Träumen von Koffern im Weltraum

LAKE ELSINORE, Kalifornien – Die Mission, den Weltraum in die nächste Grenze für Expresslieferungen zu verwandeln, startete von einem bescheidenen Propellerflugzeug über einer abgelegenen Landebahn im Schatten der Santa Ana-Berge.

Kurz nach Sonnenaufgang an einem kürzlichen Samstag warf ein Ingenieur von Inversion Space, einem kaum ein Jahr alten Start-up, eine Kapsel, die einer fliegenden Untertasse ähnelte, aus der offenen Tür eines Flugzeugs, das in 3.000 Fuß Höhe flog. Die Kapsel mit einem Durchmesser von 20 Zoll überschlug sich einige Sekunden lang in der Luft, bevor ein Fallschirm entfaltete und den Behälter für einen langsamen Abstieg aufrichtete.

„Er öffnete sich nur langsam“, sagte Justin Fiaschetti, der 23-jährige Geschäftsführer von Inversion, der den Fallschirm ängstlich durch den Sucher einer Kamera mit einem langen Objektiv beobachtete.

Die Übung sah aus wie die Arbeit von Amateur-Raketenenthusiasten. Aber in Wirklichkeit war es ein Testlauf für etwas Fantastischeres. Inversion baut erdumkreisende Kapseln, um Waren aus dem Weltraum überall auf der Welt zu transportieren. Um dies Wirklichkeit werden zu lassen, wird die Kapsel von Inversion mit etwa 25-facher Schallgeschwindigkeit durch die Erdatmosphäre fliegen, was den Fallschirm für eine sanfte Landung und eine ungestörte Ladung unerlässlich macht.

Inversion setzt darauf, dass Regierungsbehörden und Unternehmen, wenn es billiger wird, in den Weltraum zu fliegen, nicht nur Dinge in den Orbit schicken, sondern auch Gegenstände zur Erde zurückbringen wollen.

Inversion zielt darauf ab, bis 2025 eine Kapsel mit einem Durchmesser von 1,20 Metern zu entwickeln, die eine Nutzlast trägt, die der Größe einiger Handgepäckkoffer entspricht. Einmal im Orbit, könnte sich die Kapsel, so hofft das Unternehmen, selbst zu einer privaten kommerziellen Raumstation navigieren oder dort bleiben mit Sonnenkollektoren im Orbit, bis sie zur Erde zurückgerufen werden. Wenn es Zeit für die Rückkehr ist, könnte die Kapsel aus dem Orbit fallen und wieder in die Atmosphäre eintreten.

Die Kapsel würde einen Fallschirm einsetzen, um ihren Abstieg zu verlangsamen, und in einem Umkreis von mehreren zehn Kilometern um ihren Zielort landen. Bis 2023 soll eine kleinere Demonstrationskapsel mit 20 Zoll Durchmesser fertig sein.

Wenn Inversion erfolgreich ist, kann man sich vorstellen, dass Hunderte oder Tausende von Containern bis zu fünf Jahre lang im Weltraum schweben – wie einige (wirklich) entfernte Lagerschränke.

Die Firmengründer stellen sich vor, dass die Kapseln künstliche Organe speichern könnten, die innerhalb weniger Stunden in einen Operationssaal geliefert werden, oder als mobile Feldlazarette dienen könnten, die im Orbit schweben und in abgelegene Gebiete des Planeten geschickt würden. Und eines Tages könnte eine Abkürzung durch den Weltraum unvorstellbar schnelle Lieferungen ermöglichen – wie die Lieferung einer New Yorker Pizza in 45 Minuten nach San Francisco.

Die Gründer von Inversion glauben, dass das, was wie ein Wunschtraum erscheint, realistischer werden könnte, wenn die Startkosten von den derzeitigen Preisen sinken, die bei 1 Million US-Dollar beginnen (und je nach Gewicht steigen), um den Platz auf einer SpaceX-Rakete zu teilen. Inversion lehnte es ab, eine Schätzung darüber abzugeben, wie viel seine Kapseln kosten werden.

„Das große Hindernis, das alle in der Branche zu überwinden versuchen, ist, dass es bei den derzeitigen Kosten einfach nicht so viel Nachfrage gibt, viel im Weltraum zu tun“, sagte Matthew C. Weinzierl, Professor an der Harvard Business School, der Forschungsergebnisse veröffentlicht hat über das wirtschaftliche Potenzial des Weltraums.

Seit Jahrzehnten stellen sich die Menschen das Leben und Arbeiten im All als Verlängerung des Lebens auf der Erde vor. Diese Vision schien wie eine Hollywood-Fantasie zu sein, bis ein Zustrom privater Raketenfirmen die Kosten für den Weg ins All erheblich senkte und kommerzielle Aktivitäten über die Erde hinaus machbarer machte.

Die Kosten für den Start von einem Kilogramm Nutzlast in den Weltraum sind in den letzten 30 Jahren um etwa 90 Prozent gesunken. Es wird erwartet, dass SpaceX die Kosten mit Starship, seiner Rakete der nächsten Generation, die sich noch in der Entwicklung befindet, noch weiter senken wird. Elon Musk, CEO von SpaceX, sagte, er erwarte Startkosten für die massive Rakete innerhalb von drei Jahren von weniger als 10 Millionen US-Dollar – verglichen mit dem angekündigten Preis von 62 Millionen US-Dollar für den Start der Falcon 9, der weit verbreiteten Rakete des Unternehmens.

Damit der Weltraum zugänglicher wird als heute, ist der kostengünstige Start von Raketen nur ein Teil der Gleichung.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die räumliche Ausstattung. Im vergangenen Jahr wählte die NASA drei Unternehmen aus, um im Rahmen eines Plans, die Internationale Raumstation schließlich zu ersetzen, Finanzmittel für kommerzielle Raumstationen zu erhalten. Ein viertes Unternehmen, Axiom Space, erhielt 2020 einen Auftrag über 140 Millionen US-Dollar für den Bau eines bewohnbaren Moduls, das an die ISS angeschlossen ist.

Herr Fiaschetti, der ein Praktikum bei SpaceX absolvierte, bevor er letztes Jahr das College abbrach, um seine eigenen Start-up-Träume zu verwirklichen, glaubt, dass physische Güter – nicht nur Satellitendaten – aus dem Weltraum zurückgeschickt werden könnten.

Die Hauptfracht für Raketen sind heute Satelliten, die im Weltraum bleiben. Die Fahrzeuge, die Menschen oder Experimente aus dem Weltraum befördern, sind groß, kosten mehr als 100 Millionen US-Dollar und arbeiten normalerweise mit einer bestimmten Rakete zusammen. Inversion sagte, es habe seine kleineren Kapseln so konzipiert, dass sie in jede kommerzielle Rakete passen, damit sie häufig und kostengünstig in den Weltraum fliegen können.

Was Inversion versucht, ist nicht einfach. Ein Fahrzeug für den Wiedereintritt zu entwerfen, ist eine andere technische Herausforderung, als Dinge in den Weltraum zu schicken. Wenn eine Kapsel aus dem Weltraum in die Atmosphäre eintritt, bewegt sie sich mit so hoher Geschwindigkeit, dass die Gefahr besteht, dass sie verbrennt – ein enormes Risiko für menschliche Reisende und wertvolle nichtmenschliche Fracht gleichermaßen.

Seetha Raghavan, Professorin an der Fakultät für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik der University of Central Florida, sagte, es werde noch schwieriger, mit der Hitze, Vibration und Verzögerung der Kapsel umzugehen, wenn die Fahrzeuggröße schrumpfe.

„Es wird alles schwieriger, wenn Sie einen kleineren Gegenstand zu kontrollieren haben“, sagte Frau Raghavan.

Der Plan von Inversion für Kapseln im Orbit wirft die Frage auf, ob er zur Überlastung des Weltraums beitragen wird, was bereits ein Problem bei den Megakonstellationen von Satelliten ist. Und die Fülle von Satelliten, die die Beobachtung von Planeten, Sternen und anderen Himmelskörpern stören, ist eine häufige Beschwerde unter Astronomen.

Aber Inversion sagte, dass es Materialien verwendet, um seine Kapseln deutlich weniger reflektierend zu machen, um die visuelle Verschmutzung zu verringern. Darüber hinaus sagte das Unternehmen, dass seine Kapsel mit Systemen ausgestattet sein würde, um Trümmer und Kollisionen im Orbit zu vermeiden.

Austin Briggs, 23, einer der Gründer von Inversion und Chief Technology Officer des Unternehmens, und Herr Fiaschetti lernten sich kennen, als sie bei einer Immatrikulationszeremonie für Erstsemester an der Boston University nebeneinander saßen. Sie wurden in der Rocket Propulsion Group der Schule aktiv und arbeiteten an Raketendesigns. Sie zogen während der Pandemie nach Los Angeles. Eines Nachts diskutierten sie über die Zukunft der Raumfahrtindustrie – „Wir sind Nerds. Das ist, was wir tun“, sagte Herr Fiaschetti – und sie konzentrierten sich darauf, kostengünstigere Wiedereintrittsfahrzeuge zu entwickeln, um Fracht aus dem Weltraum zu transportieren.

Sie zogen in ein Gästehaus im Stadtteil San Pedro in Los Angeles und zahlten jeweils 1.250 US-Dollar pro Monat, einschließlich der Nutzung einer Garage, die zur Werkstatt des Unternehmens wurde. Mit der Holzbearbeitungsausrüstung von Herrn Fiaschetti entwarfen und fertigten sie einen funktionierenden Raketenmotor aus Aluminium, um potenziellen Investoren zu beweisen, dass sie über die notwendigen technischen Fähigkeiten verfügten.

Im Juni schloss sich Inversion Space Y Combinator an, einem Start-up-Inkubator aus dem Silicon Valley, der für frühe Investitionen in Airbnb und Stripe bekannt ist. Fünf Monate später gab es bekannt, dass es 10 Millionen US-Dollar gesammelt hatte, teilweise basierend auf Absichtserklärungen im Wert von 225 Millionen US-Dollar von potenziellen Kunden, die daran interessiert waren, Platz auf den Kapseln von Inversion zu reservieren. Herr Fiaschetti lehnte es ab, die Kunden zu nennen.

Risikokapital hat begonnen, das Potenzial des Weltraums zu erkennen. Laut den von zusammengestellten Daten haben Risikokapitalfirmen im vergangenen Jahr weltweit 7,7 Milliarden US-Dollar in weltraumbezogene Technologien investiert, fast 50 Prozent mehr als im Vorjahr PitchBook.

Inversion zog in ein 5.000 Quadratmeter großes Lagerhaus in einem Büropark in Torrance. Es ist die Traumwerkstatt eines Bastlers, mit Bearbeitungswerkzeugen für die Herstellung von Teilen, Schweißgeräten und einer hydraulischen 20-Tonnen-Werkstattpresse, um Fallschirme so dicht wie Eiche zu packen.

Versteckt am anderen Ende des Lagers – neben einer vom Boden bis zur Decke reichenden amerikanischen Flagge und einem Basketballkorb – befindet sich ein schwarzer 10-Fuß-Container zum Testen von Raketentriebwerken und Fallschirmauslösemechanismen. Die Struktur verfügt über Stahlbetonwände, Deckensprinkler und ein System, um im Brandfall Sauerstoff durch Stickstoff zu ersetzen.

Bei einem kürzlichen Besuch bereitete sich Inversion darauf vor, ein neues Fallschirmdesign zu testen. Fallschirme sind knifflig. Sie müssen sich perfekt entfalten, um sicherzustellen, dass eine Kapsel langsamer wird und nicht zu stark schaukelt. Viele Faktoren, wie Stoffauswahl und Nahtdesign, können die Effektivität eines Fallschirms beeinflussen.

Während die meisten Raketenhersteller das Design und die Produktion von Fallschirmen auslagern, sieht Inversion den Bau eigener Fallschirme als Vorteil.

Bei einem früheren Test war Inversion aufgefallen, dass die Kapsel stark oszilliert. An diesem Tag waren Mr. Fiaschetti, Mr. Briggs und zwei Ingenieure an einem letzten Samstag vor Sonnenaufgang auf einer Landebahn eingetroffen, die hauptsächlich von Fallschirmspringern genutzt wurde, um ein neues Design zu testen.

Connor Kelsay, ein Ingenieur, der das Fallschirmdesign von Inversion überwacht, stieg mit der Testkapsel in das Flugzeug, die mit einer GoPro-Kamera und einer Trägheitsmesseinheit befestigt war, um ihre Bewegungen zu messen. Nachdem er die Kapsel aus dem Flugzeug geworfen hatte, wartete er ein paar Sekunden und sprang hinterher. Als erfahrener Fallschirmspringer umkreiste Mr. Kelsay die Kapsel und filmte ihre Bewegungen mit einer anderen Kamera auf seinem Helm.

Als er landete, teilte er die gleiche Beobachtung wie alle anderen: Der Fallschirm hatte sich nur langsam entfaltet. Das Team scannte das Video schnell und ging eine Liste möglicher Faktoren durch. Hat Mr. Kelsay die Kapsel zu grob geworfen? Gab es viele Turbulenzen, als der Tropfen auftrat? Lag es daran, dass sie beim letzten Mal eine anders geformte Kapsel verwendet haben?

Beim zweiten Test öffnete sich der Fallschirm wie erwartet. Die an der Kapsel befestigte GoPro-Kamera fiel jedoch beim Abstieg ab – was zu einer hektischen Suche führte. (Sie fanden es schließlich.) Nach dem zweiten Test glaubte das Team, das Problem lokalisiert zu haben: Ein Stoffklebeband, mit dem ein Loch geflickt wurde, hatte dazu geführt, dass der Fallschirm hängen blieb.

Hinterher sagte Herr Fiaschetti, er sei nicht enttäuscht über das langsame Öffnen des Fallschirms, weil es Teil des Prozesses sei.

„Zu Beginn der Entwicklung erwarten Sie, dass die Dinge nicht so perfekt laufen, wie Sie es wollten“, sagte er. „Ich denke, das ist der Grund, warum sie Hardware ‚Hard Tech‘ nennen.“