Strategische Chance deutscher Weltraumbahnhof

STRATEGISCHE CHANCE

WELTRAUMBAHNHOF

Eine Kooperation von DVV | griephan und dem Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI)

DVV Media Group

01 | 2020

www.griephan.de

Edition

EDITORIAL_SCHULTE

Strategische Chance Weltraumbahnhof Die Nutzbarmachung des Weltraums durch die bemannte und unbemannte Raumfahrt mit Beginn der 1950er Jahre läutete einen Wettstreit der Supermächte ein, der die kommenden Dekaden bestimmen sollte. Später kamen zu den rein staatlich-strategischen Interessen kommerzielle Anwendungen hinzu; im Falle der zivilen Nutzung von GPS leiteten sie sich von militärischen Fähigkeiten ab. Geprägt war der technologische Wettlauf von „Höher, Schneller und Weiter“; lange gab es dabei nur die Richtung hin zu leistungsfähigeren Raketen mit größerer Nutzlast, sowie deren Optimierung.

Diese Zeiten sind vorbei!

Heute drängen kommerzielle Anbieter mit neuen Konzepten und Fähigkeiten für Satelliten und Raketen auf den Markt; sie kooperieren weltweit erfolgreich mit staatlichen Einrichtungen.

Zu den „klassischen“ Aufträgen durch Sicherheitsbehörden und Militär treten vermehrt kommerzielle Angebote. Dafür verantwortlich zeichnet der anhaltende technologische Fortschritt – beispielhaft an der Miniaturisierung: Sie erlaubt die Entwicklung kleinerer Trägerraketen, die wiederum vergleichsweise kleine und leichte Fracht mit erweiterten Fähigkeiten verbringen kann. Darin liegt eine außerordentliche Chance für Deutschland, das Anspruch auf Führung bei Wirtschaft, Forschung und Bildung anmeldet. Erste Weichen hat die Politik gestellt, unter anderem mit dem Spacepark Trauen. Hier entsteht ein Kompetenz- und Forschungszentrum, an dem Bundeswehr und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam forschen wollen.

fachkundigen Autoren die strategische Bedeutung und Chance eines deutschen Weltraumbahnhofs aus.

Die Herausforderungen für die Streitkräfte nehmen eher zu als ab, gleichzeitig wäre ein solcher Weltraumbahnhof auf deutschem Staatsgebiet bedeutsamer Anstoß für den Wirtschaftsstandort: Dr. Joachim Lang, Hauptgeschäftsführer des BDI, stellt vor, welchen Nutzen ein eigener Weltraumbahnhof für Deutschland, aber auch Europa haben würde.

Ralph Thiele, CEO von StratByrd Consulting legt dar, welche technologischen Synergien sich anbieten und in welche Richtung der Fortschritt zeigt. Neben der gestiegenen Bedeutung von Klein- und Kleinst-Trägerraketen arbeitet Marco Fuchs, CEO der Firma OHB, die Faktoren heraus, die bei der Suche nach einem geeigneten Standort für einen deutschen Weltraumbahnhof zu berücksichtigen sind.

Bei dem Konzept „Responsive Space“ der Bundeswehr geht es im Krisen- oder Konfliktfall um die schnelle Reaktion mit Fähigkeiten aus dem Weltall heraus und ihren unverzüglichen Ersatz bei Ausfällen. Fritz Felgentreu (SPD) und Henning Otte (CDU), beide verteidigungspolitische Sprecher ihrer Fraktionen im Bundestag, unterstreichen die sicherheitspolitische Bedeutung eines deutschen Weltraumbahnhofs für die Bundeswehr und die Politik.

Freuen Sie sich auf eine zukunftsträchtige Lektüre! 

Die Sterne stehen günstig! In dieser Ausgabe der griephan Edition loten wir in bewährter Zusammenarbeit mit dem Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) und unseren

Sebastian Schulte

Chefredakteur griephan

griephan Edition ist eine unregelmäßig erscheinende Sonderpublikation von griephan.

Verlag DVV Media Group GmbH | griephan Postfach 101609, D-20010 Hamburg Heidenkampsweg 73–79, D-20097 Hamburg www.dvvmedia.com | www.griephan.de Martin Weber (Geschäftsführer) Manuel Bosch (Verlagsleiter)

DVV Media Group

2

griephan Edition 01/2020

Redaktion Sebastian Schulte (verantw.)

Anna Sturm E-Mail: anna.sturm@dvvmedia.com

Anzeigen Dr. Uwe Wehrstedt (Anzeigenverkauf) E-Mail: wehrstedt@griephan.de Beatrice Burmester (Anzeigentechnik) Vertrieb Markus Kukuk (Vertriebsleitung) Copyright 2020 DVV Media Group GmbH | griephan Cover: alexyz3d / stock.adobe.com

EDITION_LANG

Weltraumbahnhof für Deutschland & Europa KRITISCHE INFRASTRUKTUR Raumfahrt ist eine wesentliche Voraussetzung für Zukunftstechnologien wie autonomes Fahren und Big Data-Anwendungen; sie liefert die Daten und Infrastruktur für zahlreiche digitale Dienste und Technologien.

Ein deutscher Weltraumbahnhof würde die strategische Souveränität Deutschlands und Europas nachhaltig stärken.

IM UMBRUCH Der Start einer Trägerrakete vom Typ Falcon-9 mit der Raumkapsel „Crew Dragon“ des Unternehmens SpaceX im Mai 2020 markierte einen Wendepunkt in der Raumfahrt. Erstmals wurden Astronauten durch ein privates Unternehmen zur International Space Station (ISS) gebracht.

Millionen Menschen weltweit verfolgten dieses Ereignis gebannt. In der unbemannten Raumfahrt ist man bereits weiter: Megakonstellationen von Satelliten werden von privaten Unternehmen aufgebaut und kleine Trägersysteme entwickelt. Mit Blick auf die digitalen Technologien der Zukunft, die überwiegend auf satellitenbasierte Daten angewiesen sind, wird Raumfahrt immer stärker zu einer kritischen Infrastruktur. Sie ist unter anderem Voraussetzung für präzise Navigation, globale Kommunikation und automatisierte Fertigungen. Zudem leistet sie einen unverzichtbaren Beitrag für den Klimaschutz und mehr Nachhaltigkeit auf der Erde, beispielsweise in Form von Smart Farming. Nicht zuletzt begeistert Raumfahrt vor allem junge Menschen für neue Technologien und Innovationen.

Mit großer Geschwindigkeit gewinnt der Weltraum an strategischer Relevanz. Die NATO hat das All als fünftes Operationsgebiet, neben Land, Luft, Meer und Cyber, definiert. Die USA haben eine eigene Space Force gegründet, Großbritannien baut einen kleinen Weltraumbahnhof in Schottland und die Bundeswehr verfügt bereits seit Jahren über eine „Strategische Leitlinie Weltraum“.

Zur Aufklärung, Lagebilderstellung und Kommunikation sind Satelliten unverzichtbar.

Ohne sie sind Auslandseinsätze der Bundeswehr nicht mehr denkbar. Eine aktuelle Studie des Center for Strategic and Inter-

© Google Earth

Dr. Joachim Lang

national Studies (CSIS) kategorisiert sechs bereits existierende beziehungsweise denkbare Waffentypen, die im Weltraum zur Anwendung kommen könnten. Der mutmaßliche Spionageangriff 2018 auf einen französischitalienischen Satelliten dokumentiert, dass das All schon heute ein Schauplatz sicherheitspolitischer Auseinandersetzungen ist.

Ein deutscher Weltraumbahnhof für kleine Trägerraketen mit einer Nutzlast bis eine Tonne würde diesen Entwicklungen Rechnung tragen und der Bundesregierung neue Handlungsoptionen eröffnen. Dies gilt insbesondere mit Blick auf bereits bestehende „Responsive Space“ Anforderungen der Bundeswehr. Damit wird

OPTIONEN

die Fähigkeit beschrieben, militärische und nachrichtendienstliche Systeme präzise und kurzfristig im Weltraum zu platzieren und zu nutzen. So soll eine schnelle und individuell anpassbare Unterstützung operativer und taktischer Missionen auf der Erde unterstützt werden.

Die steigende militärische Bedeutung des Weltalls haben auch die Koalitionsfraktionen im Deutschen Bundestag erkannt. Im Rahmen der Aufstellung des Bundeshaushalts 2020 forderten die verteidigungspolitischen Sprecher von CDU/CSU und SPD das Bundesministerium der Verteidigung auf, „Fähigkeiten [zu] entwickeln, schnell und verzugslos Zugang zum All zu erlangen“. Auch das Planungsamt der Bundeswehr befasst sich intensiv mit Fragen von „Responsive Space“.

Die Bundeswehr wäre somit einer der größten staatlichen Profiteure eines deutschen Weltraumbahnhofs.

Neben der strategischen Bedeutung sprechen auch gewichtige wirtschaftliche Argumente für eine deutsche Startmöglichkeit.

Dank Miniaturisierung werden Satelliten immer kleiner. Der Bedarf an Trägerraketen verändert sich vor diesem Hintergrund. Zukünftig wird es einen Mix aus kleinen, mittleren und großen Trägersystemen geben, um unterschiedlichen Kundenwünschen optimal Rechnung zu tragen. Mit Ariane 5 und zukünftig 6 sowie der Vega-Rakete verfügt Europa bereits über große und mittlere Träger.

Ein deutscher Weltraumbahnhof für kleine Trägerraketen würde das europäische Raketen-Portfolio komplettieren und erstmals kurzfristige Starts von Europa aus ermöglichen. Er wäre damit auch keine Konkurrenz zum Weltraumbahnhof in FranzösischGuayana, sondern würde diesen sinnvoll ergänzen und allen Partnern für eigene Starts zur Verfügung stehen.

griephan Edition 01/2020

3

© BDI

EDITION_LANG

» Ein deutscher Weltraumbahnhof für kleine Trägerraketen würde das europäische Raketen-Portfolio komplettieren und erstmals kurzfristige Starts von Europa aus ermöglichen.«

Dr. Joachim Lang Hauptgeschäftsführer & Mitglied des Präsidiums Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI)

Bisher müssen Satelliten für den Start ins All zu Weltraumbahnhöfen nach Amerika, Russland oder Indien transportiert werden.

Dies ist teuer und bürokratisch aufwändig.

Satelliten sind „Dual-Use“ Güter, das heißt ein Start im außereuropäischen Ausland wird als Export gewertet und muss vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) in jedem Einzelfall genehmigt werden. Die Exportgenehmigung kann mitunter bis zu sechs Monate dauern. Ein deutscher Weltraumbahnhof würde attraktive „Justin-Time“ Verbringungen ermöglichen und Transportkosten signifikant reduzieren.

Langwierige Exportgenehmigungen würden komplett entfallen.

STANDORT NORDSEE Offen bleibt die Frage, warum ein kleiner Weltraumbahnhof gerade in Deutschland und nicht an einem anderen Ort in Europa entstehen sollte. Eine erste Machbarkeitsstudie kommt zu dem Ergebnis, dass eine Offshore-Plattform in der Nordsee für den Start von kleinen Trägerraketen in polare Umlaufbahnen und sonnensynchrone Orbits gut geeignet wäre und hierfür, beispielsweise im Gegensatz zu Schweden, keine Landflächen oder Ansiedlungen überflogen werden müssten. Beide Orbits gewinnen für militärische und kommerzielle Anwendungen stetig an Bedeutung. Gleichzeitig ist Deutschland einer der führenden Hersteller von Satelliten weltweit und hat entsprechenden kommerziellen und militärischen Bedarf. Darüber hinaus verfügt Deutschland mit ISAR Aerospace, Rocket

4

griephan Edition 01/2020

Factory Augsburg und HyImpulse bereits über drei Microlauncher-Firmen und unterstützt mit dem innovativen Mikrolauncher Wettbewerb des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aktiv den Markteintritt junger Firmen in diesem Bereich. Sie zu unterstützen, ohne eine Startmöglichkeit anzubieten, greift letztlich zu kurz. Schwimmende Offshore-Startmöglichkeiten gewinnen aus Gründen der Flexibilität und Sicherheit an Bedeutung. China hat 2019 eine mobile Startplattform in Dienst gestellt und SpaceX hat im Juni 2020 angekündigt, zukünftig auch von Plattformen zu starten. Dank dem Ausbau der OffshoreWindenergie besitzt die Bundesrepublik auch die notwendige maritime Expertise und Infrastruktur. Als mittlerweile größter Beitragszahler der European Space Agency (ESA) und größte Industrienation in Europa sollte es schließlich unser Anspruch und Ansporn sein, eine entsprechende Startmöglichkeit in Deutschland zu realisieren.

EINE POLITISCHE FRAGE Regierungen

und staatliche Institutionen werden trotz zunehmender Kommerzialisierung auch in Zukunft eine wichtige Rolle in der Raumfahrt spielen. Sie schaffen den rechtlichen Rahmen, stellen die notwendige Startinfrastruktur zur Verfügung und fungieren als Ankerkunde. Im Gegenzug profitieren staatliche Institutionen davon, schneller konkret nutzbare Produkte und Dienstleistungen zu erhalten und vermeiden eigene Entwicklungsrisiken.

Die Kooperation von SpaceX mit der NASA ist das beste Beispiel dafür, wie sich dieser Systemwechsel erfolgreich vollzieht.

Die amerikanische Raumfahrtbehörde hat die Rakete, die die Astronauten zur ISS brachte, nicht mehr selbst entwickelt.

Stattdessen hat sie einen Wettbewerb initiiert und private Unternehmen mit der Realisierung beauftragt. Ausschreibungen, die Bereitstellung der Startrampen auf dem Weltraumbahnhof in Cape Canaveral und Abnahmegarantien durch die USRegierung haben den Aufstieg von SpaceX und Co. sowie viele Innovationen erst ermöglicht. In einer vom BDI durchgeführten Umfrage sprechen sich 93 Prozent der befragten deutschen Raumfahrt-Unternehmen für einen Systemwechsel nach US-Vorbild aus.

Die Corona-Pandemie zeigt, wie wichtig strategische Souveränität in kritischen Bereichen ist. Raumfahrt gehört zweifelsfrei dazu. Bei kleinen Trägerraketen ist Deutschland in Europa führend. Dieses Momentum sollten wir jetzt nutzen, statt wie in vielen anderen Bereichen zu beklagen, den technologischen Anschluss verloren zu haben. Die Realisierung eines kleinen deutschen Offshore-Weltraumbahnhofs ist keine technische, sondern eine politische Frage. Die Bundesregierung sollte deshalb jetzt die notwendigen Rahmenbedingungen schaffen und den Aufbau der kritischen Startinfrastruktur aktiv unterstützten, damit private Anbieter mit ihren kleinen Raketen von Deutschland aus starten können. 

EDITION_THIELE

Nutzung des Weltraums & neue Technologien

© NicoElNino / stock.adobe.com

INNOVATION MIT SCHUB Moderne Raumfahrt ist mehr als eine Frage von Gewicht, Antrieb und Flugbahn. Sie wird durch neue Technologien in ihren eigenen Fähigkeiten und denen ihrer Fracht stetig ergänzt und erweitert.

Ralph Thiele MITTENDRIN Technologien und damit verbundene Fähigkeiten entwickeln sich in immer schnelleren Schüben. Themen wie 5G, Cloud-Infrastrukturen, Cyber, Künstliche Intelligenz (KI), Quanten- und Weltraumtechnologien haben einen großen Stellenwert in Wirtschaft und Streitkräften. Sie treiben zugleich die gegenwärtigen globalen Veränderungen in wirtschaftlicher und politischer Macht, bei Alleinstellungsmerkmalen und Wertschöpfungsketten, in

sozialen und gesellschaftlichen Prozessen.

Auch Gesundheit, Entwicklung, Klima und Umwelt sind betroffen. Die allgegenwärtige Corona-Pandemie wirkt vielfach als ein Katalysator der Innovationsdynamik.

Der erforderliche Wandel kommt schneller als gedacht.

Insbesondere im Weltraum geht die Post ab. Neue Technologien lassen den Hype um die private Raumfahrt Wirklichkeit werden. Durchbrüche bei modularen Computerarchitekturen, Robotik, KI und anderen Technologien machen neue Trägersysteme

und Satelliten immer preiswerter, innovativer und nutzbringender – schlicht radikal anders als in der Vergangenheit. Vor dem Druck chinesischer, russischer und weiterer internationaler Konkurrenz drücken die USA aufs Tempo: „...um die technologische Überlegenheit und Führung der USA zu erhalten...(müssen)...wir alle anderen übertrumpfen, überholen und überfordern.“ Mit dieser Ansage avisierte Verteidigungsminister Mark Esper die Mitte Juni 2020 veröffentlichte neue US Weltraum-Verteidigungsstrategie.

griephan Edition 01/2020

5

EDITION_THIELE

6

griephan Edition 01/2020

EINE PROGNOSE Aufgrund ihrer geringen

© Ralph Thiele

KOMMUNIKATION ALS TREIBER Ein halbes Jahrhundert lang bedeutete weltraumbezogene Innovation die Skalierung von Technologien aus der Apollo-Ära. Immer größere, gewichtigere, milliardenschwere Satelliten wurden für einen Betrieb von 40 Jahren und mehr konzipiert. Die Mitwirkung an solchen Projekten war nur wenigen, elitären Organisationen und Großunternehmen vorbehalten. Regierungen und militärische Verantwortungsträger gaben die Richtung vor und stellten große Budgets bereit.

Heute werden 75 Prozent der Einnahmen aus dem Weltraumgeschäft kommerziell verdient. Insbesondere die Satellitenkommunikation treibt das Wachstum. Hinzu kommen die rasch steigende globale Nachfrage nach Erdbeobachtungsdaten und präzisen Satellitennavigationssystemen.

Sie bieten beachtliches Potenzial für die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen.

Da der Zugang zum Weltraum immer preiswerter wird, baut der kommerzielle Sektor seine Präsenz dort weiter aus. Längst sind über 80 Länder in die globale Weltraumindustrie eingestiegen. Sie sehen die Raumfahrt als eine strategische Industrie, die hochqualifizierte Arbeitskräfte, Spin-offTechnologien und wirtschaftliches Wachstum hervorbringt.

Selbst schicken Start-Ups Satelliten in den Orbit – leicht, preiswert, in großer Zahl und für ein breites Spektrum von Anwendungen.

Sie investieren in die neuen Möglichkeiten und die großen Unternehmen machen es ihnen nach. Geostationäre Satellitenbetreiber haben völlig neue Satellitendesigns, Flottenarchitekturen und Möglichkeiten der Kundenansprache entwickelt, die eine größere Flexibilität und Reaktionsfähigkeit auf Systemebene ermöglichen. Die bedarfsorientierte Reprogrammierung im Orbit sichert Agilität, öffnet aber auch neue Verwundbarkeiten für Cyberangriffe.

Etablierte Satellitenkommunikation-Betreiber, wie SES mit O3B und seiner Medium Earth Orbit (MEO) Flotte und Telesat mit ihrer geplanten Low Earth Orbit (LEO) Konstellation, haben digitalfähige Satelliten für mittlere und niedrige Erdumlaufbahnen entwickelt, weitgehend störresistent, hochflexibel im Betrieb, mit enormen Bandbreiten und geringer Latenz. Andere beeindruckende Projekte kommen von Newcomern wie OneWeb, Starlink (SpaceX) und Kuiper (Amazon). Cloud-Netzwerke, flexible Kapazitäten, sowie agile Bodenterminals und die sich daraus ergebenden Wertschöpfungsketten machen einen wachsenden Markt noch attraktiver.

Ralph Thiele CEO StratByrd Consulting

Kosten für Herstellung und Start werden Klein- und Nanosatelliten in den kommenden Jahren den erdnahen Weltraum bevölkern.

Aus „Spielzeugen“ kleiner Universitätslabors sind hoch entwickelte, softwaredefinierte Supercomputer im Weltraum geworden. Sie dienen der Erdbeobachtung, Spektralüberwachung oder Internet-of-Things Anwendungen. Sie erzeugen wertvolle Datenmengen für kommerzielle und institutionelle Kunden.

Mit ihnen lassen sich riesige Sensor- und Kommunikationsnetzwerke aufbauen.

Das Starlink Programm von SpaceX zeigt wie es geht. Elon Musk bringt mit dem Falcon9-Trägersystem derzeit pro Start bis zu 60 Satelliten gleichzeitig in den Orbit. Bis April 2020 waren bereits 422 positioniert. Mitte Juni 2020 waren es schon 538. Die laufende Lizenz gilt für 12.000 Satelliten in einer niedrigen Umlaufbahn. Gerade hat Musk den Antrag für weitere 30.000 gestellt. Ab der Marke von 800 Satelliten soll Starlink in Polarnähe auf der Nordhalbkugel bereits eine belastbare Internetabdeckung darstellen können. Als erste Kunden werden die US Streitkräfte vermutet.

KLEINE DETEKTOREN Die US Army star-

» ›...um die technologische Überlegenheit und Führung der USA zu erhalten… (müssen)… wir alle anderen übertrumpfen, überholen und überfordern.‹ US-Verteidigungsminister Mark Esper, Mitte Juni 2020 zur neuen US WeltraumVerteidigungsstrategie.«

tete ihren ersten Nanosatelliten bereits 2010. Heute verfügt sie über drei kleine Satellitenprogramme, die Anwendungen bis hinunter auf die taktische Ebene liefern. Die französische Verteidigungsministerin Florence Parly kündigte 2019 ihre Pläne zur Entwicklung von Nano-Satelliten-Patrouillen bis 2023 an – „formidable kleine Detektoren, die die Augen unserer wertvollsten Satelliten sein werden“. Italien hat eine gemeinsame Plattform für seine Luftwaffe und die nationale Industrie zur Entwicklung innovativer Satelliten-Luftstarttechnologien geschaffen.

Großbritannien und die USA kooperieren, um mit kleinen LEO-Satelliten die Weltraumverteidigung zu stärken.

Für Streitkräfte sind Weltraumanwendungen unentbehrlich. Sie sind das Rückgrat ihrer Führungs- und Informationssysteme. Weltraumlage, Kommunikation, Navigation und Erdbeobachtung ermöglichen erst die erforderliche Reichweite, Mobilität und Präzision. Satelliten transportieren die immensen Datenmengen unbemannter Luftfahrzeuge.

KI und Big Data stellen den menschlichen Auswertern von Satellitenbildern hochleistungsfähige, immer konzentrierte virtuelle Teammitglieder zur Seite. Sie ermöglichen durch die Fusion von Daten aus Bild-, Kommunikations- und Geolokalisierungsdiensten ein zuvor nicht verfügbares Niveau von entscheidungsrelevanten Informationen.

EDITION_THIELE

etablierten GEO-Anwendungen boomt insbesondere der Markt für Satelliten in mittlerer und erdnaher Umlaufbahn. Diese Entwicklung kommt zu einer Zeit, in der Industrie 4.0 die Zusammenarbeit, die Produktion und die Dienstleistungen sowie die Grundlagen für einen erfolgreichen Wettbewerb revolutioniert.

Der Weltraum bietet hierfür ein hochinnovatives Umfeld, in dem Computer und Automatisierung auf eine neue Art und Weise miteinander verschmelzen, insbesondere dank KI und ferngesteuerter Robotik.

Satellitenbasiertes 5G, autonome und automatisierte Raumfahrtsysteme, neue Antriebsoptionen wie fortschrittliche elektrische Antriebssysteme, Fernwartung von Satelliten im Orbit, Künstliche Intelligenz, Systemminiaturisierung, verbesserte und neuartige Sensoren, verbesserte Energiespeicherung und Effizienz sowie automatisierte Cyber-Forensik und Quantentechnologie basierte Verschlüsselungstechnologien sind wegweisende Treiber dieser Entwicklung.

Die Bundeswehr ist gut beraten, die enge Kooperation mit Industrie und Forschung zu suchen, denn dort ist die Expertise, gerade hinsichtlich der neuen Technologien.

Man weiß aus Erfahrung, dass Satellitenbauer die Nähe zur Startrampe suchen. Ein Weltraumbahnhof für kleine Trägerraketen in Deutschland könnte durchaus eine große innovative Wirkkraft entfalten und die Entwicklung zu einem europäischen Intel-

lectual Property Cluster für Weltraumtechnologien anstoßen, das auch die Bundeswehr ein Stück weit dorthin bringt, wo sie Verteidigungsminister Blank bei ihrer Gründung verortete: An die Spitze des Fortschritts. 

© sdecoret / depositphotos.com

KLEINER BAHNHOF, GROSSE INNOVATION Insgesamt ist der Trend klar: Neben

QUALITY MEDIA FOR MARITIME EXPERTS

shore.net www.shipandoff 9276_anz_maritim_image_SHF_EW_1904_180x125_en.indd 1

13.07.2020 09:29:15

EDITION_FUCHS

Strategische Chance für kleine Trägerraketen SIZE MATTERS Die Größe macht den Unterschied! Die technologische Entwicklung bei Klein- und Kleinst-Satelliten bietet Wirtschaft und Staat neue Möglichkeiten.

Marco Fuchs

Äquator unerlässlich, daher wird auch Europas zukünftiger Lastenesel, die Ariane 6, von dort aus ihre Fracht ins All bringen.

KLEIN & FLEXIBEL Kleinere Satelliten hingegen brauchen diese Äquatornähe nicht zwingend. Für die polare Umlaufbahn und sonnensynchrone Orbits, die vor allem für niedrigfliegende Erdbeobachtungssatelliten interessant sind, ist ein Start vom europäischen Kontinent aus möglich und deshalb vor allem aus strategischhoheitlicher Sicht relevant, da gerade diese Art von Satelliten für Aufklärungszwecke genutzt werden können. Allein die Möglichkeit, schnell und unabhängig von anderen einem Ausfall von deutschen Satelliten durch neue Kleinsatelliten zu begegnen, sichert die eigene Weltrauminfrastruktur. Zudem werden diese Klein- und Kleinst-Satelliten in ihren Möglichkeiten immer mächtiger.

Letztendlich lassen sich praktisch in allen Bereichen der Weltraumanwendungen

© Rocket Factory Augsburg

SOUVERÄNITÄT Raumfahrt ist seit je her eine strategische Disziplin, sie generiert eine Fülle an unvoreingenommenen Daten.

In unserer globalisierten Welt steigt der Bedarf an diesen Daten täglich, sodass die Zugriffsmöglichkeiten darauf selbst zum strategischen Gut werden. Selbst bestimmen zu können, wann welche Instrumente für die Datenerfassung eingesetzt werden, kann nur mit einem eigenen und unabhängigen Zugang zum All garantiert werden. Kleine Trägerraketen sind heute eine schnelle, preisgünstige Option.

Ein deutscher Weltraumbahnhof würde den Kreis schließen und einen vollständig souveränen deutschen Zugang zum All ermöglichen.

Dass Europa in der Raumfahrt unabhängig sein sollte, ist heute keine Frage des Ob mehr. Spätestens als vor knapp vier Jahren mit Galileo das modernste Satellitennavigationssystem der Welt

den operationellen Betrieb aufnahm, konnte Europa klarstellen, dass es in der internationalen Raumfahrt zu den Global Playern zählt. Mit Galileo hat die Europäische Union erstmals ein Raumfahrtprogramm initiiert, dessen Begründung in der strategischen Unabhängigkeit liegt. Zu dieser Unabhängigkeit zählt auch der europäische souveräne Zugang zum All, der zur Entwicklung der europäischen ArianeTrägerfamilie geführt hat, und der auch im Jahr 2020 noch ein unverrückbares europäisches Bekenntnis darstellt.

Dabei wird diese strategische Fähigkeit oft auf das entsprechende Trägersystem, die Rakete, reduziert, dabei ist es damit nicht getan: Der Zugang zum All ist nur dann wirklich unabhängig garantiert, wenn auch der Weltraumbahnhof im Hoheitsgebiet liegt, wie beispielsweise für Europa in FranzösischGuayana. Von dort starten heute die Ariane 5-Raketen sowie die Vega. Für den Start in den geostationären Orbit ist die Nähe zum

8

griephan Edition 01/2020

EDITION_FUCHS

© Bettina Conradi

» Mit einem eigenen Weltraumbahnhof für kleine Trägerraketen würde Deutschland mehr Unabhängigkeit in der Raumfahrt erhalten, ohne dabei die europäischen Partnerschaften oder die internationale Zusammenarbeit zu schmälern.«

Marco Fuchs Vorstandsvorsitzender OHB SE & OHB System

Lösungen mit Kleinsatelliten oder Kleinsatellitenkonstellationen finden.

Kleine Satelliten haben zudem den Vorteil, dass sie auf vielfältige Weise an ihren Einsatzort gelangen können. Bisher waren sie in der Regel als sogenannte „Rideshares“ oder „Piggybacks“ unterwegs ins All, haben also als Passagiere den übrig gebliebenen Platz großer Raketen genutzt. Allerdings muss dabei in der Regel in Kauf genommen werden, dass sowohl der Starttermin als auch der Zielorbit vom Hauptkunden festgelegt werden, Wartezeiten nicht unüblich sind und die Kosten für den kleineren Passagier trotzdem oft unverhältnismäßig hoch sind. Aus diesen Überlegungen heraus hat die OHB-Gruppe im Jahr 2018 mit der Rocket Factory Augsburg (RFA) ein unabhängiges Spin-Off gegründet, das einen eigenen Micro-Launcher entwickelt.

Stand Juni 2020 arbeiten 70 Mitarbeiter*Innen in interdisziplinären Teams daran, den kommerziellen Erstflug im Jahr 2022 zu realisieren. Ziel ist es, einen MicroLauncher mit drei Stufen für Nutzlasten von 200 kg bis 500 kg für erdnahe Orbits (700 km) zu entwickeln und später industriell zu fertigen, im Optimalfall soll pro Woche eine Rakete das Werk verlassen. Für diese industrielle, möglichst kostengünstige Fertigung entwickelt die RFA speziell abgestimmte Herstellungsmethoden und Fertigungsverfahren. Bestes Beispiel hierfür ist der 3D-Druckprozess, der es erlaubt, mit speziellen Kupfer- und Nickellegierungen Triebwerkskomponenten so herzustellen, dass diese nicht nur den qualitativen Anforderungen gerecht werden, sondern auch den finanziellen – und die wurden durch innovative Firmen wie SpaceX in den letzten Jahren neu definiert.

VON BAYERN AN DIE NORDSEE Die RFA

hat den Anspruch, einen End-to-End LaunchService anzubieten. Dazu gehört nicht nur mittelfristig und gemeinsam mit OHB die Entwicklung von Satelliten, die speziell für Micro-Launcher optimiert sind, sondern auch die komplette Begleitung der Startkampagne bis hinein in die Betriebsphase des Satelliten und dies völlig unabhängig von externen Dienstleistern.

Europäische Startmöglichkeiten für kleine Trägerraketen sind in Schweden, Schottland und Portugal im Aufbau und in Kourou heute schon verfügbar – warum also noch einen Weltraumbahnhof in Deutschland errichten? Die Antwort ist einfach: Weil es günstiger ist, schneller geht und den größtmöglichen Sicherheitsanspruch gewährleistet. Sensible Fracht kann bis zum Start vom Kunden kontrolliert werden, die Bereitstellung der Startdienstleistung kann mit noch kürzerer Vorlaufzeit erfolgen und etwaige Einschränkungen in der Bewegungsfreiheit, wie wir sie aktuell aufgrund der Covid 19-Pandemie erleben, haben weit weniger Einfluss.

Aus heutiger Sicht scheint die beste Option für einen deutschen Weltraumbahnhof, der einen vertikalen Start von MicroLaunchern in der Größe der RFA-Rakete zulässt, eine Startmöglichkeit am Rande der Außenwirtschaftszone in der Nordsee zu sein. In einem Gebiet etwa 350 km von Emden und 400 km von Bremerhaven entfernt wäre die nötige Meerestiefe von 30 bis 50 m vorhanden, ein DoglegManöver (Kursänderung beim Aufstieg der Trägerrakete) wäre nicht nötig.

Als Startbasis kommen sowohl feste als auch bewegliche Plattformen in Frage, bei-

des wird auch international schon für Raketenstarts genutzt. Denkbar wäre eine ausgemusterte Offshore-Plattform, oder auch eine Hubinsel, wie sie beim Bau von Bohrplattformen oder Offshore-Windparks genutzt wird. Eine sehr elegante Lösung wäre ein Errichterschiff, ein für Offshore-Windkraftanlagen entwickeltes Arbeitsschiff, das sich mit Hilfe von hydraulisch oder elektrisch betriebenen Beinen (Jack-up-Legs) an einer festen Position im Meer verankern kann.

Nach ersten Berechnungen wäre eine Mindestinvestition von etwa 25 Mio € nötig, um das Launchpad zu beschaffen und die nötigen Infrastrukturmaßnahmen (Errichtung und Initialbetrieb Kontrollzentrum, Transportund Lagerkapazitäten für gefährliche Güter, Anschluss an Bodenkontrolle und weitere) zu errichten.

Mit einem eigenen Weltraumbahnhof für kleine Trägerraketen würde Deutschland mehr Unabhängigkeit in der Raumfahrt erhalten, ohne dabei die europäischen Partnerschaften oder die internationale Zusammenarbeit zu schmälern. Ganz im Gegenteil: Damit würde auch die Option eröffnet werden, europäischen Partnern ebenfalls Startmöglichkeiten anzubieten und dadurch den technologischen Fortschritt in der gesamten Bandbreite der Raumfahrt in Europa voranzutreiben.

Gerade universitäre Forschung und „StudiSats“, also von Studenten entwickelte und gebaute Kleinsatelliten, könnten so schnell und deutlich preisgünstiger als bisher gestartet werden. Zudem wäre Deutschland im Bereich der hoheitlich-strategischen Einsatzbereiche von Kleinsatelliten optimal aufgestellt, um mit kurzer Reaktionszeit Zugang zum All zu erlangen. 

griephan Edition 01/2020

9

EDITION_FELGENTREU/OTTE

Der Zukunft zugewandt

© Gorodenkoff / stock.adobe.com

KRITISCHE ABHÄNGIGKEIT Egal ob Aufklärung oder Kommunikation, die Fähigkeiten moderner Streitkräfte sind wesentlich auf Satellitentechnik gestützt.

Die Politik hat erste Weichen gestellt, um den Zugang zum Weltraum zu sichern und zu stärken.

Fritz Felgentreu / Henning Otte UMFASSEND VERNETZT Fast alle Berei-

che unserer vernetzten Gesellschaft und unseres technologisch modernen Lebens sind von Satelliten abhängig. Navigation und Kommunikation wären ohne Raumfahrt nicht mehr denkbar. Selbst die Landwirtschaft bedient sich der Bildanalyse von Satelliten. Die Beobachtung und Erforschung unseres Planeten erfolgt ganz wesentlich aus dem Weltraum.

Medizinische Forschung findet dort statt und sogar der Handel an der Börse basiert auf Zeitsignalen aus dem Raum. Diese kritische Infrastruktur müssen wir schützen – und bei Ausfall schnell ersetzen können.

Für die Verteidigung ist eine schnelle und sichere Nutzung des Weltraums mindestens genauso bedeutend. Streitkräfte funktionie-

10

griephan Edition 01/2020

ren heute de facto nur noch unter Abstützung auf Satellitentechnik. Optische- oder Radaraufklärung sind die Grundlage für fast jede militärische Entscheidung. Ohne Satellitenkommunikation sind militärische Operationen – egal ob zu Land, in der Luft oder auf See – kaum vorstellbar und die Anforderungen an ihre Bandbreite werden noch erheblich wachsen. Nur präzise Positionsbestimmung ermöglicht heute die wirksame Führung von Streitkräften.

Insbesondere das Thema Weltraumsicherheit stellt ein wichtiges Zukunftsfeld der Raumfahrt, aber auch der Sicherheits- und Verteidigungspolitik Deutschlands dar. Die Erkennung von und der Schutz vor Gefahren aus dem Weltall mit neuartigen Waffensystemen sollten deshalb auch zu den Handlungsfeldern der deutschen Verteidigungspolitik gehören.

Das reicht vom Schutz von Satelliten als Teil der kritischen Infrastruktur über die Frage des Umgangs mit Weltraumschrott bis hin zum Schutz Deutschlands vor Bedrohungen aus dem Weltraum. Eine aktivere Rolle Deutschlands in diesem Bereich ist erforderlich geworden.

Europa verfügt mit der Raumfahrtagentur ESA, bedeutenden Forschungskapazitäten wie etwa beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und großen Raumfahrtunternehmen über alle Mittel für einen Zugang zum Weltraum. Allerdings sind Raumfahrtprojekte im Wesen sehr langfristige und teure Vorhaben. Der Vorlauf, um einen Satelliten mit großen Raketen wie der Ariane in eine Umlaufbahn transportieren zu können, beträgt mitunter mehrere Jahre. Unser Ziel muss es deshalb sein, den Zugang zum erdnahen Weltraum zu erheblich geringeren Kosten und in einer viel kürzeren Zeit zu bekommen. Denn in vielen Fällen geht es nicht darum, tonnenschwere Lasten zu bewegen, sondern vielmehr um „Klein-Satelliten“, deren Gewicht oft unter 100 kg liegt. Dank immer kleiner werdender Sensoren und Mikroelektronik stehen diese ihren großen Brüdern heute oft kaum noch in etwas nach. Wir alle wissen aus dem täglichen Leben, wie klein Kameras in Mobiltelefonen sind – und wie wenig besser bis vor kurzem vergleichsweise riesige Fotoapparate mit schweren Objektiven waren.

EDITION_FELGENTREU/OTTE © Helge Mundt

» Es geht darum, mit kleinen Trägerraketen Kleinsatelliten mit wenigen Tagen Vorlauf in eine erdnahe Umlaufbahn zu befördern.

Besonders neue Bedrohungen sind es aber, die ›Responsive Space‹ eine wichtige militärische Bedeutung geben.«

© Henning Otte

Fritz Felgentreu, MdB Sprecher für Sicherheits- und Verteidigungspolitik der SPDBundestagsfraktion

Henning Otte, MdB Verteidigungspolitischer Sprecher der CDU/CSU-Bundestagsfraktion

POLITISCHE WEICHENSTELLUNG Neue

© cookelma / depositphotos.com

Technologieentwicklungen führen zu neuen Ansätzen, die wir gerade in der Raumfahrt aufnehmen müssen. Diesem Raumfahrtsegment widmet sich „Responsive

Space“. Es geht darum, mit kleinen Trägerraketen Kleinsatelliten mit wenigen Tagen Vorlauf in eine erdnahe Umlaufbahn zu befördern.

Besonders neue Bedrohungen sind es aber, die „Responsive Space“ eine wichtige militärische Bedeutung geben. Eine Verteidigung unseres Luftraums gegen schnellfliegende Ziele kann nur mit einem funktionierenden System aus Aufklärungs- und Kommunikationssatelliten funktionieren. Eine Konstellation mit geeigneten Sensor- und Kommunikationsnutzlasten würde dies ermöglichen. Und die Resilienz unserer kritischen Infrastruktur müssen wir auch dadurch stärken, dass wir nach einem Angriff ausgefallene Satelliten schnell ersetzen können. Daher sollte aus unserer Sicht ein schneller und funktionierender Zugang zum Weltraum geschaffen werden.

Aus diesem Grund haben wir im letzten Jahr die Weichen für den Aufbau der erforderlichen Forschungs- und Entwicklungskapazitäten gestellt. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt baut gemeinsam mit Raumfahrt-Startups und in Abstimmung mit der Bundeswehr den „Spacepark Trauen“ auf.

Die Aufgabe dieses Forschungsstandorts wird es sein, Weltraumantriebe für Satelliten, aber auch Raketentechnik zu entwickeln

und zu erproben. Die ersten Arbeiten haben bereits begonnen.

Dazu könnte ein neuer europäischer Weltraumbahnhof dienen. Denn nicht alle Weltraumanwendungen machen einen Start vom äquatorial gelegenen Kourou erforderlich.

Wichtig ist es, eine Gegend zu finden, die dünn besiedelt und im Idealfall nah am Meer gelegen ist. Selbst in Deutschland ist es vorstellbar Gegenden zu finden, in denen Starts ins All möglich wären. Dazu kommt die Herausforderung, dass der Luftraum über Deutschland fast überall durch zivilen Flugverkehr hoch frequentiert ist. Eine Rakete darf in der Regel in den ersten Minuten nur unbewohntes Gebiet überfliegen. Ob das auch für den Start von kleinen Trägerraketen, die ebenso kleine Satelliten transportieren gilt, muss grundsätzlich geprüft werden. Möglicherweise wäre auch eine schwimmende Plattform in der Nordsee eine Lösung.

Im Koalitionsvertrag haben sich die Regierungsparteien darauf verständigt, ein Weltraumgesetz auf den Weg zu bringen, um den Raumfahrtstandort Deutschland zu stärken. Es soll die Voraussetzungen für Raumfahrtprojekte regeln und die Einhaltung internationaler Verpflichtungen gewährleisten. Dafür wurden in der mittelfristigen Finanzplanung fast 300 Mio € pro Jahr von 2020 bis 2023 eingestellt; eine Verstetigung des jährlichen ESA-Beitrags auf rund 850 Mio € bis 2023 ist vorgesehen. Die deutsche Raumfahrt ist ein wichtiger Technologie- und Konjunkturmotor, der nahezu alle Schlüssel- und Hochtechnologien des modernen Industrie- und Informationszeitalters miteinander verbindet. Er hat für den Wirtschaftsstandort Deutschland eine hohe strategische Bedeutung. Künftige Missionen, an denen sich Deutschland zusammen mit seinen europäischen Partnern beteiligt, sollten in jedem Fall zum Ziel haben, Deutschland industriepolitisch in der Raumfahrt voranzubringen. 

VORAUSSCHAUEND

griephan Edition 01/2020

11

Für Orientierung in globalen Märkten: Fachinformationen von DVV Media

News und Analysen zu Logistik und Transport

www.dvz.de

Das Geschäftsfeld Sicherheit im Fokus

www.griephan.de