Firefly Aerospace ist ein US-amerikanisches Raumfahrtunternehmen. Firefly entwickelt zwei Trägerraketen: Die Alpha (auch Firefly α) für bis zu 1 t schwere Nutzlasten und das MLV(Medium Launch Vehicle) für Nutzlasten bis 16 t. Außerdem arbeitet das Unternehmen an dem MondlanderBlue Ghost und ist an der Entwicklung der Rakete Antares 330 beteiligt. Ein erster Startversuch der Alpha im September 2021 schlug fehl. Mit dem zweiten Start wurden am 1. Oktober 2022 erstmals mehrere Satelliten in eine Erdumlaufbahn befördert.
Firefly Aerospace bedeutet übersetzt „Leuchtkäfer-Luft-und-Raumfahrt“. Ein stilisierter Leuchtkäfer bildet auch das Firmenlogo.
Im Januar 2014 gründete der Ingenieur Thomas Markusic das Unternehmen Firefly Space Systems. Es war einer von vielen Kleinraketenherstellern, die in Erwartung eines Booms im Markt für Kleinsatelliten entstanden. Markusic hatte zuvor für die NASA, für SpaceX, für Blue Origin und für Virgin Galactic gearbeitet.[2] Mit Firefly begann er die Entwicklung der zweistufigen Rakete Alpha. Sie sollte Methan als Treibstoff verwenden und 400 kg Nutzlast transportieren können. Als besondere Innovation war für die erste Raketenstufe ein Triebwerk mit zwölf Brennkammern in Aerospike-Anordnung vorgesehen.[3][4] Firefly Space Systems war zunächst – wie SpaceX – in Hawthorne in Kalifornien ansässig, verlegte seinen Sitz aber nach einem Dreivierteljahr nach Cedar Park, einem Vorort der texanischen Hauptstadt Austin.[5]
Noch im Gründungsjahr überschattete ein Rechtsstreit mit Virgin Galactic den Geschäftsverlauf. Virgin warf Markusic unter anderem vor, Geschäftsgeheimnisse und -materialien gestohlen und für die Entwicklung der Alpha genutzt zu haben. Die Beweise dafür habe er mittlerweile vernichtet. Während Firefly-Ingenieure mit dem Test des neuen Aerospike-Triebwerks begannen, eskalierte der Streit mit Virgin. Im August 2016 bestätigte ein Schiedsgericht den Vorwurf der Beweisvernichtung. Kurz darauf zog sich ein wichtiger Investor zurück. Firefly geriet in eine finanzielle Krise und musste den Betrieb einstellen. Dadurch ging auch der einzige, von der NASA erteilte Startauftrag verloren.[6][7][8]
Die Vermögenswerte des insolventen Raketenherstellers wurden 2017 von dem ukrainischen Investor Max Poljakow aufgekauft. Poljakow formte daraus die neue Firefly Aerospace, Inc.[9] Der operative Hauptsitz des Unternehmens verblieb in Cedar Park; hinzu kam 2018 ein Entwicklungsbüro in Dnipro, dem Zentrum der ukrainischen Raumfahrtindustrie.[10] Schon bald arbeiteten in der ukrainischen Niederlassung mehr Mitarbeiter als in den USA.[11]
Unter der Kontrolle Poljakows wurde die geplante Rakete erheblich vergrößert; außerdem entschied man sich auch bei der Erststufe für ein konventionelles Triebwerksdesign. Erste Tests des vollständigen Motors fanden im März 2019 statt.[12] Die Zweitstufe absolvierte kurz darauf bereits einen fünfminütigen Testlauf.[13] Im selben Jahr kündigte Firefly auch die Entwicklung eines Mondlanders an; dabei werde man mit Israel Aerospace Industries (IAI) zusammenarbeiten, dem Hersteller des Mondlanders Beresheet.[14] Zuvor hatte sich das Unternehmen bereits im Rahmen des CLPS-Programms(Commercial Lunar Payload Services) für den Transport von NASA-Nutzlasten zur Mondoberfläche qualifiziert.[15]
Im Jahr 2020 konnte Firefly wieder erste Startaufträge für die Alpha einwerben. Auch den NASA-Auftrag für den Start einer Elana-Mission gewann man zurück.[16] Ende 2020 wurde das erste Raketenexemplar fertiggestellt.[17] Der ursprünglich für 2016[18] geplante Start dieser Rakete fand am 3. September 2021 statt. Als Nutzlast wurden kostenlos Cubesats und PocketQubes von Universitäten und Unternehmen transportiert.[19] Die Rakete erreichte wegen eines Triebwerksausfalls nicht die vorgesehene Geschwindigkeit;[20] zwei Minuten nach dem Abheben leitete das Personal der Vandenberg Air Force Base ihre Selbstzerstörung ein.[21]
Im Frühjahr 2022 verkaufte Poljakow seinen Anteil von 58 % an das Beteiligungsunternehmen AE Industrial Partners, nachdem US-Behörden seine Rolle und Nationalität als Sicherheitsrisiko eingestuft und weitere Startgenehmigungen für die Firefly Alpha verweigert hatten-[22][23] Bereits im November 2020 war Poljakow aus diesen Gründen als Vorstand zurückgetreten, um das Unternehmen bei der Vergabe von Regierungsaufträgen nicht zu benachteiligen.[24] Im Juni 2022 verlor auch Tom Marcusic sein Amt als CEO; er wechselte in die Position des Technikvorstands.[25]
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Zusammenarbeit mit Northrop Grummen bei MLV (ehemals Beta) und Antares, erster erfolgreicher Alpha-Start 2023
Der ukrainische Präsident Petro Poroschenko (2. v. r.) bei der Eröffnung der Firefly-Niederlassung in Dnipro
Die Entwicklungstätigkeit von Firefly verteilt sich auf die beiden Einrichtungen in Cedar Park und Dnipro. Außerdem betreibt das Unternehmen etwa 50 Kilometer nördlich des texanischen Hauptsitzes ein Produktions- und Testzentrum.[26]
Auch in der vergrößerten Form ist die Alpha ein Vehikel für den Start von Kleinsatelliten. Als Nutzlastkapazität nennt der Hersteller 1000 kg für niedrige Erdumlaufbahnen (LEO). In eine 500 km hohe sonnensynchrone Umlaufbahn (SSO) sollen bis zu 630 kg transportiert werden können.[26] Mit einer zusätzlich geplanten Kickstufe soll auch der Transport von 600 kg in geostationäre Umlaufbahnen und 500 kg zum Mond möglich sein.[29] Für eine spätere Raketenversion werden über 800 kg SSO-Nutzlastkapazität angestrebt.[30]
Zur Vermarktung der Rakete schloss Firefly verschiedene Rahmenvereinbarungen. Unter anderem bestehen Abmachungen mit dem britischen Satellitenhersteller Surrey Satellite Technology (SSTL),[31] dem US-amerikanischen Startvermittler Spaceflight,[32] dem italienischen Raumfahrtdienstleister D-Orbit[33] und dem multinationalen Luft- und Raumfahrtkonzern Airbus Defence and Space.[34] Der Preis pro Start soll bei etwa 15 Millionen US-Dollar liegen.[35]
Als wichtigstes Konkurrenzprodukt nannte Thomas Markusic die Rakete PSLV der indischen Weltraumbehörde ISRO.[36] Direkt in den USA entsteht auch Wettbewerb durch die RS1 von ABL Space Systems.
Technischer Aufbau
Funktionsschema aller Firefly-Triebwerke (vereinfacht)
Die Alpha ist als zweistufige Rakete ausgelegt. Eine optionale dritte Stufe, die als Kickstufe innerhalb der Nutzlastsektion transportiert würde, ist seit November 2018 angekündigt; zumindest bis Mai 2019 wurde dazu aber noch kein Entwicklungszeitplan genannt.[37][38]
Außenhülle und Tanks der ersten und zweiten Raketenstufe werden ebenso wie die Nutzlastverkleidung aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Durch diese Leichtbauweise wiegt die knapp 30 Meter hohe Rakete nur 3,8 Tonnen. Die maximale Startmasse inklusive Treibstoff und Nutzlast beträgt 54 Tonnen.[26][39]
Alle Triebwerke der Alpha werden mit Raketenkerosin (RP-1) und Flüssigsauerstoff betrieben. Sie werden regenerativ gekühlt und arbeiten nach dem Abzapfverfahren (tap-off cycle);[39] das heißt die Düsenwand wird mit durchgeleitetem Treibstoff gekühlt, während die Treibstoff- und die Sauerstoffpumpe von einer Turbine angetrieben werden, die wiederum mit abgezapftem heißem Gas aus der Brennkammer betrieben wird. In der Erststufe sind vier solcher Motoren mit der Bezeichnung Reaver 1 vorhanden, in der zweiten einer namens Lightning 1 („Blitz 1“). Den Gesamtschub im Vakuum gibt Firefly mit 736 kN für die erste und 70 kN für die zweite Stufe an. Die Erststufe wird allerdings nicht im Vakuum, sondern innerhalb der Atmosphäre betrieben,[26] wo die Triebwerke weniger Schub erzeugen.
Nutzlasten ohne Flaggensymbol wurden für US-amerikanische Kunden gestartet. CubeSats sind mit dem Symbol „◻“ gekennzeichnet, PocketQubes mit „▫“ und fest montierte (nicht auszusetzende) Nutzlasten mit „⇓“.
Startmasse der Nutzlast einschließlich mitgeführtem Treibstoff (wet mass).
3
Ungefähre Bahnhöhe, in der die Nutzlast ausgesetzt wurde bzw. ausgesetzt werden soll; nicht zwangsläufig der Zielorbit der Nutzlast.
Firefly Beta / MLV
Von Beginn an erwog Firefly auch den Bau einer mittelschweren Trägerrakete namens Beta.[51] In ersten Konzepten ähnelte die Rakete einer Delta IV Heavy oder Falcon Heavy: Sie sollte aus drei nebeneinander montierten Alpha-Erststufen und einer Zweitstufe bestehen, welche allerdings – anders als bei Delta und Falcon – vergrößert und verstärkt wird.[51][26] So sollte die Beta 31 Meter hoch werden und eine wesentlich größere Nutzlastsektion als die Alpha erhalten. Für das Zweitstufentriebwerk namens Lightning 2 waren 163 kN Vakuumschub geplant. Die maximale Startmasse sollte auf 150 Tonnen steigen, die Nutzlastkapazität auf 4000 kg LEO beziehungsweise 3000 kg SSO.[26][52]
In Zusammenhang mit der Aerojet-Rocketdyne-Kooperation gab Firefly im Oktober 2019 eine Komplettüberarbeitung des Beta-Designs bekannt. Die beiden Seitenbooster sollten entfallen, dafür würde der Rest der Rakete erheblich vergrößert. Es wurde nun eine maximale Nutzlast von 8000 kg LEO und eine Wiederverwendbarkeit der ersten Stufe angestrebt, die das Aeorjet-Rocketdyne-Triebwerks AR1 verwenden könne. Ein Erststart im Jahr 2021 sei möglich.[53] Einige Jahre später wurde der Raketenentwurf nochmals vergrößert. Die Beta sollte nun bis zu 11.000 kg Nutzlast in niedrige Erdumlaufbahnen und 7.000 kg nach SSO bringen können. Als Triebwerke waren fünf Reaver 2 in der Erst- und ein Reaver 1 in der Zweitstufe vorgesehen, beide mit erheblich vergrößerter Leistung gegenüber dem vorherigen Entwurf.[54] Als möglicher Zeitpunkt für einen Erststart wurde das Jahr 2024 genannt, allerdings würde für die Entwicklung noch zusätzliches Geld benötigt.[55]
Im August 2022 gab Firefly dann bekannt, das Projekt gemeinsam mit dem Rüstungs- und Raumfahrtkonzern Northrop Grumman fortzuführen. Die Rakete heißt seitdem MLV (Medium Launch Vehicle, etwa „mittelgroße Trägerrakete“) und hat ein nochmals überarbeitetes Design, mit sieben Miranda-Erststufentriebwerken und 13 t LEO-Transportleistung. Als angestrebter Erststarttermin wurde nun Ende 2025 genannt.[56][57] Es folgte eine weitere Erhöhung der Nutzlastkapazität auf 16 t im Jahr 2023.[58]
Die Erststufe des MLV soll auch für die Variante 330 der Northrop-Grumman-Rakete Antares verwendet werden.[56]
Die Version 1.0 des Payload User’s Guide vom August 2018 gibt zusätzlich einen Rumpfdurchmesser von 1,8 Metern an.[61]
Mondlander
Firefly Aerospace entwickelt seit 2019 ein Mondlandegerät. Dieses sollte anfangs auf dem Lander Beresheet des israelischen Luft- und Raumfahrtkonzerns IAI basieren und den Namen „Genesis“ erhalten, welcher gleichbedeutend mit „Beresheet“ ist.[62] Später entschied Firefly sich für eine Neuentwicklung mit größerer Transportleistung, wobei weiterhin auch auf IAI-Know-how zurückgegriffen wird.[63] Der Neuentwurf erhielt die Bezeichnung „Blue Ghost“ nach der Leuchtkäferart Phausis reticulata, die wegen der blauen Farbe ihres Lichts auch als „Blue Ghost“ bekannt ist.[64] Der Lander soll je nach Startgeschwindigkeit 85 bis 138 kg Nutzlast zur Mondoberfläche bringen können.[65]
Eine erste Mondlandung mit dem Blue Ghost ist für das zweite Halbjahr 2024 geplant.[66] Den Auftrag dazu erhielt Firefly im Februar 2021 von der NASA im Rahmen von deren CLPS-Mondprogramm. Er umfasst den Transport von zehn Geräten für Forschungszwecke in das Mare Crisium, eine äquatornahe Region am Rande der Mondvorderseite. Die Masse dieser Nutzlast wird voraussichtlich 94 kg betragen.[67] Die übrige Nutzlastkapazität des Landers vermarktet das Unternehmen an weitere Kunden.[65] Der Start soll mit einer Falcon-9-Rakete von SpaceX erfolgen.[68]
Ein weiterer Flug für die NASA ist für 2026 geplant. Die Mission wurde 2023 beauftragt und ist mit 112 Millionen US-Dollar dotiert. Mit einem Firefly-Raumschlepper des Typs „Elytra Dark“[69] soll sie zunächst den Satelliten Lunar Pathfinder in einen Mondorbit befördern. Dann soll der Blue Ghost mit zwei NASA-Gerätschaften und weiteren kommerziellen Nutzlasten auf der Mondrückseite landen.[70]
Ursprünglich wollte Firefly solche Mondmissionen ab 2024 mit der eigenen Beta-Rakete starten.[65]
Raketenflugzeug „Firefly Gamma“
Firefly präsentierte auch ein Konzept für ein zweistufiges Raketenflugzeug namens Gamma. Wie das Space Shuttle soll es senkrecht starten, aber als Flugzeug landen und zu drei Vierteln wiederverwendbar sein. Wahlweise sollen auch Starts von einem Trägerflugzeug aus möglich sein. Haupteinsatzzweck sei der Start von Kleinsatelliten, aber es seien auch Frachttransporte mit Hyperschallgeschwindigkeit denkbar.[71][72] Seit 2022 wird dieses Projekt auf der Firefly-Website nicht mehr erwähnt.
↑ abcdefghPayload User’s guide. (PDF; 43 MB) Version 2.0. Firefly Aerospace, August 2019, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 28. September 2019; abgerufen am 28. September 2019.Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/firefly.com
↑Launch-otv – Firefly Aerospace. In: fireflyspace.com. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 10. Mai 2019; abgerufen am 10. Mai 2019.Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/firefly.com
↑Payload User’s guide. (PDF; 2,5 MB) Firefly Aerospace, 10. August 2018, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 10. Mai 2019; abgerufen am 12. Mai 2019.Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/firefly.com
↑Genesis. Firefly Aerospace, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 20. September 2019; abgerufen am 5. Februar 2021.
↑Launch-gamma – Firefly Aerospace. In: fireflyspace.com. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 26. November 2021; abgerufen am 10. Mai 2019.Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/firefly.com
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