Wiederverwendbare Raketen schaffen durch drastische Kostensenkung mehrere neue Märkte

Die Revolution der wiederverwendbaren Raketen

Alles in die Erdumlaufbahn zu bringen war schon immer ein Hightech- und kostenintensives Unterfangen. Und das gilt umso mehr für das Erreichen anderer Himmelskörper wie Mond oder Mars.

Der Hauptgrund war die Tatsache, dass bis vor kurzem alle Raketen Einweg-Systeme waren. Stellen Sie sich vor, wie hoch der Preis für Flugreisen wäre, wenn Flugzeuge nach jedem einzelnen Flug zerstört würden. Das wäre so prohibitiv teuer, dass nur die Regierung es sich leisten könnte, von Forschungseinrichtungen bis zum Militär, und vielleicht ein spezielles kommerzielles Unternehmen, das die Kosten rechtfertigen kann.

Der Prototyp des Space‑Shuttles sollte ein Schritt zur Wiederverwendbarkeit sein. Aber in der Praxis die Kosten und der Zeitaufwand für die Aufarbeitung machten es nicht wesentlich anders, als es von Grund auf neu zu bauen.

Und bis vor kurzem war das genau das Gleiche für den Zugang zum Weltraum und zu Satelliten. Dann kam Elon Musks SpaceX mit wirklich wiederverwendbaren Raketen. Die erste Aufarbeitung der Falcon‑9‑Rakete dauerte eine Weile, aber mit dem nun etablierten Prozess und mehr Erfahrung gelang es SpaceX, die Rakete schrittweise 10‑mal schneller wieder einsatzbereit zu machen als die durchschnittliche Zeit, die das Space Shuttle benötigte.

Es ist erwähnenswert, dass die Wiederverwendbarkeit von SpaceX den Raketenbooster betrifft, etwas, das zuvor nie wiederverwendet wurde, sodass der Vergleich mit dem Space Shuttle immer noch unfair gegenüber den Leistungen von SpaceX ist.

Quelle: Ark Invest

Wiederverwendbarkeit bedeutet Kostenkollaps

Die Wiederverwendbarkeit der Rakete hat die Kostenrechnung für das Erreichen der Umlaufbahn vollständig verändert. Die komplexen und teuren Treibstofftanks, Einspritzsysteme, Steuerungen und Raketennasen können nun ihre Herstellungskosten über Dutzende kommerzieller Starts amortisieren.

Infolgedessen hat sich die Startkosten, gemessen in $/kg, um mehr als das Zehnfache (eine Größenordnung) reduziert. Und eine weitere Kostensenkung in ähnlichem Ausmaß wird in den nächsten Jahren erwartet.

Quelle: Ark Invest

Ein weiterer Faktor für SpaceXs bahnbrechende Effizienz ist, wie lange es zwischen den Wiederverwendungen der Falcon 9 dauert. Zurück zur Flugzeug-Analogie: Selbst bei Wiederverwendung wäre ein Flugticket viel teurer, wenn es ein halbes Jahr dauern würde, bis es wieder in die Luft kommt. Einfach ausgedrückt, müsste man für dieselbe Reisemenge (und Einnahmen) viel mehr Flugzeuge bauen.

Die Falcon‑9‑Rakete benötigte 2016 über 200 Tage, um wiederverwendet zu werden, und im Jahr 2023 gerade mal über 50 Tage.

Quelle: Ark Invest

Insgesamt hat der Erfolg der Wiederverwendbarkeit und Flugfrequenz der Falcon 9 zu der Situation geführt, dass 80 % der 2023 in die Umlaufbahn beförderten Masse von SpaceX gehoben wurden, was das 5‑zu‑1‑Verhältnis von Boeing + Lockheed + China + Russland + der EU + Japan + Indien zusammen übertrifft.

Quelle: Ark Invest

Die LEO-Konstellationschance

Nicht alle Satellitenumlaufbahnen sind gleichwertig. Viele Satelliten befinden sich in geostationären Umlaufbahnen (GEO), die es ihnen ermöglichen, konstant über demselben Erdbereich zu bleiben. Das ist zum Beispiel für Wettersatelliten sehr nützlich.

GEO ist sehr weit von der Erde entfernt, etwa 22.000 Meilen. Das bietet einen Vorteil: Die Satelliten würden erst nach über 1.000 Jahren zur Erde zurückfallen.

Quelle: Ark Invest

GEO ist jedoch eine sehr schlechte Option für die Telekommunikation. Die enorme Entfernung zwischen Erde und Satellit führt zwangsläufig zu erheblicher Latenz. Während das für unidirektionale Signale (wie TV-Programme) in Ordnung ist, ist es unmöglich, auf diese Weise einen qualitativ hochwertigen Telefon- oder Internetdienst zu erhalten, mit einer Latenz von 700 ms. Die Tatsache, dass GEO-Standorte zudem selten und wertvoll sind, verschärft das Problem.

Im Vergleich dazu kann eine Konstellation kleiner und leichter Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) eine Latenz von nur 40 ms erreichen, da sie lediglich 300 km über der Erdoberfläche liegt.

Quelle: Ark Invest

SpaceX baut bereits eine solche Konstellation unter der Marke Starlink, die den Internetzugang für abgelegene Gebiete mit schlechten Diensten oder überhaupt nicht von bodengebundenen Telefon-/Internet-Anbietern abgedeckt, bereits revolutioniert hat.

Seit dem Start im Februar 2021 hat Starlink exponentiell mehr Kunden gewonnen, mit 2,3 Millionen Nutzern im Dezember 2023.

Quelle: Ark Invest

Weltraum-Internet wird auch dank der sinkenden Kosten für Empfangsantennen, die durch Massenproduktion ermöglicht werden, immer attraktiver. Die Starlink‑Antenne sank von mehreren tausend Dollar anfangs auf nur 599 $, mit dem Ziel, bis 2028 450 $ zu kosten.

Der Markt für diesen Dienst ist enorm, mit 600 Millionen Menschen ohne Breitband-Internet und Millionen von Wohnmobilen, Freizeitbooten, Ozeanschiffen und Verkehrsflugzeugen als potenzielle Kunden. Und natürlich ist die Mehrheit der Erdbevölkerung mit einem Smartphone ausgestattet.

Neben Starlink starten oder entwickeln viele weitere LEO‑Internetkonstellationen, darunter:

• Von Jeff Bezos unterstütztes Blue Origin‑Projekt Kuiper (3.236 Satelliten)
• OneWeb‑Konstellation (650 Satelliten nach dem Konkursausstieg 2021)
• Russisches Efir (600 Satelliten bis 2025, wahrscheinlich mehr für militärische Anwendungen)
• Chinas GW und G60 (jeweils 13.000 bzw. 12.000 geplante Internet‑Satelliten)

Wiederverwendbare Starship

Da SpaceX bei wiederverwendbaren Raketen voraus ist, verschaffte es sich eine Spitzenposition beim Aufbau seiner LEO‑Telekommunikationssatellitenkonstellation, mit zunächst 12.000 zu startenden Satelliten (5.289 bereits im Orbit) und möglicherweise bis zu 42.000 in der Endversion.

Allerdings erfordert der schnelle Zerfall von LEO‑Umlaufbahnen (was einer Lebensdauer von 5 Jahren für Starlink‑Satelliten entspricht) kontinuierliche Starts, um diese Zahl stabil zu halten. Und die Falcon 9 ist für diese Aufgabe einfach etwas zu klein.

Glücklicherweise verfügt die kommende Starship über das Fünffache der Nutzlastkapazität der Falcon 9. Dennoch wird die Aufrechterhaltung von Starlink einen Starship-Start alle 3,5 Tage erfordern. Das wird SpaceX dabei helfen, eine wirklich massive Fertigungsstraße für Starship aufzubauen und die Kosten einzelner Raketen weiter zu senken.

Quelle: Ark Invest

Struktur des orbitalen Startmarktes

Aufgrund des Volumen­vorteils, den Starship genießen wird, könnte der Raumstartmarkt von wenigen Akteuren mit komplexen, massiven Raketen dominiert werden. Das scheint eindeutig die Richtung zu sein, die der Markt bereits einschlägt, wobei kleinere Startanbieter Schwierigkeiten haben, kommerzielle Rentabilität zu erreichen. Seit 1996 sind die meisten kleinen Startanbieter gescheitert, wurden storniert oder sind ruhend. Und der Markt könnte überfüllt sein, mit 101 Anbietern, die entweder operativ oder in Entwicklung sind.

Quelle: Ark Invest

Daher kann das Setzen auf kleinere Akteure für Investoren riskant sein. Gleichzeitig kann es die einzige Option sein, wenn die größten Akteure entweder diversifizierte Rüstungsunternehmen (wie Boeing) oder privat notiert sind, wie SpaceX.

Ein unbegrenzter Markt?

Das ändert nichts an der Tatsache, dass der orbitale Startmarkt äußerst attraktiv ist. Unbegrenztes Wirtschaftswachstum ist mit den begrenzten Ressourcen der Erde wahrscheinlich nicht erreichbar.

Aber der Weltraum ist groß. Günstigerer Zugang zum Weltraum eröffnet die Möglichkeit für zahlreiche neue Unternehmungen.

Die erste ist der Bau von Mondbasen, die voraussichtlich im Kontext eines neuen Wettlaufs zwischen dem Westen und Russland + China entstehen werden, wobei jede Seite eigene Pläne für eine Mondbasis im nächsten Jahrzehnt hat.

Eine weitere Option ist das Asteroidenbergbau, wobei einige Asteroiden buchstäblich Berge aus Gold, Platin, Palladium und anderen seltenen und wertvollen Mineralien enthalten. Tatsächlich könnte ein einziger Asteroid, Psyche, bei den aktuellen Mineralpreisen bis zu 10 Billiarden $ wert sein.

Helium‑3‑Vorkommen auf dem Mond könnten ebenfalls eine sehr wertvolle Ressource sein.

Nah am Heimatplaneten könnten Starship und ähnliche wiederverwendbare Raketen zur neuen Methode für schnellen „Luft“-Transport werden, dank Erreichung hyperschallartiger Geschwindigkeiten beim Verlassen der Atmosphäre. Bei einem Ticketpreis von 44.000 $ schätzt ARK Invest, dass dies ein Marktpotenzial von 350 Mrd. $ für die Durchführung von drei 3‑Stunden‑Flügen im Vergleich zu den derzeitigen 14‑Stunden‑Langstreckenflügen darstellen könnte.

Quelle: ARK Invest

Weitere Aktivitäten im Weltraum, wie Weltraumtourismus oder das Verlegen von umweltschädlichen Industrien in den Weltraum, werden sich ebenfalls wahrscheinlich entwickeln, wenn der Zugang zum Weltraum günstig genug wird. Das wird das Ausmaß der Branche erhöhen und die Kosten weiter senken.

Schließlich könnten militärische Anwendungen ein weiterer Einnahme­treiber sein. Starship‑hyperschall‑Lieferungen sind für das Pentagon von großem Interesse. Und ein rein militärisches paralleles Breitbandnetz, ähnlich wie Starlink, das Starshield‑Projekt, wird ebenfalls diskutiert.

Und natürlich gibt es das wahre Lebensziel von Elon Musk, die Kolonisierung eines völlig neuen Planeten, des Mars. Mehr darüber, wie eine marsianische Wirtschaft aussehen könnte, erfahren Sie in unserem Artikel „Die zukünftige marsianische Wirtschaft“.

Allein hyperschall‑Flüge und Einnahmen aus Satelliten‑Konnektivität könnten bis 2030 jeweils 130 Mrd. $ und 35 Mrd. $ generieren, mit viel Spielraum für Wachstum. Die Hinzunahme der anderen potenziellen Geschäftsbereiche macht Raumfahrt zu einem guten Kandidaten, einer der wichtigsten Wachstumstreiber der späten 2020er‑ und 2030er‑Jahre zu sein.

Aktien von wiederverwendbaren Raketen

Leider ist SpaceX für die meisten Investoren ein privat notiertes Unternehmen. Daher werden wahrscheinlich nur akkreditierte Investoren in der Lage sein, an SpaceX‑Aktien zu gelangen.

Das Gleiche gilt für Blue Origin sowie das chinesische LandSpace (das kürzlich SpaceX im erfolgreichen Entwickeln einer methangasbetriebenen Rakete übertroffen hat).

Und das könnte dauerhaft sein, da Elon Musk sagte, er wolle nach Tesla nie wieder ein börsennotiertes Unternehmen haben.

„Bei SpaceX denken wir nie an das Quartal. Wir denken nie daran“, sagte er. „Wir denken nicht an den Aktienkurs. Es gibt enormen Druck auf ein börsennotiertes Unternehmen, kein schlechtes Quartal zu haben. Das kann zu einer weniger effizienten Operation führen, bei der man am Ende des Quartals große Anstrengungen unternimmt, um die Menschen nicht zu enttäuschen. So läuft das eben.“

Selbst der Börsengang von Starlink könnte warten müssen, bis das Unternehmen ein stärkeres „langweiliges Telekom“-Profil hat als das derzeitige wachsende Startup‑Setup.

Musk sagte zu Cathy Wood, Leiterin von Ark Invest:

„Ich halte es nicht für sinnvoll, an die Börse zu gehen, bis man über einen extrem stabilen und vorhersehbaren Umsatzstrom verfügt“, sagte er. „Wenn Ihre Cashflows extrem stabil und vorhersehbar sind, ist ein Börsengang zu diesem Zeitpunkt weniger problematisch.“ Elon Musk

1. Rocket Lab

Rocket Lab ist einer der ernsthaftesten Anwärter im Markt für wiederverwendbare Raketen. Das Unternehmen konzentrierte sich zunächst auf kleine Raketen mit dem Electron-Startsystem (320 kg Nutzlast), das schrittweise zu einer teilweise wiederverwendbaren Rakete umgebaut wird. Bisher hat Electron 177 Satelliten in 44 Starts ausgesetzt.

Später plant Rocket Lab die Entwicklung einer mittelgroßen wiederverwendbaren Rakete, der Neutron, vergleichbar mit der Falcon 9 (8.000 kg in die LEO im vollständig wiederverwendbaren Modus, 1.500 kg zum Mars oder zur Venus). Die Neutron wird von einem methangasbrennenden Raketentriebwerk angetrieben (wie bei Starship), was offenbar zum Trend der nächsten Raketen­generation wird.

Das Unternehmen zeichnet sich durch einen vollständig vertikal integrierten Satellitenfertigungsprozess aus, der es ermöglicht, Kosten und Designgeschwindigkeit zu optimieren.

Dies führte zu mehreren Verträgen mit der NASA und der US‑Regierung, darunter ein Militärsatellitenvertrag über 515 Mio. $ und ein ziviler Vertrag über 143 Mio. $ für Globalstar.

Rocket Lab ist zudem ein bedeutender Hersteller von Solarpaneelen für Satelliten nach den Übernahmen von SolAero Technologies im Jahr 2022, mit über 1.000 Satelliten, die von diesen Paneelen betrieben werden, und insgesamt 4 MW Solarzellen.

Quelle: Rocket Lab

Derzeit ist sein Startsystem auf externe Zulieferer angewiesen, aber eine Reihe strategischer Akquisitionen sollte das ändern, indem die vertikale Integration, die bereits im Satellitendesign und der -fertigung erreicht wurde, im Startsystem repliziert wird.

Das Unternehmen prüft zudem die Möglichkeit einer Telekom‑LEO‑Konstellation zur Erzielung wiederkehrender Einnahmen. Es trägt auch zur Forschung für die Fertigung im Weltraum mit Varda Space Industries und zur Inspektion von orbitalen Trümmern bei.

Während SpaceX über Elon Musks Geschäftstalent verfügte, um seine Technologie von Grund auf zu entwickeln, nutzte Rocket Lab eine Mischung aus Forschung & Entwicklung und Akquisitionen, um die erforderliche Technologie vertikal zu integrieren. Das hat sich in der Satellitenfertigung als sehr erfolgreich erwiesen, und nun versucht das Unternehmen, diese Strategie auf wiederverwendbare Raketen zu übertragen.

Angesichts des bestehenden Cashflows aus der Satellitenproduktion und den Erfolgen von Electron ist Rocket Lab ein guter Kandidat, um zu SpaceX aufzuschließen.

2. Virgin Galactic

Das von Richard Branson gegründete Unternehmen konzentriert sich auf Weltraumtourismus.

Die Tickets liegen im Bereich von 250.000 $ bis 450.000 $, mit einer langen Warteliste. Die ersten Kunden scheinen von ihrer Erfahrung begeistert zu sein:

„Ich wusste immer, dass es die außergewöhnlichste Erfahrung meines Lebens sein würde. Das wusste ich immer. Und die Leute haben mir irgendwie gesagt, dass es so werden würde. Aber dann, wenn es… ist und es ein völlig anderes Niveau erreicht als die Erfahrung, die man erwartet hatte… dann ist es sehr schwer zu erklären.“

„Das war der beste Tag meines Lebens, der sensationellste Tag meines Lebens. Und man kann nicht besser werden. Es übertraf meine kühnsten Träume.“

Virgin Galactic arbeitet daran, seine Stückkosten zu verbessern, mit einem neuen Startsystem, dem „Delta“, das 6 Passagiere statt 4 transportieren kann und 8 Flüge pro Monat statt nur einem ermöglicht.

Zusammen sollten diese beiden verbesserten Kennzahlen den Umsatz pro Einheit um das 12‑fache steigern, mit einer Amortisationszeit von weniger als 6 Monaten für jedes Delta‑Shuttle. Der Delta‑Flugtest wird für Mitte 2025 erwartet.

Quelle: Virgin Galactic

Die Märkte waren besorgt, als angekündigt wurde, dass Branson nicht weiter in Virgin Galactic investieren würde. Besonders nach der Entlassung von 185 Mitarbeitern und einer Unterbrechung der Raumflüge im Jahr 2024, um auf die Ankunft des Delta‑Shuttles zu warten und die Geldverbrennung zu verlangsamen.

Dennoch wird prognostiziert, dass Virgin Galactic über genügend liquide Mittel verfügt, um bis 2025 oder 2026 zu operieren. Wenn die Entwicklung des Delta‑Flugsystems reibungslos verläuft (eine riskante Annahme in der Luft‑ und Raumfahrtindustrie), sollte das Unternehmen in der Lage sein, sich auf die Wiederaufnahme und das Wachstum des Cashflows zu konzentrieren, mit einem System, das auf Stückbasis profitabel ist. Und das Unternehmen bis 2026 cash‑flow‑positiv zu machen.

Quelle: Virgin Galactic

(Es sollte beachtet werden, dass Virgin Galactic sich von Virgin Orbit unterscheidet. Virgin Orbit meldete im April 2023 Insolvenz an und bot Startdienste für Kleinsatelliten an, wobei Rocket Lab die Long‑Beach‑Einrichtung, die Fertigung und die Werkzeuge des Unternehmens übernommen hat).

Die jüngste Insolvenz von Virgin Orbit und die Distanzierung von Virgin Galactic durch Gründer Richard Branson haben das Image des Unternehmens bei Investoren beschädigt, was 2023 zu einem stark fallenden Aktienkurs führte.

Gleichzeitig zeigen die Zufriedenheit früherer Kunden, ein klarer Plan für ein profitables Design (Delta‑Shuttles) und eine lange Warteliste potenzieller Kunden, dass das Unternehmen auch ohne weitere Mittelbeschaffung weiterhin tragfähig sein könnte. Vieles wird also vom Erfolg der Entwicklung, Fertigung und dem Betrieb des Delta‑Shuttles abhängen und davon, dass dies vor Ende 2025 erreicht wird.

Falls dem so ist, würde die deutlich niedrigere Bewertung eine Gelegenheit für Investoren schaffen, Unternehmensanteile zu einem Abschlag zu erwerben.