Die industrielle Revolution im Weltall

Mit diesem Anruf hat Joe Le Guen nicht gerechnet. Seit 50 Tagen ist der französische Abenteurer auf See, in einem Kanu. Er versucht, von Neuseeland zum Kap Horn zu rudern. Mit dabei hat er ein Iridium-Satellitentelefon. Damit hält er Kontakt zu seinem «Lotsen » Pierre Lasnier und bekommt lebenswichtige Wetterinformationen. Ein Viertel der Strecke hat Le Guen bereits geschafft, da klingelt sein Telefon. Am anderen Ende ist dieses Mal nicht der Lotse: «Die Leute von Motorola riefen mich an. Sie waren zu viert an einem Tisch in Chicago in einer Telefonkonferenz und klingelten bei mir, dem kleinen Kerl, der sich im Pazifik verirrt hatte», berichtet Le Guen der französischen Tageszeitung «La Libération». Die Männer aus Chicago haben schlechte Nachrichten: Die Iridium Inc., eine Tochtergesellschaft des Elektronikkonzerns Motorola, ist pleite. Die 64 Satelliten, mit denen die weltumspannende Kommunikation hergestellt wird, sollen abgeschaltet werden. Das bedeutet Funkstille. Auch für Joe Le Guen, allein in seinem neun Meter langen Kanu im Pazifik.

Ganz so schlimm kam es damals im August 2000 dann doch nicht. Joe Le Guen war nicht der Einzige, der auf Iridium angewiesen war. Immerhin 55'000 Kunden – viele von ihnen fernab der Zivilisation unterwegs – vertrauten auf die Satellitentelefone der Motorola- Tochter. Unter ihnen auch Prinz Frederik zu Dänemark, der sich seine royale Langeweile mit einer Hundeschlittenexpedition in Grönland vertrieb. Auf Druck der Öffentlichkeit blieb Iridium trotz Bankrott am Netz. In letzter Minute kaufte eine Gruppe von Investoren die Konstellation, deren Aufbau Motorola mehr als 5 Milliarden Dollar gekostet hatte, zum Spottpreis von 25 Millionen.

Technisch machbar aber nicht zu bezahlen

Die Iridium-Macher waren zur Jahrtausendwende mit ihrer Idee vom weltumspannenden Satellitennetzwerk nicht allein. Ein Industriekonsortium, an dem unter anderem Alcatel, die Deutsche Aerospace und Hyundai beteiligt waren, brachte die Globalstar-Konstellation in den Orbit. Der Globalstar-Bankrott erfolgte ein Jahr nach der Iridium-Pleite. Ein drittes Konsortium, Teledesic, mit Beteiligung von Microsoft-Gründer Bill Gates und dem saudischen Prinzen al-Walid ibn Talal brachte gerade einmal einen einzigen Satelliten ins All, bevor das Projekt für immer in der Schublade verschwand. Trotz des wirtschaftlichen Desasters nach der Jahrtausendwende, kann man mit Iridium und Globalstar bis heute telefonieren. Beide Betreiber haben inzwischen ihre zweite Satellitengeneration im All und bieten neben Telefonie und Kurznachrichten inzwischen auch Internet-Dienste mit überschaubarer Geschwindigkeit an.

Internet mit überschaubarer Geschwindigkeit – das ist nicht das, was die Akteure des sogenannten New Space heute, zwei Jahrzehnte später, verfolgen. Sie wollen Breitbandkommunikation, überall auf der Welt, mit möglichst geringer Latenz. Um diesen Markt zu erschliessen, liefern sich seit Mitte der 2010er-Jahre zwei Konsortien einen Wettlauf. Auf der einen Seite: Oneweb, gegründet vom US-Unternehmer Greg Wyler und – nach dem ersten Bankrott – übernommen von der britischen Regierung und dem indischen Bharti-Konzern. Auf der anderen Seite: Elon Musk, Raumfahrtunternehmen SpaceX mit der Konstellation Starlink.

Schnelles Internet aus der erdnahen Umlaufbahn

Die Satelliten von Oneweb und Starlink werden nicht wie «konventionelle» Telekommunikationssatelliten in einer geostationären Umlaufbahn in 36'000 km Höhe über dem Äquator positioniert. Stattdessen umrunden sie Erde in niedrigen Orbits zwischen 300 und 1200 km Höhe. Dieses Konzept hat Vorteile: Da die Signale eine kürzere Strecke zurücklegen, sinkt die Latenz. Und während die Signale der geostationären Satelliten in hohen geografischen Breiten, in Gebirgstälern oder Häuserschluchten nur schlecht oder gar nicht zu empfangen sind, können die Konstellationen auch diese Gebiete abdecken. Doch es gibt auch einen schwerwiegenden Nachteil: Während ein einziger geostationärer Satellit fast ein Drittel der Erdoberfläche abdecken kann, braucht es für eine weltumspannende Konstellation in niedrigen Umlaufbahnen Hunderte von Satelliten. Oneweb will bis zum Ende des Jahres 648 Satelliten in der Umlaufbahn platziert haben. SpaceX hat im Januar den zweitausendsten Starlink-Satelliten ins All gebracht und hat bei der internationalen Telekommunikationsbehörde ITU Frequenzen für 30'000 Satelliten beantragt.

Damit sich solche riesigen Konstellationen gewinnbringend betreiben lassen, muss die Hardware billig sein. Viel billiger als geostationäre Kommunikationssatelliten, die typischerweise zwischen 150 und 250 Millionen Franken kosten. Weder SpaceX noch Oneweb verraten, wie viel einer ihrer Satelliten tatsächlich kostet. Branchenkenner schätzen die Stückpreise auf unter eine Million Dollar.

Paradigmenwechsel in der Raumfahrtindustrie

Damit solche Preisreduktionen möglich werden konnten, musste die Raumfahrtindustrie sich komplett neu erfinden. Galt in der stockkonservativen Branche bisher die Devise «wir können nur teuer», muss sie den Schritt von der Prototypenfertigung zur Serienproduktion vollziehen. Für die Herstellung der Oneweb- Satelliten errichtete Airbus deshalb zunächst eine Pilotfabrik im französischen Toulouse, um dort die neuen Fertigungsprozesse zu entwickeln und zu erproben. Gebaut werden die Satelliten nun in einer eigens dafür errichteten Fertigungsstätte in Florida. Die Herstellung dauert nicht mehr wie früher Jahre. In Florida wird im Zweischichtbetrieb gearbeitet, pro Schicht spuckt die Fabrik einen Satelliten aus. Als Zulieferer ist auch das grösste Schweizer Raumfahrtunternehmen Ruag Space am Oneweb-Projekt beteiligt. Ruag fertigt an einem eigens dafür aufgebauten Standort in Florida, Strukturen für die Oneweb-Orbiter. Den Dispenser, eine Vorrichtung, mit der bis zu 36 Satelliten auf einmal mit einer russischen Sojus-Rakete gestartet werden können, baut Ruag Space in Schweden.

Oneweb und Starlink haben ihre Nasen im Wettlauf um das weltumspannende Internet aus dem All vorn, allein auf weiter Flur sind sie aber keineswegs. So will beispielsweise der etablierte Betreiber Telesat ebenfalls eine Megakonstellation aufbauen, und auch Onlinehändler Amazon plant ein eigenes Satellitennetzwerk. Trotz der nötigen Milliardeninvestitionen und unsicherer Profitaussichten herrscht Goldgräberstimmung. Das regt auch die Fantasie jener an, die bisher wenig oder gar nichts mit Raumfahrt zu tun hatten. Die Liste derer, die Satellitenkonstellationen planen, ist fast endlos, und die ITU wird mit Frequenzanträgen überhäuft, die nicht immer seriös, teilweise sogar bizarr anmuten.

Ruanda und Liechtenstein streben ins All

Manchmal geht es dabei nur um ein paar Satelliten, in anderen Fällen sind die Zahlen aberwitzig. So hat beispielsweise das kanadische Unternehmen Kepler über die deutschen Behörden Frequenzen für eine Konstellation namens Aether mit fast 115'000 Satelliten beantragt. Für noch mehr Stirnrunzeln sorgte der Antrag der Regierung Ruandas, die bei der ITU Frequenzen für gleich zwei Konstellationen mit insgesamt 327'230 Satelliten vorschlug. Auch das kleine Liechtenstein ist auf dem Sprung zur Weltraummacht: Die Trion Space AG, eine in Vaduz ansässige Briefkastenfirma, ist der Liechtensteiner Arm eines undurchsichtigen deutsch-chinesischen Firmengeflechts, das eine eigene Konstellation aufbauen will. Als souveränem Staat stehen auch dem Fürstentum Funkfrequenzen im All zu. Und die hat das Vaduzer Amt für Kommunikation 2014 für eine Vorgängerfirma der Trion Space AG geltend gemacht.

Schweizer Konstellation fürs Internet der Dinge

Vergleichsweise bescheiden und seriös muten da die Pläne der Lausanner Astrocast SA an. Das Unternehmen, ein Spin-off der EPFL, errichtet ein Satellitennetzwerk für das Internet der Dinge (IoT). Dafür will Astrocast in den nächsten drei Jahren 80 sogenannte Cubesats ins All schiessen. Das sind preisgünstige Nanosatelliten «aus dem Baukasten ». Sie basieren auf standardisierten würfelförmigen Elementen mit einer Kantenlänge von 10 cm. Inzwischen hat Astrocast die ersten zehn Satelliten ins All gebracht, zehn weitere sollen in diesem Jahr folgen. Und mindestens ebenso wichtig: Auch seinen Börsengang hat das junge Unternehmen bereits mit Erfolg hinter sich gebracht. Seit August 2021 sind die Astrocast-Aktien am Euronext Growth Market in Oslo gelistet.

Autor: Hendrik Thielemann
Bildquelle: Arianespace
Artikel aus der STZ: Ausgabe März 2022

Weitere Artikel aus der STZ
Die polytechnische Fachzeitschrift SWISS ENGINEERING STZ und das französischsprachige Pendant SWISS ENGINEERING RTS erscheinen zehn Mal jährlich. Das Magazin berichtet über Entwicklungen in der Branche, zeigt Trends auf und gibt Einblick in die Aktivitäten des Berufsverbands. Mitglieder erhalten die Fachzeitschrift samt Spezialausgaben Bau & Architektur, Automation, Energie, Maschinen und Bahntechnik in der Schweiz kostenlos nach Hause geliefert.
Hier finden Sie eine Auswahl an weiteren Artikeln