SpaceX heeft durf en innovatie teruggebracht in de raketten- en lanceersector. Nieuwe lanceer-startups mikken op herbruikbaarheid, 3D-printen en nieuwe stuwstoffen. En soms op nieuwe concepten, van een ruimtevliegtuig tot een gigantische ruimteslinger.
In 2012 lukte het SpaceX voor het eerst om de eerste rakettrap van een Falcon 9-raket te laten landen na gebruik, een idee waarvoor Elon Musk aanvankelijk hartelijk uitgelachen werd. Nu, ruim tien jaar na dat succes, beginnen de kinderen van SpaceX zich te roeren: innovatieve lanceer-startups met durf brengen hun raketten naar de lanceerplatformen of worden aangekondigd. De ontwerpen variëren van bewezen technologie met een vernieuwend snufje tot revolutionaire concepten met betwijfelbare haalbaarheid.
Een voorbeeld van het eerste is het Nieuw-Zeelandse Rocket Lab, dat op 25 mei 2017 zijn eerste Electron-raket lanceerde, en inmiddels 36 succesvolle lanceringen achter de rug heeft (en vier mislukkingen). De innovatie: een elektromotor. Het belangrijkste onderdeel van iedere raket is de raketmotor, een installatie die met brute kracht vloeibare brandstof -kerosine in dit geval- samen met vloeibaar zuurstof van -183 graden Celsius in een verbrandingskamer pompt. De gloeiend hete verbrandingsgassen stuwen de raket naar boven.
Het pompen gebeurt traditioneel met een turbine die draait op een deel van de brandstof. Maar dankzij ontwikkelingen in batterij- en elektromotor-technologie is het nu mogelijk om dat met een elektromotor te doen, wat veel complicaties in het raketmotor-ontwerp scheelt.
Rocket Lab werkt ook aan een zwaardere raket, de Neutron, die in plaats van kerosine vloeibaar methaan verbrandt, het hoofdbestanddeel van aardgas. Dat heeft een hoge energiedichtheid, en verbrandt schoon, zodat de motor beter herbruikbaar is. Want net als de Falcon 9-booster moet Neutrons eerste trap op den duur na gebruik terugvliegen en landen op een drijvend platform in zee. De 43 meter hoge Neutron moet 13 duizend kilogram aan satellieten in een lage aardbaan (LEO) kunnen afleveren. De eerste testvlucht staat gepland voor volgend jaar.
Het bedrijf Relativity Space uit Californië zet zwaar in op 3D-printen. Hun Terran 1-raket werd helemaal geprint met een zelf ontwikkelde metaalprinter, en werd op 23 maart dit jaar gelanceerd. De eerste trap functioneerde zoals verwacht, de tweede kwam niet tot ontbranding. Na dat gedeeltelijke succes koos het bedrijf voor het doorontwikkelen van de grotere Terran R-raket, die zo’n 33,5 ton naar een lage aardbaan moet kunnen brengen kunnen brengen. Ook de Terran R draait op methaan, en de eerste trap moet kunnen landen voor hergebruik. Eerste lancering op zijn vroegst in 2026.
Een Nederlandse naam is Dawn Aerospace, opgericht door Delftse studenten Lucht- en Ruimtevaart, al is het bedrijf half Nieuw-Zeelands. Dawn verkoopt kleine raketmotoren waarmee satellieten in hun baan kunnen manoeuvreren. Maar daarnaast werkt het ook aan het Aurora, een onbemand raketvliegtuig van zo’n 18 meter lang, dat vliegt op kerosine en waterstofperoxide (die beiden niet gekoeld hoeven te worden).
Het revolutionaire idee is om op te stijgen van een gewone landingsbaan, en naar 100 kilometer hoogte te vliegen, met een snelheid van zo’n 4.000 kilometer per uur. Daar koppelt de tweede trap van de neus af en brengt de vracht in een baan om de aarde. Intussen daalt het vliegtuig weer af. Deze aanpak vermijdt de problemen van een verticale raketlancering, zoals het vrijhouden van een groot gebied, en biedt een volledig herbruikbare lanceerder.
De eerste tests van een kleinere testversie vonden plaats in maart 2023, zegt Jeroen Wink, medeoprichter en commercieel directeur. De uiteindelijke Aurora zal nog wel een paar jaar op zich laten wachten. Wink: ‘Het idee is dat we steeds keer een stapje verder gaan: sneller, hoger, en met steeds meer autonomie tijdens de vlucht.’
Herbruikbaarheid speelt ook een grote rol bij Europese lanceer-startups met traditionele raketten in aanbouw, zoals het Spaanse PLD Space, dat op 7 oktober dit jaar een test deed met de raket Miura 1, een voorloper van de deels herbruikbare Miura 5. Het Franse Maiaspace werkt aan een deels herbruikbare, methaan-aangedreven raket, Maia, die 500 kg naar een lage aardbaan moet brengen. Iets conventioneler zijn de raketten RFA One van het Duitse Rocket Factory Augsburg (RFA), de Zephyr van het Franse Latitude en de Spectrum, van het Duitse Isar Aerospace, als vanouds niet herbruikbaar.
Veel woester zijn de plannen van het Amerikaanse SpinLaunch uit Californië, dat werkt aan een gigantische installatie om een satelliet letterlijk de ruimte in te slingeren. In een verticale centrifuge onder vacuüm wordt een granaat-achtige raket rondgeslingerd totdat hij een snelheid van 7.500 km per uur heeft. Dan wordt hij -heel precies getimed- losgelaten en schiet hij door een luchtsluis de centrifuge uit, de lucht in. Op zo’n 60 kilometer hoogte schakelt de raketmotor aan, die de lading moet versnellen naar zijn baansnelheid: ongeveer 28 duizend kilometer per uur.
Volgens SpinLaunch zouden lanceringen, alleen geschikt voor ladingen die de enorme g-krachten overleven, tot 20 keer goedkoper kunnen worden. In 2022 voerde SpinLaunch een (suborbitale) testvlucht uit met een centrifuge van 33 meter diameter, een derde van de uiteindelijke installatie.
Of het ooit werkt, en winst oplevert, is nog onzeker. Maar wel zeker is dat innovatie definitief is doorgebroken in een sector die decennialang bekend stond als duur, technisch degelijk maar conservatief.
