Startup plant, Weltraumgesteine in riesigen Säcken in die Erdumlaufbahn zu bringen

Das kalifornische Unternehmen hat Asteroiden mit hundert Tonnen Masse im Visier

Das in Los Angeles ansässige Unternehmen TransAstra entwickelt eine Technologie, die grundlegend verändern könnte, wie die Menschheit Weltraumressourcen nutzt. Kein bloßes Prestigeprojekt – das eigentliche Ziel ist der Aufbau einer echten Weltraumindustrie, die auf natürlich vorhandenen Rohstoffen basiert.

Die Ingenieure suchen nach Wegen, die Abhängigkeit von Materialien zu überwinden, die aufwendig von der Erdoberfläche ins All transportiert werden müssen. Der Asteroidenbergbau verlässt langsam das Reich der Science-Fiction und bewegt sich in Richtung Machbarkeitsstudien und greifbarer Prototypen.

Ein riesiger aufblasbarer Sack als Schlüssel zum Einfangen eines Weltraumfelsens

TransAstra arbeitet an einem System, das Asteroiden von der Größe eines Einfamilienhauses einfangen soll – also Objekte mit einer Masse von rund hundert Tonnen. Das Herzstück der Lösung ist eine massive aufblasbare Hülle aus hochfesten Polymeren, etwa dem bewährten Werkstoff Kapton, der sich in zahlreichen Raumfahrtmissionen bereits vielfach bewährt hat.

Ein noch nicht genannter Auftraggeber hat bei dem Unternehmen eine Machbarkeitsstudie für eine Mission namens New Moon in Auftrag gegeben. Ein solches Dokument liefert eine detaillierte technische, finanzielle und logistische Analyse, ob ein Projekt überhaupt realisierbar ist.

Der Ablauf klingt auf dem Papier einfach, ist in der Praxis jedoch eine extreme Herausforderung. Ein Roboterschiff nähert sich einem kleinen Asteroiden, entfaltet eine flexible Hülle um ihn herum und verpackt ihn wie ein Paket. Das gebündelte Objekt kann dann sicher zu einem geeigneten Standort für Abbaurobots geschleppt werden.

Was der Sack alles aushalten muss

Der Sack muss dem Kontakt mit einer unregelmäßigen und scharfkantigen Gesteinsoberfläche standhalten, Mikrometeoriteneinschläge überstehen und die extremen Temperaturschwankungen des Weltraums verkraften. Die Ingenieure planen umfangreiche Bodentests sowie orbitale Demonstrationen an kleineren Testobjekten.

Eine der zentralen Anforderungen ist, dass der Sack bei versehentlicher Beschädigung seinen Inhalt nicht freigibt und unerwartete Bewegungen des Asteroiden während des Transports abfedern kann. Der Maßstab dieser Konstruktion wird alles bisher mit Kapton Realisierte im Weltraumbereich bei Weitem übertreffen.

Warum Lagrange-Punkte ideale Standorte für eine orbitale Fabrik sind

TransAstra erwägt, eingefangene Asteroiden in den Bereich des Lagrange-Punktes L2 zu schleppen – einem besonderen Ort etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, auf der sonnabgewandten Seite. Dort heben sich die Gravitationskräfte unseres Planeten und der Sonne teilweise gegenseitig auf, sodass das Halten von Objekten an Ort und Stelle nur minimalen Treibstoffverbrauch erfordert.

Diese Punkte ziehen seit Langem das Interesse von Raumfahrtingenieuren auf sich. Die stabile Lage erleichtert den Betrieb wissenschaftlicher Instrumente und die Kommunikation mit der Erde – für eine Bergbauindustrie wäre das eine ideale Basis. Weit genug entfernt von störenden atmosphärischen Einflüssen, aber trotzdem in Reichweite einer zuverlässigen Datenverbindung.

Wissenschaftler der NASA und anderer Raumfahrtbehörden haben in der Vergangenheit vorgeschlagen, Lagrange-Punkte für Montagebahnhöfe oder Treibstoffdepots zu nutzen. TransAstra knüpft an diese Konzepte an, konzentriert sich dabei jedoch auf kleinere Asteroiden und den schrittweisen Aufbau einer Infrastruktur. Firmenchef Joel Sercel betrachtet eingefangene Asteroiden als Grundlage einer künftigen orbitalen Industrie, in der Roboter Erze verarbeiten und Satellitenkomponenten sowie Treibstoffe für interplanetare Flüge herstellen.

Asteroiden als Vorratslager für Wasser, Eisen und seltene Metalle

Das eigentliche Kernversprechen des Projekts sind die Rohstoffe. Viele kleine Asteroiden enthalten Wasser in Form von gefrorenem Eis oder Metalle, deren Preise auf der Erde schwindelerregende Höhen erreichen. Das Unternehmen hat zwei besonders interessante Gruppen identifiziert:

• C-Typ-Asteroiden – dunkel, mit hohem Gehalt an Wassereis und kohlenstoffhaltigen Verbindungen
• M-Typ-Asteroiden – metallisch, reich an Eisen, Nickel und seltenen Metallen
• Wasserstoff und Sauerstoff aus Eis als Bestandteile von Raketentreibstoff
• Atembare Luft für künftige bemannte Außenposten
• Metalle als Material für tragende Konstruktionen und Schutzpanele
• Strahlungsabschirmung aus asteroidalem Eisen
• Antriebskomponenten, direkt im Orbit gefertigt
• Eine Produktionskette, die nahezu unabhängig von Lieferungen von der Erde ist

Aus Eis lässt sich durch Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff gewinnen – also die Grundbestandteile von Raketentreibstoff und Atemluft für künftige Besatzungsbasen. Metalle können für tragende Elemente, Schutzschilde oder Motorenteile eingesetzt werden. Das Ergebnis wäre ein Produktionskreislauf, der kaum noch Rohstoffe benötigt, die von der Erdoberfläche gestartet werden.

Nach Schätzungen des Unternehmens befinden sich im Reichweite möglicher Missionen rund 250 kleine Asteroiden, die sich in den nächsten fünfzehn Jahren einfangen ließen. Es handelt sich um Objekte mit einem Durchmesser von bis zu zwanzig Metern – zu klein, um eine Bedrohung für die Erde darzustellen, aber reich genug, um ihre Nutzung lohnenswert zu machen.

Zweihundertfünfzig Ziele und eine Flotte wiederverwendbarer Raumschiffe

Das Rückgrat des Gesamtplans soll eine Flotte robotischer Schlepper bilden, die nach jeder Mission in Erdnähe zurückkehren, Treibstoff tanken – idealerweise von einem zuvor eingefangenen Asteroiden – und zum nächsten Ziel aufbrechen. Jede weitere Reise soll so günstiger und profitabler sein als die vorherige.

Die erste Mission soll die grundlegenden Technologien des Einfangens und Transportierens erproben. Die schrittweise Verbesserung der Verfahren und die Senkung der Kosten sind die zentrale Voraussetzung für die gesamte Wirtschaftlichkeit des Projekts. Das Unternehmen setzt auf das Prinzip des Lernens aus der Praxis – jeder eingefangene Asteroid liefert wertvolle Daten über das Materialverhalten, die Systemstabilität und die Effizienz robotischer Operationen.

Die wirtschaftliche Seite bildet ein eigenes Kapitel für sich. Die Kosten für das Befördern eines Kilogramms Nutzlast in die Umlaufbahn sinken dank wiederverwendbarer Raketen zwar deutlich, liegen aber noch immer im Bereich von Tausenden von Dollar. Befürworter des Weltraumbergbaus argumentieren daher, dass es mittel- und langfristig günstiger sein wird, direkt im All verfügbare Rohstoffe zu nutzen.

Sicherheitsrisiken und Fragen ohne eindeutige Antworten

Die Idee, einen Felsbrocken von mehreren Dutzend Metern Durchmesser in relative Erdnähe zu bringen, wirft naturgemäß Sicherheitsfragen auf. Selbst ein kleiner Fehler beim Manövrieren könnte die Flugbahn des Objekts in eine ungünstige Richtung verändern. TransAstra begegnet dieser Sorge damit, dass der Fokus ausschließlich auf kleinen Asteroiden liegen soll, bei denen die Kontrolle erheblich einfacher ist als bei kilometerlangen Brocken.

Skeptiker weisen auf die Kosten für den Aufbau einer robotischen Flotte, das Risiko technischer Ausfälle und den enormen Forschungs- und Entwicklungsaufwand hin. Vieles hängt nun von den Ergebnissen der Machbarkeitsstudie zur Mission New Moon ab – sollte das Projekt die Realisierbarkeit des Konzepts belegen, könnte es weitere private und institutionelle Investoren anziehen, etwa Regierungsbehörden auf der Suche nach Versorgungsmöglichkeiten für Langstreckenmissionen.

Weltraumbergbau wird zudem zu einem politischen und rechtlichen Thema. Wem gehört ein bestimmter Asteroid? Wie werden Gewinne gerecht verteilt? Wie lassen sich potenzielle Konflikte vermeiden? TransAstra entwickelt also nicht nur Technologie – das Unternehmen erzeugt mit seiner Arbeit gleichzeitig Druck auf die Entstehung völlig neuer Regeln für einen Bereich, der bislang fast ausschließlich der Wissenschaft und Forschung diente.

Von der Science-Fiction zur realen orbitalen Industrie

Die Idee, Asteroiden einzufangen, ist nicht neu. Ähnliche Pläne tauchten in der Vergangenheit in NASA-Dokumenten und bei anderen Unternehmen auf, doch keiner davon kam je über die Konzeptphase oder Vorstudien hinaus. TransAstra unterscheidet sich durch den Fokus auf kleinere Objekte, eine einfachere Einfangmechanik und den systematischen Aufbau einer orbitalen Infrastruktur Schritt für Schritt.

Sollte zumindest ein Teil der Vision Wirklichkeit werden, könnte sich die Art, wie wir Satelliten und große Weltraumkonstruktionen bauen, grundlegend wandeln. Ingenieure könnten auf Komponenten zurückgreifen, die direkt aus asteroidalen Erzen gefertigt wurden, statt teuer verpackte Module mühsam von der Erde hochzuschießen. Das ebnet den Weg zu günstigeren Missionen zum Mars und in den Asteroidengürtel, weil Treibstoff und Baumaterial entlang der Route gewonnen werden – nicht von der Oberfläche unseres Planeten.

Für Laien klingt das vielleicht nach ferner Zukunftsmusik. Doch die ersten Schritte finden gerade jetzt statt – in Form von Forschungsarbeiten, Computersimulationen und physischen Prototypen. In den kommenden Jahren lohnt es sich zu beobachten, ob rund um Projekte wie New Moon ein ganzes Ökosystem von Unternehmen entsteht – von Roboterherstellern über Softwareanbieter bis hin zu Betreibern orbitaler Raffinerien und kosmischer Tankstellen. Vielleicht erleben wir eines Tages eine Zeit, in der das Metall in der Elektronik unserer Smartphones aus Gestein stammt, das irgendwo zwischen Mars und Jupiter abgebaut wurde.