Raumfahrt: Was der Flug von Virgin Galactic für den Weltraumtourismus bedeutet

Das silber-weiße Raumflugzeug startet sein Raketentriebwerk in 14 Kilometer Höhe über der gleißenden Wüste New Mexicos. Bis hierher ist es von einem Trägerflugzeug transportiert worden, nun beschleunigt es selbst. Mit einem glühenden Schweif aus verbrennendem Lachgas und Raketentreibstoff hinter sich, schießt es dem Rand der Erdatmosphäre entgegen. Wenige Minuten später schweben seine Insassen – zwei Piloten und vier Passagiere, darunter der Milliardär Richard Branson – in mehr als 85 Kilometern Höhe in der Schwerelosigkeit. Vor dem Fenster: der Ausblick auf die Wölbung der Erde.

Nach dem rasanten Aufstieg folgt der sanfte Fall. Damit das Raumfahrzeug langsam durch die oberen Atmosphärenschichten sinkt, vollziehen seine Leitwerksträger eine 90 Grad-Drehung. Fünfzehn Minuten nachdem sie das Trägerflugzeug verlassen hat, steuert die V.S.S. Unity im Gleitflug die Landebahn in New Mexiko an und kommt rollend zum Stehen.

„Es war einfach magisch!“, verkündete Richard Branson nach der Landung euphorisch.

Im Rahmen der Unity 22-Mission reiste die bislang größte Gruppe von Menschen an Bord eines Virgin Galactic-Raumflugzeugs an den Rand des Weltraums. Das Spektakel markiert einen wichtigen Meilenstein im Rennen um die Kommerzialisierung von Flügen ins All: Das Unternehmen Blue Origin von Milliardär und Amazon-Gründer Jeff Bezos hatte den Start seiner Rakete New Shepard für den 20. Juli 2021 angekündigt - der vierte bemannte Flug von Virgin Galactic fand neun Tage früher statt.

„Die Tatsache, dass die Gründer dieser Unternehmen an den Missionen persönlich teilnehmen, erstaunt mich sehr“, sagt Raumfahrthistorikern Jennifer Levasseur, Kuratorin am Smithsonian National Air and Space Museum. „Das zeigt das unglaubliche Vertrauen, das sie in die Menschen, die Technik und das Produkt haben. Beide scheinen außerdem eine angeborene Abenteuerlust zu haben.“

Die Projekte von Virgin Galactic und Blue Origin werden immer wieder heftig kritisiert. Sie würden nur die Eitelkeit der Unternehmensgründer befriedigen und seien nichts weiter als ein Luxusspaß für die Superreichen. Im Vorverkauf kostet das Ticket für einen Flug mit Virgin Galactic 250.000 US-Dollar, eine Preiserhöhung wurde bereits angekündigt. Blue Origin verkauft noch keine Tickets für Flüge an Bord der New Shepard, aber bei einer Auktion im Juni 2021 wurden für die Teilnahme am anstehenden Flug mit Jeff Bezos 28 Millionen US-Dollar geboten.

Doch abseits der Eskapaden der Reichen könnten die neuen Raumflugzeuge auch für wissenschaftliche Forschungen und die Raumfahrt völlig neue Möglichkeiten eröffnen.

„Hier geht es um mehr als ein paar Milliardäre“, sagt Laura Seward Forczyk, Gründerin der Industrieanalysen-Firma Astralytical. „Man muss auch den wissenschaftlichen Nutzen sehen.“

Die Kommerzialisierung der Raumfahrt

Private Reisen in den Weltraum sind nichts Neues. Seit dem Jahr 2000 waren einige gutbetuchte Touristen bereit, mehrere Millionen US-Dollar für einen Besuch der Internationalen Raumstation (ISS) zu zahlen. Gleichzeitig ermutigte die NASA private Firmen dazu, den Transport von Frachtgütern und Astronauten zur ISS zu übernehmen. Der kommerzielle Frachtverkehr begann 2012, die ersten kommerziellen Personentransporte fanden 2020 statt.

Unternehmen wie Virgin Galactic und Blue Origin arbeiten jedoch seit Jahren an einer anderen Art der Raumfahrt: Ihr Bereich ist der suborbitale Raumfahrttourismus, bei dem das Schwerefeld der Erde nicht verlassen, und ihre Umlaufbahn nicht erreicht wird. Durch ihn soll in naher Zukunft jeder, der ein paar Tausender übrig hat, einen mehrminütigen Ausflug dorthin machen können.

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In der internationalen Raumfahrt wird die Grenze zum Universum durch die sogenannte Kármán-Linie definiert. Diese liegt auf einer Höhe von 100 Kilometern über dem Meeresspiegel. Für die Raumfahrer der USA gilt eine andere Grenze: für sie beginnt der Weltraum in einer Höhe von 80 Kilometern über dem Meeresspiegel. Die V.S.S. Unity erreichte eine Höhe von etwas mehr als 85 Kilometern. Es wird erwartet, dass der höchste Punkt des Flugs der New Shepard bei 105 Kilometern über dem Meeresspiegel liegen wird.

Der Bau von touristischen Raumflugzeugen ist äußerst kompliziert, vor dem ersten Start sind jahrelange Tests nötig. Diese können leicht in Katastrophen enden - wie bei dem tödlichen Unfall des Prototyps von SpaceShipTwo im Jahr 2014.

Nun sind die Testphasen jedoch überstanden, sowohl bei Virgin Galactic als auch bei Blue Origin. Damit ist die Zeit reif, Kunden Tickets für kommerzielle Raumfahrten anzubieten - und auch die Gründer selbst ins All zu schießen.

Virgin Galactic hat einen besonders langen Weg hinter sich. V.S.S. Unity hat seinen Ursprung in einem Programm, das bereits Mitte der 1990er seinen Anfang hatte.

SpaceShipOne – der Ursprung

Anders als traditionelle bemannte Raumraketen, beginnen Raumflugzeuge der Klasse SpaceShipTwo, zu der die V.S.S. Unity zählt, ihre Reise nicht am Boden, sondern in der Luft. Das Trägerflugzeug WhiteKnightTwo transportiert das SpaceShipTwo auf eine Höhe von mindestens 12 Kilometern über dem Meeresspiegel, wo das Raketenflugzeug von dem größeren Flugzeug ausgeklinkt wird. Nach einem wenige Sekunden dauernden antriebslosen Flug startet das Raumflugzeug seinen Raketenantrieb und beschleunigt auf einer steil ansteigenden Bahn auf dreifache Schallgeschwindigkeit.

Diese Methode ein Raumflugzeug zu starten klingt nur im ersten Moment kompliziert. Laut Chuck Rogers, stellvertretender Leiter des NASA Armstrong Flight Research Center in Kalifornien, hat der Luftstart tatsächlich mehrere Vorteile. Die Technik wird seit mehreren Jahrzehnten erforscht und kam zum Beispiel beim Bell X-1 zum Einsatz, dem ersten Raketenflugzeug, dem es gelang, die Schallmauer zu durchbrechen. Auch beim North American X-15 kam sie zur Anwendung: Seit einem Flug im Jahr 1967, bei dem es eine Spitzengeschwindigkeit von 7274 Kilometer pro Stunde erreichte, gilt es als schnellstes pilotengesteuerte Flugzeug, das jemals über unseren Himmel gezogen ist.

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Der Start im Flug ist äußerst effizient, weil das Flugzeug sich nicht erst aus eigener Kraft durch die dichten unteren Schichten der Atmosphäre arbeiten muss. Dadurch benötigt es weniger Treibstoff an Bord. Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von Trägerflugzeugen: Eine konventionelle Startbahn reicht für den Abflug völlig aus.

Die ersten Entwürfe für SpaceShipOne, dem experimentellen Vorgänger von SpaceShipTwo, stammen aus dem Jahr 1996. Anstoß dazu gab die Ausschreibung des Ansari X-Prize: 10 Millionen US-Dollar winkten dem privaten Team im Wettbewerb, dem es gelang, bis Ende des Jahres 2004 zweimal innerhalb von zwei Wochen ein Raumflugzeug auf über 100 Kilometer über dem Meeresspiegel zu bringen – mit einem Piloten und zwei Passagieren an Bord.

Der vielversprechendste Teilnehmer des Wettbewerbs war schon früh Burt Rutan, ein ikonoklastischer Ingenieur, bekannt für seine seltsamen, aber extrem effizienten Flugzeugdesigns. Sein Beitrag, SpaceShipOne, war ein Luftstart-Projekt mit einem einzigartigen Konzept für die Landung: Kurz bevor das Raumflugzeug den höchsten Punkt des Anstiegs erreicht, klappen die Leitwerksgestelle um 65 Grad nach oben. Dieser Federmechanismus erhöht den Luftwiderstand und bremst den Fall, sodass das Raumflugzeug sich im langsamen Sackflug durch die Atmosphäre Richtung Erde befindet. Auf einer Höhe von knapp 17.000 Metern werden die Leitwerksgestelle wieder zurückgeklappt und das SpaceShipOne kann im Gleitflug die Landebahn ansteuern.

Die Fortschritte des Projekts von Burt Rutan und seiner Firma Scaled Composites waren zunächst überschaubar. Dann stieg Microsoft-Mitgründer Paul Allen im Jahr 2001 als Investor ein. Im Juni 2004 war SpaceShipOne das erste Raumflugzeug, das zu hundert Prozent mit privaten Mitteln finanziert war. Weniger als vier Monate später gelang es mit SpaceShipOne zweimal die 100 Kilometer-Marke zu knacken und Scaled Composites gewann den X-Prize.

„Es war der perfekte Flug“, erinnert sich der Testpilot Brian Binnie, der den preisgekrönten zweiten Flug am 4. Oktober 2004 durchführte. „Ich kann es heute noch spüren. Es fühlte sich an, als wäre ich nicht allein. Als wären noch andere Kräfte am Werk.“

Nach dem Erfolg SpaceShipOnes beim X-Prize kaufte Richard Branson die Lizenz für Burt Rutans Design für Virgin Galactic. Seine Idee war es, auf der Basis von SpaceShipOne ein größeres Raumfahrzeug mit Platz für mehrere Passagiere zu bauen: SpaceShipTwo.

Gefährliche Testphase

SpaceShipTwo ist etwa doppelt so groß wie sein Vorgänger und sorgte bei seinen Erbauern für doppelt so viel Kopfzerbrechen. Die größeren Maße machten eine Umgestaltung des ursprünglichen Designs nötig. Neben dem Raketenantrieb mussten noch weitere technische Aspekte überarbeitet werden. Das führte zunächst zu Chaos, dann zu einer Verspätung nach der nächsten.

In der Testphase von SpaceShipTwo gab es zwei tragische tödliche Unfälle. Im Jahr 2007 starben drei Menschen bei einer Explosion während eines Raketenantriebstests. Am 31. Oktober 2014 stürzte ein SpaceShipTwo-Prototyp ab, nachdem der Pilot den Federmechanismus des Raumflugzeug zu früh entriegelt hatte. Co-Pilot Michael Alsbury verstarb bei dem Unfall, der Pilot Peter Siebold überlebte schwer verletzt. Richard Branson zeigte sich nach dem Vorfall erschüttert, doch Virgin Galactic entschied sich schließlich dazu weiterzumachen.

„Ich rechne es Branson hoch an, dass er sich nicht vom Ziel hat abbringen lassen. Es gab viele Momente, in denen er sich aus der Sache hätte zurückziehen können“, sagt Brian Binnie, der bis 2014 an SpaceShipTwo mitgearbeitet hat. „Raumfahrt – das klingt so glamourös. Aber wenn es ans Eingemachte geht, braucht man wirklich starke Nerven.“

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Nachdem über Jahre die Sicherheitsvorkehrungen erhöht worden waren, überflogen im Jahr 2018 zwei Piloten mit SpaceShipTwo die magische Grenze von 80 Kilometern Höhe. 2019 gelang dies ein zweites Mal mit einem Passagier an Bord: Beth Moses, Ausbildungsleiterin für die Astronauten von Virgin Galactic.

„Es war umwerfend. Einfach unbeschreiblich”, schwärmte sie in einem Interview mit National Geographic im Jahr 2019. „Eine atemberaubende, in gewisser Weise krasse, wundervolle Erfahrung.”

Im Mai 2021 verzeichnete Virgin Galactic den dritten Flug über 80 Kilometer. Daraufhin erteilte die Bundesluftfahrtbehörde der USA dem Unternehmen eine erweiterte Betriebslizenz. Die Tests, die bis zu diesem Punkt durchgeführt worden waren, ebneten den Weg für die Mission Unity 22 und bauten im Unternehmen genug Vertrauen in das System auf, um Richard Branson persönlich mit an Bord zu nehmen.

Wie die Wissenschaft von SpaceShipTwo profitiert

Die Diskussionen um Virgin Galactic und Blue Origin konzentrieren sich hauptsächlich auf den Wettkampf zwischen Richard Branson und Jeff Bezos. Doch während die beiden Milliardäre noch untereinander ausfochten, wer zuerst in den Weltraum fliegen sollte, eröffneten die Entwicklungen ihrer Unternehmen der Wissenschaft bereits völlig neue Wege.

Auf einem Flug von Virgin Galactic oder Blue Origin befinden sich Passagiere drei bis fünf Minuten in absoluter Schwerelosigkeit. Wissenschaftler hatten zwar schon vor SpaceShipTwo und New Shepard die Möglichkeit, Experimente im suborbitalen Raum durchzuführen, dies jedoch überwiegend aus der Ferne, weil fast ausschließlich Zugriff auf unbemannte Raumflugzeuge bestand. Durch die neuen Raumfahrzeug haben sie jetzt die Möglichkeit, bei der Durchführung ihrer Experimente persönlich anwesend zu sein und gegebenenfalls einzugreifen.

Beide Unternehmen haben mit Unterstützung des Flight Opportunity Programer der NASA bereits wissenschaftliche Nutz- und technische Demonstrationsflüge durchgeführt. V.S.S. Unity kam im Rahmen eines menschenüberwachten Experiments zum Einsatz, bei dem Veränderungen der genetischen Aktivität von Pflanzen beim Eintritt in der Schwerelosigkeit untersucht wurden. Das von der University of Florida erstellte Experiment wurde von der Virgin Galactic-Mitarbeiterin Sirisha Bandla durchgeführt.

Vorangegangene Experimente im Space Shuttle und auf der ISS konnten sehr detailliert Vitalfunktionen unter dem Einfluss der Mikrogravitation untersuchen. Doch wie sich der Übergang von Schwerkraft zu Schwerelosigkeit aus biochemischer Sicht auf lebende Dinge auswirkt, ist noch nicht ausreichend erforscht. Suborbitale Raumflugzeuge wie die V.S.S. Unity bieten die einmalige Chance, diesen Fragen auf den Grund zu gehen, so Rob Ferl, Biologe an der University of Florida und einer der Hauptuntersuchungsleiter des Experiments.

„Wir sind die Wissenschaftler, die diese Tür zu einem noch nie zuvor betrachteten biologischen Universum einfach aufstoßen können“, sagt er.

Raumfahrt für alle?

Virgin Galactic und Blue Origin mögen Tickets an Passagiere verkaufen und Forschungsaufträge einheimsen. Trotzdem mahnt Raumfahrtindustrie-Analystin Laura Seward Forczyk zur Vorsicht: Man könne nicht wissen, wie groß der Markt für suborbitale Raumfahrt tatsächlich sei.

In der Theorie sollten die Preise für die Tickets fallen, je häufiger die Flüge werden. Doch zurzeit richtet sich der noch junge Industriezweig in erster Linie an Superreiche, deren Gäste und Forscher mit Fördergeldern. Laut Forczyk wird sich mit der Weiterentwicklung der Technologie zeigen, ob das Versprechen der Milliardärs-Unternehmen „den Weltraum zu demokratisieren“ eingehalten wird, oder ob die Flüge ein Luxusvergnügen bleiben.

In welche Richtung sich die Privatflüge zum Rand des Universums entwickeln, hängt auch stark von der Sicherheit der Flugzeuge ab. Laut dem aktuell geltenden US-Gesetz sind die Behörden in ihren Möglichkeiten, die Passagiersicherheit auf kommerziellen Raumflügen zu gewährleisten, bis 2023 eingeschränkt. „Ich glaube nicht, dass man irgendjemandem weißmachen kann, dass es sich hierbei um einen risikofreien Spaß handelt“, sagt Laura Seward Forczyk. „Wir sollten auf tödliche Unfälle vorbereitet sein, ja, sie sogar erwarten.“

Auch wenn der Fortschritt durch solche Vorfälle gebremst werden sollte, wird der Zugang zum suborbitalen Raum für interessierte Kunden wohl immer leichter erreichbar werden. „Ich glaube, wir befinden wir uns am Ende des Anfangs“, sagt Jennifer Levasseur vom Smithsonian. „Raumfahrt wird nie zur Routine werden. Dieser ganze Prozess hat nichts mit Routine zu tun. Aber wir haben jetzt eine neue Phase erreicht.“

Astronaut Brian Binnie, bei dem der Start der V.S.S. Unity die Erinnerung an seinen Flug mit dem Prototypen von SpaceShipOne geweckt hat, sieht das ähnlich: „Ich bin sehr erleichtert, dass SpaceShipOne mehr ist als nur ein kurioses Einzelstück, das in einem Museum hängt“, erklärt er. „Es war Impulsgeber für etwas Besseres, Glänzenderes, Größeres.“

Dieser Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.