Launch-aggregator: hoe kleine satellieten samen de ruimte in gaan
Stel je een verhuiswagen voor die niet voor één gezin rijdt, maar spullen van tien verschillende huishoudens combineert om de rit te delen. Iedereen betaalt minder, en de wagen rijdt toch. Zoiets doet een launch-aggregator in de ruimtevaart: het is een bedrijf dat de plek op een raket die naar de ruimte gaat, verdeelt over tientallen of zelfs honderden kleine satellieten van verschillende klanten.
Een raketlancering is duur, of er nu één grote satelliet aan boord zit of honderd kleine. Voor een universiteit, start-up of klein land die maar één schoenendoos-grote satelliet (een zogeheten CubeSat) wil lanceren, is een hele raket huren onbetaalbaar. Een launch-aggregator lost dat op: het bedrijf verzamelt vraag van veel kleine klanten, boekt zelf een raket of een deel daarvan, en regelt de technische puzzel om alle satellieten veilig mee te krijgen en op het juiste moment los te laten. Zo wordt ruimtevaart betaalbaarder voor wie geen miljoenenbudget heeft.
Wat is het precies?
Een launch-aggregator, ook wel rideshare-organisator of launch broker genoemd, is de tussenpersoon tussen twee partijen: raketbouwers die lanceercapaciteit verkopen, en satellietbouwers die een goedkope manier zoeken om in een baan om de aarde te komen. Het bedrijf koopt of huurt ruimte op een raket – soms de hele lading, soms een deel – en vult die op met satellieten van uiteenlopende klanten.
Het proces verloopt in een paar stappen. Eerst verzamelt de aggregator boekingen: elke klant geeft aan hoe zwaar en groot de satelliet is en naar welk soort baan (bijvoorbeeld een zonsynchrone baan op ongeveer 500 kilometer hoogte, populair bij aardobservatiesatellieten) hij moet. Vervolgens ontwerpt de aggregator een dispenser: een mechanisch frame met veren of pneumatische systemen dat op de raket wordt gemonteerd en waarin de satellieten worden vastgezet. Bekende typen zijn de P-POD voor CubeSats en grotere multi-payload-adapters voor satellieten tot enkele honderden kilo's.
Bij de lancering zelf worden de satellieten na het bereiken van de doelbaan één voor één, met tussenpozen van seconden tot minuten, uitgestoten. Dat tijdsverschil is nodig zodat de satellieten niet tegen elkaar botsen en later via hun eigen radiosignaal te onderscheiden zijn. De aggregator regelt ook de juridische en verzekeringskant: exportvergunningen, aansprakelijkheid bij schade, en afstemming met de nationale ruimtevaartautoriteit die toestemming moet geven voor de lancering.
Wat wil men ermee bereiken?
Het kerndoel is kostenverlaging. Een dedicated lancering van een kleine raket kan tientallen miljoenen euro's kosten voor een enkele satelliet. Via een aggregator betaalt een klant vaak een paar honderdduizend tot een paar miljoen euro, afhankelijk van gewicht en baan – een fractie van de prijs van een eigen raket.
Daarnaast wil de sector de toegang tot de ruimte democratiseren. Universiteiten, kleine landen zonder eigen ruimtevaartprogramma en start-ups kunnen nu satellieten lanceren voor onderzoek, klimaatmonitoring of technologietests, zonder dat ze zelf een raketprogramma hoeven op te zetten. Voor raketbedrijven is er ook een commercieel motief: door restcapaciteit te vullen met kleine satellieten, wordt elke lancering rendabeler.
Ten slotte speelt schaalvergroting van de newspace-economie mee: hoe meer satellieten betaalbaar de ruimte in kunnen, hoe sneller diensten als breedbandinternet vanuit de ruimte, actuele aardobservatie en Internet-of-Things-verbindingen via satelliet zich kunnen ontwikkelen.
Voorbeelden uit de praktijk
Spaceflight Inc., opgericht in de Verenigde Staten in 2010, geldt als een van de pioniers van de moderne launch-aggregatie. Het bedrijf regelde onder meer in 2018 de lancering van meer dan 60 satellieten op één Indiase PSLV-raket en werkt sindsdien met vrijwel alle grote raketaanbieders samen.
SpaceX Transporter-missies: sinds januari 2021, met Transporter-1, biedt SpaceX zelf periodieke gedeelde lanceringen aan met de Falcon 9-raket, specifiek bedoeld voor kleine satellieten. Transporter-1 bracht in één keer meer dan 140 satellieten van tientallen klanten in een baan – destijds een record voor het aantal satellieten op één raket. Sindsdien volgen er meerdere Transporter-missies per jaar, waarbij externe aggregators zoals Exolaunch en D-Orbit als tussenpersoon voor kleinere klanten optreden.
Exolaunch, een Duits bedrijf, ontwikkelt eigen dispensersystemen en heeft honderden satellieten voor internationale klanten begeleid, onder meer op Falcon 9- en Sojoez-raketten.
D-Orbit uit Italië gaat een stap verder met zijn ION Satellite Carrier, een klein ruimtevoertuig dat niet alleen satellieten meeneemt op een gedeelde raket, maar ze na aankomst in de baan zelf nog naar iets andere, op maat gemaakte banen kan brengen – een soort laatste-kilometer-service in de ruimte.
ISRO (India) bouwde met zijn PSLV-raket al vanaf de jaren 2010 een reputatie op rond rideshare-lanceringen, met als hoogtepunt de lancering van 104 satellieten in één keer in februari 2017, destijds een wereldrecord.
Hoe ver is de techniek?
De technologie is inmiddels volwassen en operationeel: rideshare-lanceringen via aggregators vinden meerdere keren per jaar plaats en vormen een gevestigd onderdeel van de commerciële ruimtevaart. De dispensersystemen zijn goed beproefd en het aantal satellieten per lancering is de afgelopen tien jaar sterk gestegen.
Toch zijn er duidelijke beperkingen. Alle satellieten op één rideshare-vlucht komen in dezelfde of een sterk vergelijkbare baan terecht; wie een heel specifieke baan nodig heeft, is aangewezen op een dedicated lancering of moet zelf nog een baanaanpassing doen, wat extra brandstof en dus gewicht kost. Plannning is een ander obstakel: een aggregator moet tientallen klanten synchroniseren, en vertraging van één satelliet kan gevolgen hebben voor de hele missie.
Een groeiende zorg is ruimtepuin (space debris): met honderden kleine satellieten per lancering neemt de kans op botsingen en op niet-functionerende restanten in een toch al drukkere baan toe. Internationale richtlijnen, zoals de eis dat satellieten binnen 25 jaar (en in nieuwere voorstellen sneller) uit hun baan verwijderd moeten worden, proberen dit te beheersen, maar handhaving is internationaal nog ongelijk. Ook verzekerings- en aansprakelijkheidsvraagstukken – wie is verantwoordelijk als één defecte satelliet op een gedeelde raket een andere beschadigt – blijven punten van discussie in de sector.
Wie werken eraan?
De Verenigde Staten vormen het zwaartepunt van de sector, met SpaceX als dominante raketaanbieder voor Transporter-missies en Spaceflight Inc. als een van de langst actieve aggregators. Rocket Lab, eveneens Amerikaans (met Nieuw-Zeelandse lanceerbasis), biedt met zijn Electron-raket zowel dedicated als gedeelde lanceringen voor kleine satellieten.
In Europa is Exolaunch (Duitsland) een belangrijke speler, evenals D-Orbit (Italië) en het Nederlandse ISISpace (Innovative Solutions In Space), dat CubeSat-dispensers ontwikkelt en al sinds de jaren 2010 aan tientallen rideshare-missies heeft bijgedragen. Arianespace, de Frans-Europese lanceerorganisatie, biedt via zijn Vega-raket eveneens rideshare-diensten aan onder de naam Small Spacecraft Mission Service.
In Azië speelt de Indiase ruimtevaartorganisatie ISRO met de PSLV-raket al lang een grote rol in goedkope gedeelde lanceringen, en ook China ontwikkelt eigen commerciële rideshare-diensten via staatsbedrijven en particuliere raketstart-ups.