Kan het Longshot-ruimtecannon een orbitale economie op gang brengen?

Lanceerkosten verlagen zonder raketten?

Sinds de lancering van de eerste kunstmatige satelliet, Spoetnik, in 1957, zijn we gewend geraakt aan het zien van raketten om de ruimte te bereiken. Maar raketten zijn van nature duur, omdat ze veel brandstof moeten verbranden om hun eigen gewicht (en het gewicht van de brandstof) te dragen, en omdat ze reactoren nodig hebben die de extreme omstandigheden die door de verbranding ontstaan kunnen weerstaan.

Recentelijk zijn de lanceerkosten om een baan te bereiken dramatisch gedaald, dankzij de herbruikbare raketten van SpaceX (SPCX ). En deze kosten zouden kunnen blijven dalen tot $100-200 per kg als er een grote vloot ruimteschepen wordt gebouwd en succesvol is.

Bron: Ark Invest

Toch is dit vele orders van grootte duurder dan elke andere vorm van transport. Dus elk grootschalig project in de ruimte lijkt gedoemd te blijven om zeer duur te zijn.

Tot nu toe kunnen de enige voorgestelde alternatieven worden gegroepeerd in één van twee categorieën:

• Duure megaprojecten die afhankelijk zijn van ongeteste technologieën zoals massadrivers of ruimteliften. Dit is iets wat we uitvoerig hebben onderzocht in “Space Infrastructure – Building Stairways To The Heavens“.
• In-situ productie, waarbij grondstoffen die op de maan of asteroïden worden gedolven worden gebruikt om ruimteapparatuur te bouwen met ruimtematerialen, waardoor het nodig is om ze niet vanaf de aarde te lanceren.

Beide zijn helaas voorlopig nog een verre kans, met waarschijnlijk decennia voordat ze realiteit worden.

Maar misschien is er een derde manier, een alternatief om enorme hoeveelheden materiaal van de aarde naar een baan te sturen en ze vervolgens in de baan te vervaardigen. Dit is het plan dat Longshot Space heeft onthuld, dat letterlijke ruimtekanonnen ontwikkelt.

Ruimtekanonnen

Grappig genoeg zijn enorme kanonnen misschien de eerste methode die werd bedacht om de ruimte te bereiken, met de proto-sciencefictionroman van Jules Verne “Van de aarde naar de maan”. In de roman uit 1865 (en het vervolg “Rond de maan”) gebruiken de hoofdpersonen een enorm kanon om naar de maan te reizen, aangezien op dat moment het idee van raketten vrijwel niet bestond.

Bron: Nation Air And Space Museum

Het concept zou veel later worden onderzocht met het High Altitude Research Project (HARP) en het Super High Altitude Research Project (SHARP).

HARP

Het HARP-project, gefinancierd door het USA Army Research and Development Center, gebruikte een overgrote 120 voet lange (36 meter), 200 ton zware maritieme kanon om te proberen satellieten in een baan te brengen.

Het slaagde erin testprojectielen tot 80 km hoogte te schieten, en vervolgens 180 km met de Yuma Gun (het ISS draait om de aarde op 408 km hoogte).

Bron: Astronix

Helaas zou kortdurende financiering en politieke strijd het programma doen ontsporen.

In een curieuze wending, zoals uit een spionagefilm, werkte de geest achter HARP, de Canadese artillerie-expert Gerald Bull, later aan Project Babylon voor Saddam Hussein, een vergelijkbaar idee, tot Bull’s moord in 1990.

SHARP

Dit ontwerp van het Amerikaanse leger, operationeel in 1992, maakte niet direct gebruik van explosieve voortstuwing maar van methaan en later waterstofgas, samengeperst door een reeks detonaties. Het gebruikte een totale kanonlengte van 425 voet (129 meter).

Bron: Astronix

Men verwachtte dat dit de eerste stap zou zijn vóór een “Jules Verne Launcher”. Maar het prijskaartje van $1 miljard voor deze lanceerder zou ertoe leiden dat hij niet geproduceerd zou worden.

Evenzo probeerde Quicklaunch, een spin-off van de universiteit van het SHARP-project, het met privékapitaal te bouwen, maar sloot uiteindelijk in 2005.

Longshot’s Ruimtekanon

Longshot baseert zijn ontwerp ook op gascompressie, waardoor het de nieuwste is in een lange reeks pogingen om ruimtekanonnen te ontwikkelen.

Uiteindelijk is het ontwerp van Longshot een iteratie van het allereerste hypersonische prototype, de V3 uit de Tweede Wereldoorlog, met meerdere gasinjectoren die opeenvolgend zijn geïnstalleerd. Het zou echter moeilijk blijken om verschillende doelen ermee te richten, en het werd vernietigd in een geallieerde bombardement.

Bron: Longshot Space

De meerdere injectoren betekenden dat ze gemaakt konden worden van goedkope materialen die niet ontworpen waren om hoge temperaturen of druk te weerstaan (in tegenstelling tot raketreactoronderdelen).

In de woorden van het Longshot-team: “Rockets zijn goede wapens maar duur, ruimtekanonnen zijn slechte wapens maar goedkoop”.

Bron: Longshot Space’s X account

Net als HARP en SHARP zijn ze van plan waterstofgas te gebruiken, omdat de lage dichtheid van het gas de maximale mogelijke snelheid mogelijk maakt.

Bron: Longshot Space

Maar deze keer is het doel nog ambitieuzer, met een nog langere kanon die meer snelheid en acceleratie mogelijk maakt.

Door de lengte van de loop uit te breiden tot meer dan 500 meter en meer boosters toe te voegen, zal Longshot in staat zijn om ladingen tot 100 kg te versnellen tot Mach 5+ bij acceleratielasten die je mobiele telefoon kan overleven, en tegen prijzen die aanzienlijk lager liggen dan de huidige raketgebaseerde versnellingssystemen.

Problemen met Ruimtekanonnen

Hoewel ruimtekanonnen verschillende keren zijn geprobeerd, zijn ze tot nu toe commercieel onsuccesvol geweest.

Zijn de plannen van Longshot dus realistisch? Wellicht, zolang het de problemen kan oplossen die eerdere ruimtekanonprojecten hebben doen mislukken.

Acceleraties

Het eerste om te begrijpen is dat ruimtekanonnen waarschijnlijk nooit zullen worden gebruikt voor het transporteren van mensen of iets dat op afstand fragiel is, in tegenstelling tot Jules Verne’s oorspronkelijke idee.

Dit komt doordat het ontwerp versnellingskrachten tot 100 G op de lading uitoefent, minstens 3 keer meer dan wat het menselijk lichaam kan overleven.

Zelfs satellieten zouden moeten worden gehard om de lancering te overleven onder zo’n brute acceleratie.

Traject

Een ander probleem is dat een ruimtekanon, door de aard van de lancering, niet in staat is objecten in een stabiele baan te plaatsen. Ze zullen ofwel terug naar de aarde vallen of de zwaartekracht van de planeet ontvluchten.

Daarom moeten alle ladingen enige koerscorrecties uitvoeren om een stabiele baan te bereiken.

Lading

Een andere beperking van het vorige project is dat ze uiteindelijk slechts een paar kilo’s materiaal naar de ruimte willen lanceren. Hoewel dit acceptabel was voor satellieten uit die tijd, en vergeleken met de raketlading van toen, heeft de binnenkort verwachte 100-200 ton lading van Starship dit veranderd.

Daarom zijn er echt minstens tientallen of honderden kilo’s lading voor ruimtekanonnen nodig, evenals een zeer regelmatig vuurschema om te evenaren wat de nieuwste raketten van SpaceX kunnen bereiken.

Systeemcomplexiteit

Sinds de jaren 80 en 90 is er veel vooruitgang geboekt in vele fundamentele technologieën zoals vermogenselektronica, computertechniek, materiaalkunde, energieproductie, enz.

Dit betekent dat de details van de engineering van ruimtekanonnen tegenwoordig waarschijnlijk goedkoper en/of beter kunnen worden uitgevoerd dan 40 jaar geleden. Bijvoorbeeld, nauwkeurige computermodellering, zonne-energie om waterstof te produceren, gasinjecties op het exacte juiste moment, elektronische geleidingssystemen die 100 G kunnen weerstaan, enz.

Marktgereedheid

Tot voor kort bestond de markt voor orbitale lanceringen voornamelijk uit overheden, enkele telecommunicatiesatellieten en wetenschappelijke missies. Dit verandert snel met ruimtetoerisme, geplande bases op de maan, en misschien zelfs kolonisatie van Mars.

Dit verandert de economie waarmee een ruimtekanonbedrijf te maken heeft volledig en kan de weg vrijmaken voor veel meer financiering totdat de technologie volwassen is, iets wat alle eerdere programma’s heeft gedood.

Een ruimtegebaseerde economie zou ook een grote totale adresseerbare markt openen, iets wat in de jaren 90 enigszins ontbrak.

Longshot’s Ruimtevoortgang

Longshot’s Tijdlijn

In alle opzichten past Longshot Space bij het archetype van een slordige, in een garage gebouwde startup.

Begonnen met financiering van vrienden en familie in 2020, was het bijna failliet in Q3 2021 en had het een prototype gebouwd dat Mach 1,8 bereikte.

Dat was toen de Amerikaanse luchtmacht het een directe fase‑2 SBIR van $750.000 toekende. Dit zou de technologie van het bedrijf valideren en helpen bij verdere fondsenwerving. Geld van Space Fund en Sam Altman (van OpenAI) verhoogde de pre‑seedronde tot $1,5 miljoen.

Met een nieuw prototype in Oakland, Californië, bereikten ze een snelheid van Mach 4,8.

Verdere financiering van de luchtmacht en kapitaalverhoging, inclusief $5 miljoen nieuw geld voor een totaal van $8 miljoen.

Dit zal worden gebruikt om een enorme 500 meter lange kanon in de Nevada‑woestijn te bouwen om 100‑kilogram ladingen tot Mach 5 te versnellen. De verhuizing naar Nevada zal de veiligheid van de tests verhogen, evenals het gebruik van het onstabiele maar krachtigere waterstofgas.

Het doel is om vanaf hier te blijven itereren, met “volgende stap is Mach 6, dan Mach 15, dan Mach 25”.

Concurrentiepositie

In zekere zin is het succes van SpaceX zowel een zegen als een vloek voor Longshot en alle andere ruimte‑lanceer‑startups.

Aan de ene kant bewijst het aan investeerders dat dit een winstgevende onderneming kan zijn, iets dat in 2012 nog als onmogelijk werd beschouwd.

Aan de andere kant betekent het zeer zware concurrentie, terwijl SpaceX alleen bedrijven als Boeing hoefde te verslaan die gewend waren aan een comfortabele “cost-plus contractering”. De lat om te halen is nu veel hoger en wordt voortdurend strenger.

Dus inderdaad, concurrentie met SpaceX betekent dat een raket met lanceerkosten van $1.000/kg, of zelfs een ongekende $500/kg, mogelijk niet genoeg zal zijn.

Dit betekent ook dat differentiatie essentieel is. Terwijl SpaceX mensen kan lanceren met een complexe, fragiele lading, kunnen bedrijven als Longshot Space of Spinlaunch zich richten op iets anders: omvangrijke, eenvoudigere ladingen.

En dit is eigenlijk een vereiste als we willen uitbreiden in de ruimte, zoals we presenteerden in “De Toekomst van de Ruimtegebaseerde Economie”. Dezelfde tienduizenden tonnen ruwe materialen zullen nodig zijn om de grote orbitale zonne‑arrays te bouwen die de hele aarde van stroom voorzien, zoals we bespraken in “Ruimtegebaseerde Energiesystemen voor Eindeloze Schone Energie”.

Toepassingen

Raketbijtanken

Aangenomen dat Longshot in staat zou zijn om ladingen naar een baan te sturen tegen een goedkope kost (<$100/kg), lijkt één toepassing zeer eenvoudig: het bijtanken van Starship. Dus opnieuw zou de vooruitgang van SpaceX sommige van zijn concurrenten kunnen stimuleren.

Voorlopig berust het plan om een Starship op de maan of Mars te laten landen op het sturen van nog een aantal Starships om de in een baan achtergebleven te bijtanken. Afhankelijk van de daadwerkelijke lading van de Starship, betekent dit dat tussen de 15‑30 lanceringen in totaal nodig zouden zijn om één Starship naar de maan te brengen.

Dit komt doordat elke Starship bijna leeg in een baan aankomt, met weinig draagcapaciteit over voor extra brandstof. Met een verwachte lanceerkost van $5 miljoen per Starship (en meer gefactureerd aan NASA) in een best‑case scenario, betekent dit dat de totale kosten van de maanlanding waarschijnlijk $100‑150 miljoen of meer alleen al voor het bijtanken bedragen.

In plaats daarvan zou een systeem zoals Longshot artillerieschelp‑achtige containers in een baan kunnen sturen. Deze kunnen vervolgens worden opgevangen door een toegewijd baanvoertuig en teruggebracht naar de Starship die moet worden bijgetankt.

Het zou dus kunnen dat het bijtanken van maanmissies de allereerste praktische gebruikscase voor ruimtekanonnen wordt, en de eerste commerciële contracten voor Longshot Space.

Grondstoffen

Uiteindelijk zouden Longshot‑ruimtekanonnen kunnen worden gebruikt om elke soort materiaal in een baan te sturen die stevig genoeg is om de 100 G acceleratie te overleven.

In theorie kan dit onder meer elektronica omvatten, inclusief consumentenelektronica, maar dit zou in de praktijk getest moeten worden.

Wat zeker inbegrepen is, zijn allerlei grondstoffen. Bij een lage lanceerkost van ongeveer $10‑100/kg zou het praktisch kunnen zijn om grote hoeveelheden staalplaten, aluminium, polysilicium, basis elektronische componenten, en zelfs water of voedsel, enz. in een baan te sturen.

Bijvoorbeeld, er is bestudeerd dat ruimtegebaseerde zonne‑energie economisch zinvol kan zijn zodra de lanceerkost onder $500/kg daalt.

Deze zouden vervolgens door ruimtegebaseerde geautomatiseerde fabrieken verwerkt moeten worden tot bruikbare materialen, zoals bijvoorbeeld stralingsbescherming (staal en water), zonnepanelen (polysilicium), orbitale spiegels (aluminium), enz.

Dit zou de kosten van orbitale ruimtestations en ruimtehabitats in het algemeen radicaal verlagen.

Mars Cycler

Gunstige bulkmaterialen in de ruimte kunnen ook essentieel zijn voor het bouwen van een Aldrin Conveyor / Cycler, of een Mars Cycler die permanent in een baan draait zodat hij regelmatig in de buurt van zowel de aarde als Mars komt.

Bron: Ethan MacDonald

Op deze manier zou je een permanente ruimtestation kunnen bouwen voor mensen om van en naar Mars te reizen. Het zou zware stralingsbescherming en voedselproductie hebben, evenals comfortabelere en ruimere kamers en sportfaciliteiten om mensen in vorm te houden ondanks het ontbreken van zwaartekracht.

Het zou voorkomen dat men de volledige bescherming, levensondersteuning en voedselvoorziening voor elke reis naar Mars moet versnellen en vertragen.

Micro‑satellieten

Tegenwoordig bestaat er een hele klasse van mini‑ en microsatellieten van 10‑180 kg. Dit omvat de CubeSats die recentelijk werden gebruikt om een goedkope zwerm satellieten te lanceren.

Bron: NASA

Uiteindelijk zouden internet‑gebaseerde satellieten zoals de Starlink‑satellieten (260 kg) misschien zelfs in modellen kunnen worden opgenomen die beter met ruimtekanonnen dan met raketten gelanceerd kunnen worden.

Ruimtewapens

Het militariseren van de ruimte is een zeer fel debat onderwerp, dat verschillende internationale verdragen zou schenden.

Het zou de mensheid zelfs kunnen bedreigen met het Kessler‑syndroom, de situatie waarin zoveel ruimtelijk puin in een baan is dat we vastzitten op aarde.

Desalniettemin heeft het perspectief van het lanceren van een ultra‑goedkope lading van tientallen of misschien honderden kilo’s potentiële militaire toepassingen. Dit kan onder meer anti‑satellietwapens, hypersonische raketten, bewakingstools, enz. omvatten.

Met de geopolitieke spanningen met Rusland, Iran en China die escaleren, is dit geen triviale kwestie.

Dit is waarschijnlijk een reden waarom Longshot Space in eerste instantie financiering van de Amerikaanse luchtmacht ontving, vooral omdat de VS officieel een militaire Space Force hebben opgericht tijdens het presidentschap van Trump.

Hoewel ruimtekanonnen slechte wapens zijn in de zin van artilleriestukken, kunnen ze toch een cruciale militaire technologie zijn die grootmachten willen beheersen.

Investeren in Ruimte‑infrastructuur

Ruimte is een zeer gevestigde industrie die een wedergeboorte en explosieve groei doormaakt dankzij herbruikbare raketten. We bespraken hoe dit volledige kansen zou creëren in ons artikel “Herbruikbare Raketten om Meerdere Nieuwe Markten te Creëren door Kosten Drastisch te Verlagen”.

De huidige ruimtemarkt bedraagt $443 miljard, ruimtetoerisme en hypersonische vluchten kunnen nog eens $350 miljard aan inkomsten toevoegen, plus een prognose van satelliet‑gebaseerd internet ter waarde van $17 miljard, evenals militaire toepassingen en gesubsidieerde maanbases, wetenschappelijke projecten, enz. En dit is zelfs zonder meer speculatieve (maar potentieel zeer lucratieve) ideeën zoals asteroïd mijnbouw.

Je kunt investeren in ruimtegerelateerde bedrijven via vele brokers, en je kunt op deze website onze aanbevelingen vinden voor de beste brokers in de VS, Canada, Australië, het VK, evenals vele andere landen.

Als je niet geïnteresseerd bent in het selecteren van specifieke ruimtegerelateerde bedrijven, kun je ook kijken naar ETF’s zoals ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX) of VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) om te profiteren van de groei van de ruimte‑sector als geheel.

Ruimte‑infrastructuurbedrijven

1. Rocket Lab

Rocket Lab (RKLB ) is een van de meest serieuze concurrenten op de markt voor herbruikbare raketten. Het bedrijf richtte zich aanvankelijk op kleine raketten, met het Electron‑lanceersysteem (320 kg payload), dat geleidelijk wordt omgevormd tot een gedeeltelijk herbruikbare raket. Tot nu toe heeft Electron 177 satellieten in 44 lanceringen ingezet.

Later kijkt Rocket Lab naar het creëren van een middelgrote herbruikbare raket, de Neutron, vergelijkbaar met Falcon 9 (8.000 kg naar LEO in volledig herbruikbare modus, 1.500 kg naar Mars of Venus). De Neutron zal worden aangedreven door een methaan‑brandende raketmotor (zoals Starship), wat de trend lijkt te worden voor de volgende generatie raketten.

Het bedrijf is opmerkelijk vanwege zijn volledig verticaal geïntegreerde satellietproductieproces, waardoor het kosten en ontwerpsnelheid kan optimaliseren. Dit heeft geresulteerd in meerdere contracten met NASA en de Amerikaanse overheid, waaronder een militair satellietcontract van $515 miljoen en een civiel contract van $143 miljoen voor Globalstar.

Rocket Lab is ook een grote fabrikant van zonnepanelen voor satellieten na de overname van SolAero Technologies in 2022, met meer dan 1.000 satellieten die door deze panelen worden aangedreven, en in totaal 4 MW zonnecellen geproduceerd.

Bron: Rocket Lab

Voorlopig is het lanceersysteem afhankelijk van externe leveranciers, maar een reeks strategische overnames zou dat moeten veranderen, door de verticale integratie die al in satellietontwerp en -productie is bereikt, te repliceren in het lanceersysteem.

Het bedrijf onderzoekt ook de mogelijkheid van een telecom‑LEO‑constellatie om terugkerende inkomsten te genereren. Het draagt ook bij aan onderzoek naar productie in de ruimte met Varda Space Industries en inspectie van orbitale rommel.

Terwijl SpaceX Elon’s zakelijke talent had om zijn technologie vanaf nul te ontwikkelen, gebruikte Rocket Lab een mix van R&D en overnames om de benodigde technologie verticaal te integreren. Dit is zeer succesvol gebleken in satellietproductie, en ze willen nu deze strategie repliceren voor herbruikbare raketten.

Gelet op de bestaande cashflow uit satellietproductie en het succes van Electron, is Rocket Lab een goede kandidaat om SpaceX in te halen, althans tot massadrivers en andere infrastructuren over enkele decennia zijn gebouwd.

2. Virgin Galactic

Het bedrijf werd opgericht door Richard Branson en richt zich op ruimtetoerisme.

De tickets liggen in de range van $250.000‑450.000, met een lange wachtlijst. De eerste klanten lijken dolenthousiast over hun ervaring:

“Ik wist altijd dat het de meest buitengewone ervaring van mijn leven zou worden. Ik wist dat. En mensen vertelden me dat het zou zijn. Maar toen het zover was… en het op een ander niveau was dan de ervaring die je dacht te krijgen… dan is het heel moeilijk uit te leggen.”

“Dit is de beste dag van mijn leven geweest, de meest sensationele dag van mijn leven. En je kunt niet beter dan dat. Het overtrof mijn wildste dromen.”

Virgin Galactic (SPCE ) werkt aan het verbeteren van haar eenheidseconomiek, met een nieuw lanceersysteem, de “Delta”, dat 6 passagiers kan vervoeren in plaats van 4, en 8 vluchten per maand kan uitvoeren in plaats van slechts één.

Samen zouden deze 2 verbeterde statistieken de omzet per eenheid met 12× moeten verhogen, met een terugverdientijd van minder dan 6 maanden voor elke Delta‑shuttle. De Delta‑vlucht test wordt verwacht medio 2025.

Bron: Virgin Galactic

De markten waren bezorgd toen werd aangekondigd dat Branson niet verder zou investeren in Virgin Galactic. Vooral na het ontslaan van 185 medewerkers en een pauze in ruimtereizen in 2024, om te wachten op de aankomst van de Delta‑shuttle en de cash‑burn snelheid te verminderen.

Desondanks wordt voorspeld dat Virgin Galactic voldoende cash heeft om door te gaan tot 2025 of 2026. Dus als de ontwikkeling van het Delta‑vluchtsysteem soepel verloopt (een riskante onderneming in de lucht‑ en ruimtevaartindustrie), zou het bedrijf zich moeten kunnen richten op het herstarten en laten groeien van de cashflow, met een systeem dat winstgevend is per eenheid. En het bedrijf in 2026 cash‑flow positief maken.

Bron: Virgin Galactic

(Het moet worden opgemerkt dat Virgin Galactic verschilt van Virgin Orbit. Virgin Orbit vroeg in april 2023 faillissement aan en leverde lanceerdiensten voor kleine satellieten, waarbij Rocket Lab de Long Beach‑faciliteit, productie en gereedschapsactiva van het bedrijf overnam).

Het recente faillissement van Virgin Orbit en de afstand die oprichter Richard Branson heeft genomen van Virgin Galactic heeft het imago van het bedrijf bij investeerders beschadigd, wat heeft geleid tot een dalende aandelenkoers in 2023 en 2024.

Voorzichtigheid met betrekking tot het aandeel zelf wordt sterk aanbevolen.

Tegelijkertijd tonen de tevredenheid van eerdere klanten, een duidelijk plan voor een winstgevend ontwerp (Delta‑shuttles), en een lange wachtlijst van potentiële klanten aan dat het bedrijf nog steeds levensvatbaar kan zijn, zelfs zonder extra financiering.

Zolang het de Delta‑klasse shuttle snel genoeg kan laten vliegen. Tot nu toe is de fabriek om Delta te bouwen voltooid, en de bouw zou in Q1 2025 moeten beginnen.

Veel zal afhangen van het succes van de ontwikkeling, productie en exploitatie van de Delta‑shuttle en het behalen ervan vóór het einde van 2025.

Als dit het geval is, zou de veel lagere waardering een kans voor investeerders creëren om aandelen van het bedrijf met korting te kopen.