blive den primære indtægtsdriver, efterfulgt af hypersoniske flyvninger og rumturisme. På længere sigt kan meget større industrier som energi‑ og minedriftssektorerne, eller endda fremstillingsindustrien, begynde at flytte til rummet også.

Indtil videre har SpaceX været den næsten ubestridte vinder af dette nye rumkapløb, takket være Elon Musks ledelse. Dette kan dog ændre sig snart, med seriøse konkurrenter som Rocket Lab og Blue Origin, der indhenter, samt fremtidige konkurrenter fra Kina.

mm

Jonathan er en tidligere biokemisk forsker, der arbejdede med genetisk analyse og kliniske forsøg. Han er nu aktieanalytiker og finansskribent med fokus på innovation, markedscyklusser og geopolitik i sin publikation 'The Eurasian Century'.