Marktbericht zur Betankung im Orbit: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Anwendungen (Erdbeobachtung, Kommunikation, Navigation), Endnutzer (kommerziell, Sonstige), Fähigkeiten (Treibstofftransfer, Rendezvous im Orbit, Treibstofflagerung im Orbit) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika), Prognosen, 2025–2033

Wachstumsfaktoren des Marktes für Weltraumbetankung im Orbit

Steigende Nachfrage nach nachhaltigen und wiederverwendbaren Weltraumsystemen

Die Nachhaltigkeit im Weltraum hat durch die Betankung im Orbit und die Wartung von Satelliten einen bedeutenden Fortschritt erzielt. Innovationen zielen darauf ab, ältere Satelliten wieder in Betrieb zu nehmen und die Reichweite zukünftiger Raummissionen weit über die ursprünglichen Ziele hinaus zu erweitern. Früher galten Satelliten als Anlagevermögen, das mit der Zeit an Wert verlor, obwohl die Komponenten in ihnen voll funktionsfähig waren. Betankungstechnologien können daher erhebliche Kosten für den Austausch dieser Satelliten einsparen. Zudem hat die zunehmende Menge an Weltraumschrott zu wachsenden Sicherheitsbedenken geführt.

Die Lebensdauerverlängerung und Wartung von GEO-Satelliten ist ein äußerst lukrativer Markt für alle wichtigen Akteure, da GEO-Satelliten am teuersten zu ersetzen sind. Die Beteiligung von Unternehmen wie SpaceX, Lockheed Martin und Northrop Grumman sowie von Regierungsbehörden wie ESA und NASA, die sich auf die Betankung von Satelliten im Orbit spezialisiert haben, unterstreicht den Bedarf und das Potenzial dieses Marktes.

Lebensverlängerungsdienste sollen künftig weitere Dienste im Orbit ermöglichen

Die Betankung im Orbit ermöglicht Satellitenbetreibern höhere Investitionsrenditen durch die Verlängerung der Satellitenlebensdauer. Lebensdauerverlängerungsdienste sind der wichtigste Service im gesamten Markt für Weltraumdienstleistungen im Orbit, da zahlreiche Dienste wie Deorbitierung, Inspektion, Fertigung und Montage davon abhängen.

• Beispielsweise ist der LEXI-Servicer (Life Extension In-orbit) von Astroscale für mehrfaches Andocken und Abdocken ausgelegt und kann so die Lebensdauer verschiedener Satelliten verlängern. Auch der ELSA-M-Servicer ist darauf ausgelegt, innovative Operationen wie Betankung und Deorbitierung zu demonstrieren. Angenommen, der LEXI-Servicer wäre nur für den einmaligen Einsatz konzipiert und würde nicht im Weltraum betankt. In diesem Fall würde er den Weltraummüll vergrößern, und alle teuren Technologien und Fähigkeiten wären wirkungslos. Daher ist es entscheidend, die Lebensdauer solcher Service-Raumfahrzeuge durch Betankung und Reparatur zu verlängern.

Ein weiteres solch leistungsstarkes Robotersystem ist der Space Infrastructure Dexterous Robot (SPIDER). Maxar Technologies Inc. und die NASA arbeiten an SPIDER, um die Montage und Rekonfiguration von Raumfahrzeugteilen im Orbit zu demonstrieren. Die Lebensdauerverlängerung ist somit nicht nur für Satelliten, sondern auch für andere Wartungsraumfahrzeuge von Vorteil.

Marktbeschränkung

Hohe Betriebskosten für die Betankung

Lebensverlängerungsdienste sind derzeit aufgrund der damit verbundenen Betriebskosten nur für höhere Umlaufbahnen wie MEO oder GEO rentabel. Beispielsweise ist der Bau von GEO-Satelliten kostspielig; die durchschnittlichen Kosten liegen zwischen 150 und 400 Millionen US-Dollar pro Satellit, und Betreiber benötigen etwa drei bis fünf Satelliten, um die Erde vollständig abzudecken. Da der Austausch von GEO-Satelliten extrem teuer ist, ist deren Betankung wirtschaftlich sinnvoll und spart den Betreibern Aufwand und Kapital.

Die Kosten für einen Start in den erdnahen Orbit (LEO) sind deutlich geringer, doch eine Betankungsmission dorthin wäre vergleichbar mit dem Start eines neuen Satelliten. Um wirtschaftlich rentabel und kommerziell attraktiv zu sein, muss das Betankungsraumschiff daher mehrere Satelliten im LEO betanken können. Die kommerzielle Realisierbarkeit des LEO wird aufgrund der Komplexität der Versorgung vieler Satelliten im LEO noch einige Jahre entfernt sein.

Marktchance

Zunehmende Investitionen in Startups

Private Investoren, etablierte Unternehmen, Regierungsbehörden und Risikokapitalgeber investieren aufgrund des Potenzials und der Aussicht auf hohe Renditen in Startups der Weltraumbetankungsbranche. Einige Satellitenbetreiber haben sogar bereits Vorverträge mit Weltraumdienstleistern abgeschlossen, um bei der Kommerzialisierung ihrer Dienstleistungen zu deren ersten Kunden zu gehören.

• Beispielsweise unterzeichnete Momentus Space im April 2022 mehrere Startverträge mit SpaceX. Diese Gelegenheit würde die Fähigkeiten von Vigoride im Bereich des Orbitaltransfers und der Kundenauslieferung unter Beweis stellen und zur Entwicklung neuerer Technologien beitragen, um Kosten zu senken und das Dienstleistungsangebot zu erweitern.

Steigende Investitionen und die Beteiligung etablierter Akteure der Raumfahrtindustrie deuten auf das Marktpotenzial hin. Darüber hinaus trägt die positive Einstellung etablierter Unternehmen und Investoren gegenüber der Betankungsbranche im Orbit dazu bei, die Aufmerksamkeit der Kunden zu gewinnen und Vertrauen in die Betankungsdienstleistungen aufzubauen.

Anwendungseinblicke

Das Kommunikationssegment hat den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 95,62 % wachsen. Kommunikationssatelliten befinden sich hauptsächlich in höheren Umlaufbahnen und kosten etwa 150–400 Millionen US-Dollar pro Satellit. Darüber hinaus ist die Herstellung von Kommunikationssatelliten extrem kostspielig, und Betreiber müssen oft drei bis fünf Satelliten einsetzen, um eine vollständige Erdabdeckung zu gewährleisten. Sobald diesen teuren Kommunikationssatelliten der Treibstoff ausgeht, sind sie nicht mehr betriebsbereit, selbst wenn ihre anderen Komponenten noch funktionsfähig wären. In solchen Fällen sind die Kosten für die Betreiber, ihre Satelliten zu ersetzen, immens. Daher ist das Auftanken der Satelliten kostengünstiger.

Erdbeobachtungssatelliten helfen, die Erde aus dem Orbit zu beobachten und liefern wichtige Daten über Land, Ozeane, Atmosphäre und Eis. Diese Satelliten ermöglichen den Schutz, die Überwachung und die Bewirtschaftung der Ressourcen der Erde. Erdbeobachtungssatelliten befinden sich hauptsächlich im erdnahen Orbit (LEO) und können Fernerkundung betreiben. Geostationäre Erdbeobachtungssatelliten (GEO) decken jeweils ein Drittel der Erde ab. Drei GEO-Satelliten im Abstand von 120° können somit Daten für die gesamte Erde liefern, mit Ausnahme der extremen Polarregionen. Darüber hinaus wird der GEO häufig für Wettersatelliten genutzt. Kommerzielle und staatliche Akteure werden in Kürze Demonstrationen zur Betankung von Erdbeobachtungssatelliten durchführen. Die NASA plant beispielsweise, im Rahmen ihrer OSAM-1-Mission in den kommenden Jahren den Erdbeobachtungssatelliten Landsat 7 mithilfe eines Roboterarms zu betanken.

Endnutzer-Einblicke

Das kommerzielle Segment hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 100,56 % wachsen. Das kommerzielle Endnutzersegment des Marktes für die Betankung im Orbit wird aufgrund der rasanten technologischen Fortschritte der wichtigsten Akteure und zahlreicher Investitionen die höchste Wachstumsrate im Prognosezeitraum verzeichnen.

• Beispielsweise vergab die NASA im September 2021 im Rahmen ihrer Initiative „Tipping Point“ Fördermittel an 14 Unternehmen. Ein weiteres Beispiel: Im August 2021 erhielt Starfish Space Inc. von der US-Weltraumstreitkraft einen SBIR-Vertrag (Small Business Innovation Research) der Phase II in Höhe von 1,7 Millionen US-Dollar für die Entwicklung ihrer Cephalopod-Software. Diese Software ermöglicht autonomes Rendezvous, Annäherungsmanöver und Andocken (RPOD) und nutzt elektrischen Antrieb für kleine RPOD-Raumfahrzeuge. Ihre integrierte Steuerung kann die Manövrierfähigkeit eines solchen Fahrzeugs um das Achtfache erhöhen.

Das Militär, zivile Regierungsbehörden und Forschungsorganisationen gehören zu den weiteren Endnutzern des globalen Marktes für die Betankung im Weltraum. Das Militär nutzt eine Vielzahl von Satelliten für verschiedene Zwecke, daruntermilitärische KommunikationNavigation, Überwachung und Aufklärung gehören zu den Aufgaben militärischer Satelliten. Diese Missionen haben direkten Einfluss auf die Einsatzfähigkeit des Militärpersonals, da die Satelliten wichtige Informationen über feindliche Streitkräfte liefern können, beispielsweise Frühwarnungen oder Informationen über Truppenbewegungen und -verlegungen. Derzeit laufen mehrere Demonstrationen, um die Betankung militärischer Satelliten zu demonstrieren. So plant die US-Weltraumstreitkraft beispielsweise, im Jahr 2025 drei Kleinsatelliten in den geostationären Orbit (GEO) zu bringen. Diese Satelliten sollen an einen Treibstofftank andocken, um im Orbit betankt zu werden. Darüber hinaus erhielt Orbit Fab, Inc. im März 2022 einen Auftrag im Wert von 12 Millionen US-Dollar, um die Kompatibilität ihrer Betankungsanschlüsse mit den Satelliten der US-Bundesregierung sicherzustellen.

Einblicke in die Fähigkeiten

Der Anteil der Missionen im Orbit wird im Prognosezeitraum voraussichtlich deutlich steigen. Ein erfolgreiches Rendezvous im Orbit ist für jede erfolgreiche Betankung unerlässlich. Satellit und Betankungsfahrzeug müssen den Rendezvous-Prozess sicher und korrekt durchführen, um eine erfolgreiche Betankung zu gewährleisten. In manchen Fällen besteht dies aus einem verlängerten Fahrzeug, das an einen Kundensatelliten angedockt ist und diesem Höhenkontrolle, Antrieb und Treibstofftransfer ermöglicht. Gelingt das Rendezvous nicht oder nicht korrekt, sind Korrekturmaßnahmen im Missionsplan und im Raumfahrzeugdesign erforderlich. Diese Korrekturmaßnahmen sind notwendig, da sich bei einem fehlerhaften Andocken des neuen Fahrzeugs an den Satelliten der Schwerpunkt der gesamten Einheit verschiebt und die Stabilität beeinträchtigt wird, was zum Umkippen führen kann. Nach einem erfolgreichen Rendezvous muss die Mission auf eine Deorbitierungsmission umgestellt werden, und eine Betankung ist nicht mehr möglich, um andere Aktivitäten nicht zu stören. Dieses revolutionäre Konzept wird von Satellitenherstellern und -betreibern im geostationären Orbit (GEO) intensiv erforscht. Dies ist die praktikabelste Methode, Satelliten im geostationären Orbit zu betanken.

Für die Einrichtung von Treibstoffstationen im Weltraum wurde das Konzept der Treibstofflagerung im Orbit vorgeschlagen. Eine Organisation könnte mehrere Treibstoffstationen in der Erdumlaufbahn platzieren, um die Betankung von Satelliten zu ermöglichen. Für den Erfolg von Betankungsmissionen ist die Bearbeitungszeit des Treibstofflagers im Orbit entscheidend. Ein Treibstoffdepot bedeutet, dass mehrere betankungsfähige Raumschiffe mit großen Treibstoffmengen im Orbit bereitstehen, um verschiedene Satelliten zu betanken. Alternativ könnte der Treibstoff auch in einer Weltraumtankstelle über längere Zeiträume gelagert werden, bis eine Betankung erforderlich ist. Die Treibstofflagerung im Orbit ist jedoch nicht nur gefährlich, sondern auch schwer von den Behörden zu genehmigen. Da Tankstellen im Weltraum eine erhebliche Bedrohung für die Satelliten in ihrer Nähe darstellen, ist es von größter Wichtigkeit, dass sie, selbst wenn sie gebaut werden, auf eine sichere und geschützte Weise entwickelt werden und gleichzeitig ein angemessener Abstand zu anderen Satelliten eingehalten wird.

Regionalanalyse

Nordamerika ist der bedeutendste Marktteilnehmer im globalen Markt für die Betankung von Raumfahrzeugen im Orbit und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 97,29 % wachsen. Die Präsenz führender Branchenakteure und die hohe Anzahl von Unternehmen im Bereich der Betankung im Orbit, wie beispielsweise Northrop Grumman Corporation, Lockheed Martin Corporation, SpaceX, Momentus Space, Tethers Unlimited, Inc. und Orbit Fab, Inc., dürften das Marktwachstum antreiben. In dieser Region haben Organisationen wie die NASA, private Investoren, Risikokapitalgeber und Luft- und Raumfahrtkonzerne wie Lockheed Martin, Northrop Grumman und SpaceX erhebliche Mittel in die Entwicklung von Technologien zur Betankung im Orbit investiert.

• Beispielsweise sammelte Starfish Space Inc. im September 2021 7 Millionen US-Dollar von NFX, MaC Venture Capital, PSL Ventures, Boost VC, Liquid2 Ventures und Hypothesis ein, um die Entwicklung und die Wartung eines Weltraumschleppers im Orbit zu beschleunigen, der zur Beseitigung von Weltraummüll und zur Durchführung von Lebensdauerverlängerungsmaßnahmen beitragen kann.

Markttrends in Europa

Für Europa wird im Prognosezeitraum ein jährliches Wachstum von 96,56 % erwartet. Der europäische Raumfahrtsektor genießt massive staatliche Unterstützung und großes Investoreninteresse. Die Region beherbergt mehrere Schlüsselunternehmen, die weltweit Lösungen und Dienstleistungen für die Betankung im Orbit anbieten. Darüber hinaus sind in Europa wichtige Akteure im Markt für die Betankung im Orbit vertreten, darunter D-Orbit SpA, Thales SA und LMO Space. Die Finanzierung von Raumfahrtunternehmen in Europa erfolgt größtenteils durch private Investoren und Risikokapitalgeber. Weltraumschrott wird mit zunehmender Anzahl von Megakonstellationen zu einem immer größeren Problem. Er gefährdet alle Raumfahrzeuge in seiner Umgebung und erfordert die Beseitigung von Weltraumschrott. Um Aufräuminitiativen zu unterstützen, fördert die Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiativen zur Nachhaltigkeit im Weltraum, wie beispielsweise Clean Space, die darauf abzielen, ausgediente Satelliten aus dem Orbit zu entfernen.

Markttrends im asiatisch-pazifischen Raum

Die Raumfahrtindustrie im asiatisch-pazifischen Raum gewinnt zunehmend an Bedeutung, da die Region aufgrund ihres beschleunigten Wirtschaftswachstums, beispielsweise in Australien und Indien, einen rasanten Aufschwung erlebt. Die Länder der Region konzentrieren sich verstärkt auf die Produktion von Kleinsatellitenkonstellationen für satellitengestützte Dienste. Derzeit wird das Wachstum in der Region von australischen, indischen und japanischen Unternehmen getragen. Darüber hinaus sind einige Unternehmen im asiatisch-pazifischen Raum speziell im Bereich der Betankung oder der Bereitstellung von Dienstleistungen im Orbit tätig. Die meisten Unternehmen arbeiten an der Reduzierung von Weltraummüll im asiatisch-pazifischen Raum.