Lanceercapaciteit: de bottleneck van de ruimtevaart
Lanceercapaciteit is simpelweg het aantal raketten dat een land, bedrijf of de wereld als geheel in een bepaalde periode de ruimte in kan sturen, meestal uitgedrukt in lanceringen per jaar. Het is te vergelijken met de capaciteit van een vliegveld: hoeveel vluchten kunnen er per dag vertrekken voordat de start- en landingsbanen, de douane en de bemanningen het tempo niet meer aankunnen? Bij raketten gaat het net zo om een optelsom van lanceerplatforms, beschikbare raketten, voorbereidingstijd en regelgeving.
Een voorbeeld maakt het concreet. Tot ongeveer 2015 lanceerde de hele wereld samen zo'n zestig tot tachtig keer per jaar een raket de ruimte in; elke raket was na gebruik verloren, dus elke lancering vergde een compleet nieuw, duur voertuig. Sinds SpaceX zijn Falcon 9-boosters herhaaldelijk laat landen en opnieuw laat vliegen, is dat beeld drastisch veranderd: in 2023 voerde SpaceX in zijn eentje al bijna honderd lanceringen uit, vaker dan één per week. Lanceercapaciteit is daardoor niet langer een vaste, langzaam groeiende grootte, maar een onderwerp van felle concurrentie en snelle verandering.
Wat is het precies?
De capaciteit om te lanceren wordt bepaald door een stapeling van factoren, die elk hun eigen plafond kunnen opleggen.
Allereerst is er het lanceerplatform zelf: de fysieke toren en het grondstation van waaruit een raket opstijgt. Na elke lancering moet dit platform worden geïnspecteerd, gerepareerd en opnieuw ingericht voor de volgende vlucht. Hoe sneller dat kan, hoe hoger de zogeheten turnaround, de tijd tussen twee lanceringen vanaf hetzelfde platform.
Ten tweede telt de productiecapaciteit van de raket zelf. Een traditionele, wegwerpbare raket moet voor elke vlucht helemaal opnieuw gebouwd worden, wat fabrieken, onderdelen en gekwalificeerd personeel vergt. Herbruikbare raketten, zoals de eerste trap van de Falcon 9, verleggen dit knelpunt: in plaats van een nieuwe raket te bouwen, moet je de gebruikte booster inspecteren, onderdelen vervangen en opnieuw bevoorraden met brandstof.
Ten derde speelt regelgeving en veiligheid een rol. In de Verenigde Staten moet elke commerciële lancering goedkeuring krijgen van de FAA, de federale luchtvaartautoriteit die ook ruimtevaart reguleert. Daarbij hoort 'range safety': het garanderen dat een eventueel mislukte lancering geen schade aan bewoond gebied toebrengt. Dit proces kan weken tot maanden duren, zeker na een incident.
Ten slotte is er het weer. Te veel wind, bliksem in de buurt, of ongunstige bovenwindcondities kunnen een lancering met uren of dagen uitstellen, een factor die vooral meetelt wanneer een lanceerbasis al dicht tegen zijn maximale capaciteit aan zit.
Wat wil men ermee bereiken?
De vraag naar meer lanceercapaciteit komt niet uit het niets. De belangrijkste aanjager is de opkomst van megaconstellaties: netwerken van duizenden kleine satellieten in een lage baan om de aarde, zoals SpaceX's Starlink, die internettoegang vanuit de ruimte leveren. Zulke constellaties moeten voortdurend worden aangevuld, omdat satellieten in een lage baan na enkele jaren uit de lucht vallen en vervangen moeten worden.
Daarnaast spelen bemande ruimtevaartprogramma's een rol. NASA's Artemis-programma, gericht op een terugkeer van astronauten naar de maan, heeft behoefte aan zware lanceervoertuigen en een hoge lanceerfrequentie, onder meer voor brandstofoverdracht tussen voertuigen in de ruimte. Ook militaire en overheidsklanten, zoals voor spionagesatellieten, navigatiesystemen en wetenschappelijke missies, vragen om betrouwbare, frequente toegang tot de ruimte.
Een laatste, meer economische drijfveer is kostenreductie. Hoe vaker een raket kan vliegen, hoe lager de kosten per kilogram lading naar de ruimte, een principe dat te vergelijken is met een vliegtuig dat pas winstgevend wordt bij voldoende vluchten per jaar. Meer capaciteit en lagere kosten versterken elkaar: goedkopere lanceringen trekken meer klanten aan, wat weer investeringen in extra capaciteit rechtvaardigt.
Voorbeelden uit de praktijk
SpaceX Falcon 9 (2023-2024): SpaceX demonstreerde wat herbruikbaarheid voor capaciteit kan betekenen. In 2023 voerde het bedrijf met de Falcon 9 bijna honderd lanceringen uit, een tempo van gemiddeld meer dan één per week. Sommige boosters, de eerste trap van de raket, zijn inmiddels tientallen keren hergebruikt, met slechts enkele weken tussen vluchten.
ULA Vulcan Centaur (januari 2024): United Launch Alliance, een samenwerking tussen Boeing en Lockheed Martin, bracht zijn nieuwe Vulcan Centaur-raket voor het eerst succesvol naar de ruimte, met aan boord onder meer de Peregrine-maanlander. Dit voertuig moet de verouderde Atlas V en Delta IV gaan vervangen.
Ariane 6 (juli 2024): Europa's lang vertraagde opvolger van de Ariane 5 maakte in juli 2024 zijn eerste vlucht, vanaf de lanceerbasis in Kourou, Frans-Guyana. Na het pensioen van de Ariane 5 had Europa een tijd lang geen eigen zware raket beschikbaar, wat de afhankelijkheid van andere lanceeraanbieders blootlegde.
Blue Origin New Glenn (vanaf begin 2025): Het bedrijf van Jeff Bezos voerde na jarenlange ontwikkeling zijn eerste testvlucht uit met de zware, deels herbruikbare New Glenn-raket. Net als bij de Falcon 9 is het doel om de eerste trap te laten landen en opnieuw te gebruiken, al verloopt dat proces doorgaans met vallen en opstaan.
Starship bij SpaceX (vanaf 2023): Sinds april 2023 voert SpaceX testvluchten uit met Starship, een volledig herbruikbaar raketsysteem dat vanaf de testlocatie Starbase in Zuid-Texas opstijgt. Het uiteindelijke doel is een lanceervoertuig dat tientallen tonnen lading kan vervoeren en, net als een vliegtuig, dagelijks inzetbaar is. De eerste testvluchten eindigden in explosies, wat gebruikelijk is in een vroege ontwikkelfase, maar latere vluchten boekten meer vooruitgang in gecontroleerde landingen en terugkeer.
Hoe ver is de techniek?
Herbruikbaarheid van de eerste trap is inmiddels bewezen technologie, vooral dankzij SpaceX. Volledige herbruikbaarheid, waarbij ook de tweede trap of bovenbouw wordt terugwonnen zoals bij Starship beoogd, staat nog in een experimentele fase. Het is niet alleen een technische uitdaging om een voertuig veilig terug te krijgen, maar ook om het daarna snel en goedkoop opnieuw vliegklaar te maken.
Wereldwijd groeit het totale aantal lanceringen snel: van enkele tientallen per jaar rond 2010 naar ruim tweehonderd orbitale lanceerpogingen in 2023, wereldwijd samen. Het grootste deel van die groei komt op het conto van de Verenigde Staten, vooral dankzij SpaceX, en van China, dat via de staatsorganisatie CASC (China Aerospace Science and Technology Corporation) en lanceerbases als Jiuquan, Wenchang, Xichang en Taiyuan zijn eigen tempo gestaag heeft opgevoerd.
De belangrijkste knelpunten zijn niet meer puur technisch, maar organisatorisch. Het aantal beschikbare lanceerplatforms is beperkt en de bouw van een nieuw platform duurt jaren. Regelgevende goedkeuring, met name via de FAA in de Verenigde Staten, kan vertraging opleveren, zeker wanneer milieueffecten of veiligheidsincidenten moeten worden onderzocht. Ook de productie van raketmotoren, precisieonderdelen die niet van de ene op de andere dag op te schalen zijn, blijft een beperkende factor voor bedrijven die hun tempo snel willen verhogen.
Onzekerheid blijft met name bestaan over de precieze cijfers voor de meest recente jaren: lanceerschema's verschuiven voortdurend door technische problemen, weer en productievertragingen, waardoor exacte totalen per jaar pas achteraf goed vast te stellen zijn.
Wie werken eraan?
In de Verenigde Staten domineert SpaceX met de Falcon 9 en het in ontwikkeling zijnde Starship. United Launch Alliance (ULA), met zijn Vulcan Centaur, en nieuwkomer Blue Origin, met New Glenn, vormen aanvullende Amerikaanse capaciteit. Voor kleinere satellieten is Rocket Lab met zijn Electron-raket een belangrijke speler, met lanceerbases in Nieuw-Zeeland en de Amerikaanse staat Virginia.
In Europa draait het om Arianespace en de ESA (European Space Agency), die samen de Ariane 6 vanuit Kourou in Frans-Guyana lanceren. China bouwt zijn capaciteit uit via de staatsorganisatie CASC en een groeiend aantal particuliere Chinese raketbedrijven. Rusland blijft actief via Roscosmos, al is de lanceerfrequentie van het land de afgelopen jaren relatief stabiel gebleven. India bouwt met ISRO zijn eigen capaciteit gestaag uit, onder meer met de PSLV- en GSLV-raketten.
Op regelgevend vlak speelt de Amerikaanse FAA (Federal Aviation Administration) een centrale rol als toezichthouder op commerciële lanceringen vanuit de VS, terwijl NASA als grote klant zowel bemande maanmissies (Artemis) als wetenschappelijke missies aanjaagt. In Europa vervult de ESA een vergelijkbare dubbele rol van opdrachtgever en coördinator.