Relativity Space bereitet den Start der ersten 3D-gedruckten Rakete der Welt vor. Eigentlich sollte die Rakete Terran 1 an diesem Samstag von Cape Canaveral abheben.
Das klappte nicht. Doch: Wenn sie erfolgreich ist, wird sie das grösste 3D-gedruckte Objekt sein, das die Erdumlaufbahn erreicht. Die 3D-gedruckte Rakete ist die Idee von Tim Ellis, einem ehemaligen Ingenieur bei Jeff Bezos‘ Raumfahrt-Startup Blue Origin. Hier erfahrt ihr, wie Ellis seinem ehemaligen Chef und Elon Musks SpaceX die Stirn bieten will, indem er die Industrie der Raketenhersteller auf den Kopf stellt.
Terran 1 ist die erste 3D-gedruckte Rakete der Welt
Terran 1 ist das erste funktionsfähige Raketenmodell von Relativity Space. Es ist auch die erste 3D-gedruckte Rakete der Welt. Die Rakete wird mit neun Triebwerken vom Boden abheben und kann eine Nutzlast von etwa 1270 Kilogramm in die Umlaufbahn eines Satelliten befördern.
85 Prozent der Rakete wurden mit riesigen 3D-Metalldruckern gedruckt. Die 9300 Kilogramm schwere Rakete ist 33,5 Meter hoch und 2,3 Meter breit. Die Rakete hat ihre Generalprobe mit Bravour bestanden. Relativity Space ist nun bereit, sie zum ersten Mal im Flug zu testen. Der erste Startversuch der Rakete wurde zwar am Mittwoch abgebrochen, auch an diesem Samstag konnte sie nicht abheben. Aber auf Twitter stellte das Unternehmen einen neuen Termin in Aussicht. Die Rakete sei intakt.
Die Falcon-Rakete von SpaceX startet ihren Weg in All. Das Raumfahrtunternehmen von Elon Musk ist ein Vorbild von Tim Ellis' Relativity Space.
Die Raketen werden mit 3D-Metalldruckern hergestellt
Der erste Schritt für Relativity Space bestand darin, 3D-Metalldrucker zu entwickeln, die ein ganzes Raketenteil herstellen können. Die Drucker, die Stargate genannt werden, müssen die Rakete in etwa 1000 Teilen drucken. Das bedeutet, dass die grössten Teile, die gedruckt werden, etwa einen Meter hoch sind, so Ellis.
«Die grössten Drucker, die es gab, als wir das Unternehmen gründeten, konnten nur Teile in einer Größe von etwa etwa 0,02 Kubikmeter produzieren», so Ellis. «Relativity musste den grössten Metall-3D-Drucker der Welt erfinden». Die Teile werden dann von einer Maschine zusammengefügt, „die einem 3D-Drucker sehr ähnlich ist. Aber sie fügt die Teile am Ende ohne feste Werkzeuge wieder zusammen», so Ellis.
Die Drucker sind flexibel, schnell und intelligent
Laut der Website von Relativity Space können die Drucker eine Rakete in nur 60 Tagen zusammenbauen. Konkurrenten benötigen dem Unternehmen zufolge zwischen einem und zwei Jahren für den Bau einer Rakete. Weil die Drucker so schnell sind, ist es einfacher, verschiedene Versionen der Rakete zu testen. Das ist ein Grund dafür, dass die Entwicklung von Relativity so schnell vonstatten ging.
Der Drucker lernt auch aus seinen Fehlern, so Ellis. «Während er druckt, sammeln wir pro Druck viele Gigabytes und sogar Terabytes an Daten», sagte er. «Wir setzen auch Datenwissenschaft ein und beginnen, maschinelles Lernen und andere anspruchsvollere Datenwissenschaftstechniken zu verwenden, damit die Drucker aus ihren eigenen Druckerfahrungen lernen», sagte er und fügte hinzu: «Im Grunde werden die Drucker und der Prozess, den das Team durchläuft, immer intelligenter, je mehr Stunden wir mit unserer immer grösser werdenden Flotte von Druckern arbeiten.»
Das hat dem Unternehmen auch geholfen, seine eigene Aluminiumlegierung zu entwickeln. «Das ist nur möglich, weil wir 3D-Drucken. Es ist also ein sehr integrierter Prozess zwischen dem Design der Rakete sowie dem Design der Materialien und der 3D-Drucker», sagte Ellis.
Raketentriebwerk entstand auch im 3D-Drucker
Relativity Space hat auch Raketentriebwerke entwickelt, die vollständig in 3D gedruckt sind. Diese Triebwerke heissen AEON 1, AEON R und AEON VAC. Sie alle verwenden eine Mischung aus flüssigem Sauerstoff und flüssigem Methan, um sich vorwärts zu bewegen. Terran 1 hat neun AEON-1-Triebwerke, die seine zweite Stufe antreiben.
Drogen, Affären, Visionen: Elon Musk passt nicht ins Schema der Silicon-Valley-Milliardäre. Er ist ein Exzentriker, der sich einen Deut um Regeln schert – und gerade das macht ihn so erfolgreich.
Dabei stehen die Zeichen nicht von Anfang an auf Erfolg. Musk kommt 1971 in Pretoria in Südafrika auf die Welt. Seine Eltern trennen sich, als Musk neun Jahre alt ist, sein Vater erzieht ihn und seine Geschwister mit harter Hand.
Eine glückliche Kindheit sieht anders aus. «Du wirst in der Schule von Banden gejagt, dann kommst du nach Hause, und dort ist es auch schrecklich», vertraut Musk seinem Biografen Ashlee Vance (43) an.
Relativity Space hat Tesla als Vorbild
Tim Ellis, CEO und Mitbegründer von Relativity Space, sagt, ihm sei eine zündende Idee gekommen, als er bei Jeff Bezos‘ Blue Origin arbeitete. Als er sich in der Fabrikhalle von Blue Origin umsah, habe er festgestellt: Das Unternehmen krempelte das Raketengeschäft zwar um, aber eines hatte sich nicht wesentlich verändert, und zwar das Fliessband.
«Ich sah, dass wir diese riesige Fabrik voller fester Werkzeuge hatten, in der eine ganze Rakete von Hand aus Hunderttausenden bis Millionen von Einzelteilen zusammengebaut wurde», so Ellis zu «Business Insider». «Das war der eigentliche Grund, warum ich das Unternehmen gegründet habe – um eine ganze Rakete in 3D zu drucken», sagt er.
Ellis beschloss, die Raketenbranche zu verändern, indem er 3D-Metalldrucker in den Mittelpunkt des Herstellungsprozesses stellte. «Die Art und Weise, wie man für eine fast vollständig in 3D gedruckte Rakete designen muss, ist ganz anders», sagt er. «Wir haben bei Null angefangen und sind unserer Vision, die Anzahl der Teile zu reduzieren, treu geblieben, indem wir von Anfang an für den 3D-Druck entworfen haben. Das hat dazu geführt, dass wir eine Menge anderer Leute in diesem Bereich überholt haben», sagte er.
Die Idee erhielt schnell viel Unterstützung, insgesamt mindestens 1,3 Milliarden Dollar. Auch Mark Cuban hat Berichten zufolge innerhalb von fünf Minuten auf Ellis‘ Pitch-E-Mail reagiert und in der Startkapitalrunde des Unternehmens 500'000 Dollar beigesteuert. Ellis sagt, dass er mit seinem Ansatz die Raketenbauindustrie revolutionieren wolle.
«Es ist vergleichbar mit dem, was Tesla mit der Umstellung von Gasverbrennungsmotoren auf Elektrofahrzeuge gemacht hat. Das Unternehmen hat erkannt, dass man nicht einfach Batterien in Elektromotoren nehmen und sie auf einer herkömmlichen Fertigungslinie in einen Ford oder Nissan einbauen kann», sagt er. Viele sind skeptisch, ob das Unternehmen seine hochgesteckten Ziele erreichen kann. Doch Ellis ist bereit, seine Drucktechnologie beim Raketenlaunch auf die Probe zu stellen.
«Es ist ein bisschen surreal für mich. Als ich Blue Origin vor sieben Jahren verliess, um dieses Unternehmen zu gründen, hätte ich mir nie vorstellen können, dass ich in einem WeWork-Büro anfangen, unser Team eine brandneue Fertigungstechnologie erfinden und wir unsere erste Orbitalrakete startklar auf der Startrampe haben würden, noch bevor mein vorheriges Unternehmen dies schafft», so Ellis zu «Business Insider».
Bereits neue Pläne für grössere Rakete
Obwohl Terran 1 die bisher grösste Rakete von Relativity ist, ist sie im Vergleich zum Starship von SpaceX eine relativ kleine Rakete. Starship soll 150 Tonnen in die Umlaufbahn befördern können und dann zur Erde zurückkehren, um wiederverwendet zu werden. Doch für Ellis ist der Start der Terran 1 nur ein Schritt auf dem Weg zu seinem eigentlichen Ziel, dem Bau einer viel grösseren Rakete namens Terran R.
Terran R soll vollständig wiederverwendbar sein und 20'000 Kilogramm Nutzlast tragen können. Das ist ungefähr so viel wie die Falcon 9 von SpaceX. Ausserdem soll sie fast vollständig – zumindest zu 95 Prozent – im 3D-Druckverfahren hergestellt werden. Das Unternehmen plant den Start dieser Rakete für das Jahr 2024. Dies ist die Rakete, die Ellis zum Mars schicken will.
Obwohl sie sich noch in der Entwicklung befindet, ist Ellis zuversichtlich, dass sie schnell zusammengebaut werden kann. AEON R, das Triebwerk, das die zweite Stufe der Rakete vorantreiben wird, sei bereits getestet worden, sagt er. «Das war vor anderthalb Jahren noch ein unbeschriebenes Blatt Papier», erklärt Ellis. «Von einem leeren Blatt zum Bau des ersten vollständigen Triebwerks, das wir gerade fertiggestellt haben und dann bereits zu Triebwerkskomponententests in vollem Massstab überzugehen, ist unglaublich schnell», sagt er.
Das Rennen um die Landung auf dem Mars
Relativity hat sich mit Impulse Space, gegründet vom ehemaligen SpaceX-Antriebstechniker und Mitbegründer Tom Mueller, zusammengetan, um einen ehrgeizigen Zeitplan für seine Produkte festzulegen: Bis 2024 soll Terran R zum Mars fliegen.
Wenn dies gelingt, würde Ellis das Unternehmen von Elon Musk auf dem roten Planeten schlagen und die Mission wäre die erste kommerzielle Marsmission überhaupt. «2024 ist ein hyper-aggressives Datum, keine Frage», sagt Ellis. «Aber das Tempo, in dem wir an Terran R arbeiten, ist ziemlich hoch», erklärt er: «Ich denke, das wird der Schlüssel zu unserer Fähigkeit sein, den Zeitplan so schnell wie möglich umzusetzen.»
Gemäß der Vereinbarung mit Impulse Space muss die Nutzlast, ein Marsrover, bis spätestens 2029 geliefert werden, so Ellis. «Ich denke das ist ein grosses Zeichen dafür, dass wir uns dieser Mission verpflichtet fühlen und sie definitiv durchführen werden», sagte er.
Der Mega-Drucker Stargate 4
Um die Produktion zu steigern, hat Relativity Space vor kurzem die neueste Version seines Druckers mit dem Namen Stargate 4 auf den Markt gebracht. «Er ist brandneu, zumindest öffentlich brandneu. Er befindet sich schon seit einiger Zeit in der Entwicklung», so Ellis. Der Unterschied ist, dass dieser Drucker horizontal druckt. «Dadurch können wir deutlich längere und grössere einteilige Abschnitte mit weniger Verbindungen herstellen», sagt er.
Er soll Objekte mit einer Länge von bis zu 36,5 Meter und einer Breite von bis zu 7,3 Meter drucken können. Ausserdem ist er viel schneller – etwa 7 bis 12 Mal schneller als seine Vorgänger. Der Drucker trägt wesentlich dazu bei, dass Terran R gedruckt werden kann, so Ellis. Auf die Frage, ob das Hauptziel darin bestehe, eine Rakete in einem Stück zu drucken, sagt er, dass dies zwar möglich, aber wahrscheinlich nicht praktikabel sei.
«Sobald man den Terran R-Massstab erreicht hat, geht es um ein Transportmittel, das weit über 60 Meter hoch ist. Man gewinnt tatsächlich an Iterations- und Baugeschwindigkeit, wenn man mehrere Drucker parallel arbeiten lässt», so der Firmen-Chef.
Kein Wettbewerb mit SpaceX
Obwohl Ellis sein Wettbewerbsziel, zum Mars zu gelangen, unbedingt einhalten will, betrachtet er die Konkurrenz weniger als Hindernis, sondern eher als Chance für die Zusammenarbeit. «Was SpaceX angeht, so bin ich ein absoluter Fan von dem, was sie tun. Die Landung von Raketen und das Andocken an die Internationale Raumstation vor sieben Jahren, als sie noch ein 13 Jahre altes Unternehmen waren, hat mich dazu inspiriert, Relativity zu gründen», sagt er.
Der bevorstehende Start von SpaceX Starship ist ein wichtiger Teil des NASA-Plans, zum Mond und schliesslich zum Mars zurückzukehren. «Es ist wirklich wichtig, dass sie erfolgreich sind und ich glaube, dass sie erfolgreich sein werden», sagt Ellis. Raketen sind nur ein Produkt, das Relativity herstellen will. Sobald sie unter Beweis stellen können, dass sie eine Nutzlast zum Mars bringen können, ist der nächste Schritt, ihre Drucker dorthin zu bringen.
«Es war ganz klar, dass jemand das zweite Unternehmen sein musste, das sich an dieser Mission beteiligt – und dass dieser jemand auch eine industrielle Basis auf dem Mars aufbauen muss. Und ich denke, diese wird mit 3D-Druckern aufgebaut werden», sagte er. «Zunächst wird es sich dabei vielleicht um Ersatzteile und andere kleine Ersatzkomponenten für Dinge handeln, die vor Ort kaputt gehen. Aber ich denke, dass wir damit auch beginnen werden, einen Grossteil der Nahrungsmittellagerung, der Wasserspeicherung und anderer industrieller Ausrüstungen aufzubauen, die man anfangs braucht, um die ersten Menschen dort zu versorgen», sagt er.
Dennoch hat das Unternehmen noch viel zu beweisen, wie die jüngste Bewertung des Investmentfondsriesen Fidelity zeigt. Wie bei vielen anderen Tech-Unternehmen sank auch der Wert von Relativity Space in der Schätzung vom Juli 2022 von 4,2 Milliarden Dollar um 28 Prozent.
Der Launch ist eine Reihe von Premieren
Ellis, jetzt Anfang dreissig, ist bereit, seinen ersten Raketenstart zu erleben. «Ich glaube nicht, dass irgendjemand im Moment entspannt ist. Es sind lange Arbeitszeiten und unsere Mitarbeiter arbeiten hart. Aber ich kann sagen, dass wir mit dem Start nicht hetzen. Wir sind schon seit einiger Zeit bereit», erzählt er. «Die Menschen sind ganz schön aufgeregt. Vor allem, weil dies ein so einzigartiger Start mit so vielen Neuerungen ist – nicht nur für Relativity, sondern auch für die Branche.»
Zu den Premieren, die bei diesem Start mit dem Namen «Good Luck, Have Fun» (kurz GLHF) getestet werden, gehören der erste Start einer 3D-gedruckten Rakete und der erste Flugtest von mit Methan-Sauerstoff betriebenen Triebwerken.
Ellis sagt jedoch, er sei sich durchaus bewusst, dass etwas schiefgehen könne. «Es gibt immer das Risiko für Überraschungen. Besonders bei Teilen, die man nicht am Boden testen kann», so der CEO. Aber: «Ich glaube, wenn jemand die Chance hat, das zu schaffen, dann wir. Wie auch immer es ausgeht, mit den gewonnenen Erkenntnissen werden wir bei Terran R eine sehr starke Dynamik entwickeln.»
Dieser Artikel erschien zuerst auf dem US-Protal von «Business Insider» unter dem Titel: «The world's first 3D-printed rocket is about to launch into space. Here's how it could beat Elon Musk's SpaceX to Mars.»