B 3 Deutsche Raumfahrt zwischen Old und New Space

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B 3 Deutsche Raumfahrt
­zwischen Old und New Space
Die Raumfahrt hat sich in den letzten Jahrzehnten weltweit rasant verändert. Nachdem sie bis in
die 2000er Jahre hauptsächlich staatlich betrieben wurde, entwickelt sich derzeit eine stark
privatwirtschaftlich organisierte Raumfahrtwirtschaft. Nach wie vor spielt jedoch der Staat eine
wichtige Rolle – nicht zuletzt aufgrund der hohen strategischen Relevanz der Raumfahrt für
Wirtschaft und Gesellschaft sowie der Wahrung der technologischen Souveränität. Allerdings
agiert die Raumfahrtindustrie in Deutschland und Europa in einem Umfeld, das von ausgeprägten
einzel- und überstaatlichen Interessen, einer komplexen Förderlandschaft und in Deutschland
von Unsicherheit über den zukünftigen regulatorischen Rahmen bestimmt wird.
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                  B 3 Deutsche Raumfahrt
                  ­zwischen Old und New Space
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                               D     ie Raumfahrt hat sich in den letzten Jahr-
                                     zehnten weltweit rasant verändert. Nachdem
                               sie bis in die 2000er Jahre hauptsächlich staatlich
                                                                                        sowie für kleine und mittlere Unternehmen (KMU)
                                                                                        Chancen, sich auf neuen Märkten zu betätigen.

                               betrieben wurde, hat sich im letzten Jahrzehnt eine      Eine Analyse der Patentaktivitäten in der Raum-
                               stark privatwirtschaftlich organisierte Raumfahrt-       fahrt zeigt, dass die europäische Raumfahrtwirt-
                               wirtschaft entwickelt. Nach wie vor spielen jedoch       schaft durchaus mit US-amerikanischen Aktivi-
                               staatliche Stellen eine wichtige Rolle, einerseits als   täten mithalten kann (vgl. B 3-3). Allerdings hinkt
                               treibende Kräfte hinter den großen Weltraumpro-          Deutschland bei den Rahmenbedingungen für eine
                               grammen und andererseits als Nachfrager von Tech-        erfolgreiche kommerzielle Nutzung der Raumfahrt
                               nologien und Dienstleistungen für den zivilen und        hinterher. Es bedarf daher dringend einer ressort-
                               militärischen Bereich, insbesondere für Satelliten-      übergreifenden, an die neuen Gegebenheiten der
                               kommunikation, Navigation und Erdbeobachtung.            Raumfahrtwirtschaft angepassten Raumfahrtstra-
                                                                                        tegie, in der u. a. die strategische Bedeutung von Sa-
                               Raumfahrt und Raumfahrttechnologien haben                tellitensystemen als kritische Infrastruktur heraus-
                               enorme Bedeutung für die moderne Gesellschaft.           gestellt wird. Darüber hinaus benötigt Deutschland
                               Viele Menschen verbinden mit der Raumfahrt vor           ein Weltraumgesetz, damit Unternehmen einen
                               allem Grundlagenforschung und Exploration. Der           sicheren Rechtsrahmen für ihre Investitionen er-
                               Nutzen der Raumfahrt geht mittlerweile jedoch            halten.
                               weit darüber hinaus. Satelliten sind für die mo-
                               derne Kommunikation und Navigation inzwischen            Durch zunehmende globale Herausforderungen
                               unerlässlich. Erdbeobachtungsdaten sind nicht            wird der Erhalt technologischer Souveränität im
                               mehr nur militärisch von Interesse, sondern helfen       europäischen Verbund immer wichtiger. Daher
                               bei der Erforschung des Klimawandels oder beim           sollte auch die gemeinsame Nutzung von Satelliten-
                               ­Katastrophenschutz. Produkte und Dienste, die auf       dienstleistungen für zivile und militärische Zwecke
                                Entwicklungen der Raumfahrt basieren, werden in         stärker in den Fokus rücken.
                                allen Bereichen des Lebens genutzt. Ebenso kom-
                                men in der Raumfahrt entwickelte Technologien in
                                vielen weiteren Wirtschaftsbereichen zur Anwen-         B 3-1 Transformation der Raumfahrt
                                dung. Dies verdeutlicht den Querschnittscharakter
                                                                                        Grenzen zwischen Old und New Space fließend
                                von Raumfahrttechnologien.
                                                                                        Bis Anfang der 2000er Jahre wurde die Raumfahrt
                               Die wachsende Bedeutung der Raumfahrt führt im           im Wesentlichen von nationalen und überstaat­
                               Weltraum zu einem Anstieg sowohl staatlicher als         lichen Raumfahrtagenturen wie der NASA oder Ros­
                               auch privater Aktivitäten. Dadurch entstehen wie-        cosmos betrieben. Diese traditionelle Raumfahrt –
                               derum neue Herausforderungen wie Kollisionsver-          mittlerweile als Old Space bezeichnet – hatte ihre
                               meidung und die Beseitigung von Weltraumschrott,         Anfänge in den 1950er und 1960er Jahren, als sich
                               zu deren Bewältigung innovative Lösungen notwen-         die beiden Großmächte Sowjetunion und USA ein
                               dig sind. Daraus ergeben sich vor allem für Start-ups    Wettrennen um die technologische Führerschaft

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             im Weltraum lieferten. Dabei spielte nationales          Bereich eine wichtige Rolle. Zudem fungieren sie
             Prestigedenken eine nicht unerhebliche Rolle.317         als Auftraggeber und Finanziers der Raumfahrt-
             Doch schon bald wurden weitere Ziele öffentlichen        agenturen. Durch die Verzahnung der traditionel-
             Interesses verfolgt: Zum einen war die militärische      len Raumfahrt mit den Märkten der neuen Raum-
             Aufklärung durch Satellitentechnik für die im Welt-      fahrtwirtschaft verwischen die Grenzen zwischen
             raum operierenden Nationen von herausragendem            Old und New Space.
             Interesse. Zum anderen bot die Raumfahrt Chan-
             cen, die Erde für wissenschaftliche Zwecke aus
                                                                      Europäisches Umfeld wichtig
             einer neuen Perspektive zu beobachten sowie die
                                                                      für deutsche Raumfahrt
             Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf Lebewesen
             und Materialien zu erforschen.                           In Deutschland ist das Bundesministerium für
                                                                      Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) für die Welt-
             All diese Ziele konnten aber aufgrund ihrer hohen        raumpolitik der Bundesregierung federführend
             Kosten und fehlender privater Märkte nur mit             (vgl. Abbildung B 3-1). Ein Ziel der Bundesregie-

                                                                                                                                 KERNTHEMEN 2023
             staatlicher Finanzierung verfolgt werden. In den         rung ist es, Rahmenbedingungen für eine inter-
             USA wurden die entsprechenden Aufträge von der           national wett­bewerbsfähige Luft- und Raumfahrt-
             NASA spezifiziert und an Großunternehmen wie             industrie in Deutschland zu schaffen.323 Dabei wird
             Martin oder Grumman318 vergeben. Ab Mitte der            die Bundesregierung von der am BMWK angesie-
             1970er Jahre folgten weitere westliche Staaten die-      delten Raumfahrtkoordinatorin unterstützt.324
             sem Muster,319 indem sie Aufträge an Raumfahrt-          Über das Raumfahrtaufgabenübertragungsgesetz
             unternehmen vergaben, bei denen die Kosten plus          wurden die Verwaltungsaufgaben auf dem Gebiet
             eine festgelegte Gewinnmarge vom Staat übernom-          der Raumfahrt von der Bundesregierung an das
             men wurden.320 Obgleich staatliche Aufträge mit ho-      Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
             hen technischen und spezifischen Anforderungen           in der Helmholtz-Gemeinschaft – das größte For-
             von privaten Unternehmen durchgeführt wurden,            schungszentrum für Raumfahrt in Deutschland –
             gab es noch keine Absatzmärkte, um die technolo­         übertragen. Zu den Aufgaben zählen die Umset-
             gischen Entwicklungen auch jenseits der staatlichen      zung der Weltraumstrategie, die Entwicklung und
             Nachfrage kommerziell zu nutzen.                         Steuerung des nationalen Raumfahrtprogramms
                                                                      sowie die Wahrnehmung deutscher Raumfahrtinte-
             Dies änderte sich Anfang der 2000er Jahre, als           ressen auf internationaler Ebene, insbesondere bei
             private Akteure zunehmend im Weltraum aktiv              der Europäischen Raumfahrtagentur ESA. Darüber
             wurden und seitdem die Kommerzialisierung der            hinaus gehören auch Technologietransfer, Kommer-
             Raumfahrt mit Verve antreiben. Mit dieser Ent-           zialisierung der Raumfahrt und Förderung des In-
             wicklung entstand eine neue Art der Raumfahrt –          novationspotenzials von KMU zu den Aufgaben, die
             New Space,321 ein Begriff, der für die Kommerzia-        im DLR in einer vom Forschungsbetrieb getrennten
             lisierung der Raumfahrt und die wachsende Anzahl         Einrichtung – der Deutschen Raumfahrtagentur im
             privater Akteure steht. Einerseits erschließen sich      DLR – bearbeitet werden.325 Zur Erfüllung dieser
             die neuen privaten Anbieter mit innovativen Ange-        Aufgaben verfügt die deutsche Raumfahrtagentur
             boten neue Märkte und Kunden. Andererseits erfül-        über das Raumfahrtbudget der Bundesregierung
             len sie aber auch staatliche Aufträge, die bisher von    und vergibt Fördergelder bzw. Zuwendungen für
             etablierten Unternehmen übernommen wurden.               Raumfahrtprojekte an Wissenschaft und Industrie.
             Zusätzlich treten privatwirtschaftliche Akteure als
             Nachfrager auf. Dass staatliche Aufträge nun auch        Gleichzeitig ist das DLR mit 20 seiner insgesamt 55
             an junge Unternehmen vergeben werden, liegt nicht        Forschungsinstitute in der Raumfahrtforschung ak-
             zuletzt an der technologieoffenen Formulierung der       tiv und erwirtschaftete im Jahr 2021 Erträge von
             Ausschreibungen, die marktfähige Innovationen er-        519 Millionen Euro.326 Damit ist das DLR zentraler
             möglichen.322 Die Raumfahrtwirtschaft hat mittler-       Akteur der Raumfahrtforschung in Deutschland
             weile einen neuen Entwicklungsstand erreicht, in         (vgl. B 3-3). Die Forschungseinrichtungen des DLR
             dem private Anbieter und Nachfrager nach markt-          sind von der Grundlagenforschung bis hin zur Pro-
             wirtschaftlichen Gesetzmäßigkeiten auf neuen             duktentwicklung tätig. Die Raumfahrtagentur und
             Märkten agieren. Staaten spielen allerdings weiter-      die Forschungseinrichtungen sind am DLR verschie-
             hin als Nachfrager von Produkten und Dienstleis-         denen Vorständen zugeordnet. Da beide Einheiten
             tungen sowohl im militärischen als auch im zivilen       zum DLR gehören, kann die Raumfahrtagentur ­keine

                                                                                                                            81
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                       Abb. B 3-1 Schematische Darstellung der Akteure in der deutschen Raumfahrt

                                                          EU-
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                                                                                   Forschung

                                                                                     Raumfahrtagentur

                                        Großunter-
                                        nehmen

                                        Wagnis-
                                        kapitalgeber                                           Start-ups

                                                                         KMU

                       Quelle: Eigene Darstellung.
                       © EFI – Expertenkommission Forschung und Innovation 2023.

                                                 Aufträge direkt an die Forschungseinrichtungen im         wicklung, den Betrieb aller EU-Raumfahrtkompo-
                                                 eigenen Haus vergeben, obwohl dort relevante Ex-          nenten328 sowie deren Sicherheitsakkreditierung
                                                 pertise gebündelt wird. Die F
                                                                             ­ orschungseinrichtungen      verantwortlich. Damit übernimmt die EUSPA Ver-
                                                 können sich nur über Unteraufträge ­anderer an den        antwortlichkeiten, die zuvor bei der ESA lagen. Die
                                                 Vergaben beteiligen. Dadurch wird das P ­ otenzial der    EUSPA ist im Unterschied zur ESA eine Agentur der
                                                 Forschungseinrichtungen nicht voll ausgeschöpft.          EU und wurde gegründet, um sicherzustellen, dass
                                                                                                           die Investitionen der EU in die Raumfahrt zu wert-
                                                 Aufgrund der Kostenintensität der Raumfahrt wer-          schöpfenden Aktivitäten für die EU führen.329 Da-
                                                 den viele Projekte nicht auf nationaler, sondern auf      hingegen ist die ESA eine von der EU unabhängige
                                                 europäischer Ebene realisiert. Somit spielen neben        und eigenständige Raumfahrtbehörde. Hierbei ist zu
                                                 den deutschen die europäischen Institutionen eine         beachten, dass die Mitgliedstaaten der ESA und die
                                                 zentrale Rolle. Die Europäische Kommission be-            der EU nicht identisch sind. Von den 22 Mitglied-
                                                 schließt und koordiniert die Raumfahrtpolitik der         staaten der ESA330 gehören Norwegen, Großbritan-
                                                 Europäischen Union (EU) und setzt dazu alle sieben        nien und die Schweiz nicht der EU an, während acht
                                                 Jahre ein Raumfahrtprogramm auf, zuletzt für den          EU-Staaten nicht Teil der ESA sind.331 Die 1975 ge-
                                                 Zeitraum von 2021 bis 2027. Die Implementierung           gründete ESA verfügt in Europa jedoch über einen
                                                 der EU-Weltraumpolitik erfolgt durch die ESA und          Großteil der Raumfahrtkompetenzen und ist des-
                                                 die im Jahr 2021 gegründete EU Space Programme            halb weiterhin für die technische Konzeption und
                                                 Agency (EUSPA).327 Die EUSPA wurde im Zusam-              Entwicklung der EU-Raumfahrtprogramme zustän-
                                                 menhang mit dem neuen EU-Raumfahrtprogramm                dig.332 Darüber hinaus führt sie eigenständig und in
                                                 geschaffen und ist zukünftig für die Marktent-            Kooperation mit nationalen Raumfahrtagenturen

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GUTACHTEN                                                KERNTHEMEN 2023 — B 3 Deutsche Raumfahrt ­zwischen Old und New Space
2023

             große Missionen zur Erforschung des Weltraums           103 jünger als zehn Jahre sind.339 Einige Unterneh-
             durch. Die Mitgliedstaaten der ESA verpflichten sich    men wie Exolaunch, Mynaric und Morpheus Space
             zu einer vom jeweiligen nationalen Bruttoinlands-       sind als Ausgründungen aus dem Forschungsbetrieb
             produkt (BIP) abhängigen Finanzierung des Welt-         entstanden und bieten Produkte im Upstream an.
             raumforschungsprogramms und können freiwillig
             an weiteren kommerziellen und wissenschaftlichen        Die Interessen der Industrie werden überregional
             Programmen der ESA mitwirken.333 Wenngleich ESA         durch den BDLI, den Bundesverband der deutschen
             und EUSPA unterschiedliche Zielsetzungen haben,         Industrie (BDI) – durch dessen New Space Initiati-
             können Doppelstrukturen entstehen, wenn die Auf-        ve – und die Deutsche Gesellschaft für Luft- und
             gabenfelder der beiden Agenturen nicht klar vonei-      Raumfahrt (DGLR) vertreten. Darüber hinaus gibt
             nander abgegrenzt werden.                               es vier Raumfahrt-Clusterinitiativen in Bayern, Ber-
                                                                     lin/Brandenburg, der Bodenseeregion und Bremen,
                                                                     die regional die Vernetzung von Politik, Wissen-
             Private Raumfahrtakteure vor
                                                                     schaft und Wirtschaft vorantreiben.340

                                                                                                                                KERNTHEMEN 2023
             allem im Upstream
             Nach dem Raumfahrtkatalog des DLR gab es im             Insbesondere für Start-ups sind neben der staat­
             Jahr 2018 rund 400 Unternehmen in der deutschen         lichen und europäischen Förderung Wagniskapital-
             Raumfahrtindustrie. Dazu gehörten sowohl reine          geber und private Investoren wichtig. Die meisten
             Raumfahrtunternehmen als auch Unternehmen               Investoren sind in den USA ansässig, wo nach wie
             mit einer Raumfahrtsparte.334 Der Bundesverband         vor ein Großteil aller Investitionen in junge Raum-
             der deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie (BDLI)       fahrtunternehmen erfolgt. In Europa kommen die
             schätzt den Umsatz der deutschen Raumfahrtindus-        meisten in der Raumfahrtindustrie aktiven Busi-
             trie im Jahr 2021 auf 2,4 Milliarden Euro. Aufgrund     ness-Angel- und Wagniskapital-Investoren aus
             von Lieferengpässen, einer coronabedingt verringer-     Großbritannien. Investoren aus anderen europäi-
             ten Anzahl an Starts von Trägerraketen sowie Ver-       schen Staaten, auch aus Deutschland, sind deutlich
             zögerungen beim Bau der Ariane 6 sank der Umsatz        weniger vertreten.341 Die ESA hat als Unterstützung
             im Vergleich zu 2017 um 0,6 Milliarden Euro. Da-        in der frühen Phase von Unternehmensgründun-
             hingegen ist die Anzahl der Beschäftigten im selben     gen die ESA Business Incubation Centres (ESA
             Zeitraum nahezu konstant bei 9.300 geblieben.335        BICs) initiiert, die junge Unternehmen mit einer
                                                                     Verbindung zur Raumfahrt finanziell fördern und
             Die Aktivitäten der Raumfahrtakteure lassen sich        beratend unterstützen. Dazu sind die ESA BICs in
             in zwei Segmente unterteilen: Upstream und Down­        den teilnehmenden Mitgliedstaaten an Standorten
             stream. Der Upstream bildet die wissenschaftliche       angesiedelt, die für die Raumfahrt relevant sind –
             und technologische Grundlage für Weltraumpro-           in Deutschland z. B. in Bremen und an mehreren
             gramme und Raumfahrtaktivitäten. Dazu gehören           bayerischen Standorten.342
             u. a. die Forschung zu sowie die Entwicklung und
             Herstellung von Trägerraketen, Raumfahrzeugen,
                                                                     Wertschöpfungs- und Nutzungs-
             Satelliten, Kontroll- und Kommandozentren sowie
                                                                     potenziale der Raumfahrt vielfältig
             der dazugehörigen Teile und Komponenten. Somit
             bildet der Upstream eine Grundlage für die Produk-      Die ersten Raumfahrtaktivitäten begannen Ende der
             te im Downstream, der jede Form der terrestrischen      1950er Jahre in den USA und der Sowjetunion im
             Nutzung von Weltraumkapazitäten wie Daten und           Upstream mit der Entwicklung von Kommunikati-
             Signale der Satelliten umfasst.336                      ons-, Navigations- und Erdbeobachtungssatelliten
                                                                     für militärische und wissenschaftliche Zwecke (vgl.
             Unter den vom DLR gelisteten Raumfahrtakteu-            Box B 3-2). Außerdem entwickelten sich schnell
             ren sind 58 Prozent im Upstream, 19 Prozent im          erste kommerzielle Anwendungen im Down­stream,
             Downstream und 16 Prozent in beiden Segmenten           die zunächst in der Regel vom Staat beauftragt wur-
             aktiv.337 Die beiden größten deutschen Raumfahrt-       den – allen voran im Bereich Satellitenkommuni-
             unternehmen sind dabei die Large System Integra-        kation. So wurde bereits Anfang der 1960er Jahre
             tors (LSIs) Airbus Defence and Space GmbH sowie         die erste satellitengestützte Live-Fernsehsendung
             die OHB System AG, deren Geschäftsmodell es ist,        übertragen. Mittlerweile ist die Verwendung von
             Subsysteme zu einem Ganzen zu integrieren.338 Zu-       Satellitenkommunikation für kommerzielle Zwe-
             dem werden 293 KMU vom DLR gelistet, von denen          cke weit verbreitet: Satellitenfernsehen, -hörfunk

                                                                                                                           83
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                                           sowie -telefonie und demnächst ein weltweites             gungsmasten, ­angesichts einer zunehmenden Ver-
                                           satellitenbasiertes Internet.343 Diese Anwendun-          netzung von Geräten über das Internet der Dinge
                                           gen werden hauptsächlich von privaten Nutzerin-           ist jedoch damit zu rechnen, dass der Ausbau einer
                                           nen und Nutzern nachgefragt, sind aber auch für           leistungsfähigen Kommunika­tionsinfrastruktur zu
                                           staatliche Akteure wichtig.344 Satellitenkommuni-         einem wichtigen Treiber kom­merzieller Satelliten-
                                           kation steht zwar in Konkurrenz zu terrestrischen         kommunikationssysteme wird.345
                                           ­Infrastrukturen wie Glasfaserkabel und Übertra-

                       Box B 3-2 Einteilung der Raumfahrt­                  Universums jenseits des Erdorbits – beispiels­
                       aktivitäten und -technologien346                     weise von Mond, Mars und Asteroiden – dienen.

                       Die OECD unterteilt Raumfahrtaktivitäten in die      Wissenschaft umfasst die wissenschaftlichen
                       folgenden verschiedenen Bereiche:347                 Aktivitäten mit Bezug zu Weltraumflügen oder
KERNTHEMEN 2023

                                                                            der Erforschung von Weltraumphänomenen sowie
                       Satellitenkommunikation umfasst die Entwicklung      anderer Himmelskörper. Beispiele sind die
                       und Nutzung von Satelliten und die damit ver­        ­Forschung im Bereich der Astrophysik oder
                       bundenen (Teil-)Systeme, um Signale zur Erde zu       ­Lebenswissenschaften mit Weltraumbezug.
                       senden. Diese Systeme bilden die Basis für
                       satellitenbasierte TV- und Hörfunkangebote,          Weltraumtechnologien umfassen spezifische Raum­
                       satellitengestützte Telefonie und Datenübertragung   fahrtsystemtechnologien, die bei verschiedenen
                       als Alternative zu erdgebundenen Netzen.             Raumfahrtmissionen ­eingesetzt werden. Beispiele
                                                                            sind nukleare ­Weltraumsysteme für Energie
                       Positionsbestimmung, Navigation, Zeitmessung         und Antrieb sowie solarelektrische Antriebe.
                       umfassen die Entwicklung und Nutzung von Satelli­
                       ten zur Bestimmung von Ort und Zeit für terrestri­   Generische Technologien mit dem Potenzial für
                       sche Anwendungen. Satellitengestützte Navigation     Einsatz und Anwendung im Weltraum umfassen
                       ist eine elementare Technologie beispielsweise im    Technologien, deren potenzielles Einsatzgebiet
                       Land-, Luft- und Schiffsverkehr und gewinnt durch    ursprünglich nicht der Weltraum war, die aber zu
                       technologische Entwicklungen wie das autonome        neuen Weltraumprodukten oder -anwendungen
                       Fahren zunehmend an Bedeutung.                       führen können, wie künstliche Intelligenz oder
                                                                            Software zur Datenanalyse.
                       Erdbeobachtung umfasst die Entwicklung und
                       Nutzung von Satelliten zur Generierung von Daten     Darüber hinaus ist zukünftig mit der Entwicklung
                       aus der Beobachtung der Erdoberfläche wie Daten      weiterer Raumfahrtaktivitäten zu rechnen, die den
                       zu Umweltveränderungen und menschlichen              genannten Bereichen noch nicht explizit zugeord­
                       Aktivitäten. Technologische Entwicklungen in den     net sind. Hierzu gehören auf mittlere Sicht Tech­
                       letzten Jahren haben das Angebot und auch            nologien zur Kollisionsvermeidung im Weltraum
                       die Nachfrage nach Produkten in diesem Bereich       und auf lange Sicht Technologien im Weltraum­
                       deutlich gesteigert. Beispiele hierfür sind neben    bergbau und zur Herstellung von Gegenständen
                       militärischen Anwendungen die Bereitstellung und     im Weltraum, dem so genannten In-Orbit-Manu­
                       Auswertung von Klimadaten.                           facturing.348

                       Transport in den Weltraum umfasst die Entwick­       Während manche Bereiche eindeutig entweder
                       lung und Nutzung von Trägervehikeln und deren        dem Up- oder dem Downstream zuzuordnen sind,
                       Subsystemen. Dieser Bereich beinhaltet neben         beispielsweise der Bereich Transport in den
                       Trägerraketen u. a. auch Raketenstartplätze,         Weltraum dem Upstream, umfassen die meisten
                       Weltraumtourismus sowie interorbitalen Transport.    Bereiche sowohl Elemente des Upstream als auch
                                                                            des Downstream. So gehört in der Satellitenkom­
                       Exploration umfasst die Entwicklung und Verwen­      munikation die Entwicklung und Herstellung der
                       dung von bemannten und unbemannten Welt­             Satelliten zum Upstream, während dessen Verwen­
                       raumvehikeln wie Raumschiffen, Weltraumstatio­       dung – z. B. für Satellitentelefonie oder satelliten­
                       nen, Rovern und Sonden, die der Erforschung des      basiertes Internet – zum Down­stream zählt.

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2023

             Satellitenbasierte Navigation wurde anfangs nur         Im Upstream haben lange Zeit etablierte Groß-
             militärisch betrieben und für die Positionsbestim-      unternehmen die spezifischen technischen An-
             mung von Kriegsschiffen verwendet. Erst Ende der        forderungen der Raumfahrtagenturen umgesetzt.
             1960er Jahre konnten Navigationssatelliten auch         In den 2000er Jahren haben junge private Unter-
             kommerziell im Downstream verwendet werden.349          nehmen begonnen, die Kosten der Herstellung von
             Heutzutage können die Menschen weltweit Navi-           Trägerraketen – allen voran SpaceX – und Nutzlas-
             gationsdienstleistungen sowie Positionsbestim-          ten durch den Einsatz von standardisierten Bautei-
             mungs- und Zeitmessungssysteme mittels GPS              len,357 Miniaturisierung, Serienfertigung und wie-
             oder Galileo zur Orientierung nutzen. Die Trans-        derverwendbaren Teilen stark zu senken.358 Durch
             formation im Verkehrssystem, insbesondere durch         die Miniaturisierung von Nutzlasten359 wurde die
             autonomes Fahren und eine nachhaltige Logistik,         Entwicklung von Microlaunchern360 angestoßen, die
             sowie ein wachsender Bedarf an standortbezogenen        diese Nutzlasten zur gewünschten Zeit direkt in den
             Diensten und Innovationen in der Präzisionsland-        Zielorbit bringen können.361 Kostendegression und
             wirtschaft lassen Nachfragesteigerungen in diesem       Gewichtsreduktion fördern im Upstream den Wett-

                                                                                                                                KERNTHEMEN 2023
             Bereich erwarten.350                                    bewerb zwischen jungen und etablierten Unterneh-
                                                                     men.362 Unterdes ermöglichen die Innovationen im
             In den 1950er Jahren waren die Entwicklungen            Up­stream Geschäftsmodelle in beiden Segmenten.
             im Bereich Erdbeobachtung noch hauptsächlich            Ein Beispiel für ein Upstream-Geschäftsmodell ist
             wissenschaftsgetrieben. Außerdem wurden Erd-            der Weltraumtourismus, der auch in naher Zukunft
             beobachtungsdaten bereits in den 1960er Jahren          nur einer kleinen Gruppe von sehr vermögenden
             für Wettervorhersagen und Kartografie genutzt.351       Privatpersonen vorbehalten sein wird.363 Weite-
             Mittlerweile ermöglicht die große Menge solcher         re kommerzielle Potenziale liegen im Abbau von
             Daten352 ein breites Spektrum an Anwendungen            Ressourcen auf Asteroiden oder Planeten. Damit
             im Downstream – z. B., um globale Veränderungen         verbunden sind Visionen, andere Planeten zu be-
             durch den Klimawandel schnell und flächendeckend        völkern, was jedoch auf absehbare Zeit aufgrund ex-
             zu verfolgen. Behörden können durch Satelliten-         orbitanter Kosten und ungelöster technischer Pro-
             daten Raumplanungen verbessern, illegale Aktivi-        bleme von untergeordneter Relevanz sein dürfte.
             täten aufspüren sowie Katastrophen und Krisen be-
             wältigen. Zu den privatwirtschaftlichen Akteuren        Manche potenzielle Nutzungen der Raumfahrt las-
             gehören u. a. die Landwirtschaft, die so Reifegrade     sen sich als öffentliche Güter nicht ohne staat­liche
             oder Bewässerungsbedarfe von Pflanzen bestim-           Nachfrage kommerzialisieren. Dazu gehören der
             men kann, sowie verschiedene Industriezweige, die       Schutz der Erde vor Meteoriten- und Asteroidenein-
             Logistik-Ketten nachverfolgen und sich über Aktivi-     schlägen,364 die Beseitigung von Weltraumschrott
             täten von Wettbewerbern informieren können.353          und ein Verkehrsmanagement im Weltraum zur
             Der Bereich Erdbeobachtung machte 2016 mit 1,65         Kollisionsvermeidung.365 Hier eröffnen sich Chan-
             Prozent354 noch einen sehr kleinen Teil des weltwei-    cen für Unternehmen, technologische Lösungen für
             ten Umsatzes im Downstream aus, gewinnt jedoch          diese Probleme zu entwickeln und zu vermarkten.
             seitdem zunehmend an Bedeutung. Vor allem treibt
             der in der Regel freie Zugang zu wissenschaftlichen     Die Vielfalt der Nutzungspotenziale der Raumfahrt
             Erdbeobachtungsdaten die Entwicklung von neuen          zeigt deren Querschnittscharakter. Die dort entwi-
             Geschäftsmodellen im Downstream an.355                  ckelten Technologien werden weit über die Raum-
                                                                     fahrtwirtschaft hinaus angewendet. Hierzu gehören
             Die Nachfrage nach Kommunikations-, Navigations-        u. a. Innovationen im Bereich Robotik und Senso-
             und Erdbeobachtungsdienstleistungen im Down­            rik. Entsprechend zielt die Initiative ­INNOspace
             stream dürfte weiter steigen. Insbesondere sind die     der deutschen Raumfahrtagentur darauf ab, den
             Nutzungspotenziale im öffentlichen Sektor kaum er-      Transfer zwischen der Raumfahrtindustrie und der
             kannt und ausgeschöpft.356 Auch für ein leistungsfä-    Nicht-Raumfahrtindustrie zu stärken.366
             higes Internet der Dinge oder ein flächendeckendes
             autonomes Fahren ist eine funktionierende Satelli-
             teninfrastruktur von hoher Bedeutung.

                                                                                                                           85
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                  2023

                               B 3-2 Besonderheiten von                                dungen. Für den Bereich der Erdbeobachtung gibt
                               Raumfahrtmärkten                                        es keine erdgebundenen Alternativen.

                                                                                       Weil eine Vielzahl privater und öffentlicher Akteure
                               Marktstrukturen in Teilen des
                                                                                       von einer funktionierenden Weltrauminfrastruktur
                               Upstreams hoch konzentriert
                                                                                       abhängt, ist die Raumfahrt von strategischer Be-
                               Die Entwicklung großer Trägerraketen im Upstream        deutung. Dies begründet Rufe nach einem Mindest-
                               ist mit hohem Investitionsbedarf und langen For-        maß an technologischer Souveränität auf nationaler
                               schungs- und Entwicklungszeiträumen verbunden.          oder zumindest europäischer Ebene. In der Criti-
                               Große Unternehmen haben hier per se einen Wett-         cal-Entities-Resilience-Richtlinie der EU wurde die
                               bewerbsvorteil gegenüber KMU und Start-ups, da          Raumfahrt als kritische Infrastruktur identifiziert.
                               sie eine größere Bandbreite an Komponenten her-         Die damit einhergehenden Sicherheitspflichten
                               stellen und Synergien nutzen können.                    werden im Rahmen des KRITIS-Dachgesetzes in
                                                                                       Deutschland voraussichtlich 2023 in Kraft treten.372
KERNTHEMEN 2023

                               Innovationen im Upstream und im Downstream
                               verstärken sich gegenseitig. So erleichtern Kosten-     Weltraumbezogene Dienstleistungen wie z. B. Satel-
                               senkungen im Upstream367 den Aufbau und kosten-         litentransporte werden nicht von allen Ländern vor-
                               günstigen Betrieb von Weltrauminfrastrukturen,          gehalten, sind aber auf dem internationalen Markt
                               was wiederum zusätzliche profitable Geschäftsmo-        verfügbar. Jüngste Entwicklungen, z. B. der Weg-
                               delle im Downstream eröffnet. Die dadurch steigen-      fall russischer Weltraumtransportdienstleistungen
                               de Nachfrage nach Satelliten, Trägerraketen und         durch den Ukrainekrieg sowie die durch Verzöge-
                               Bodenstationen im Upstream führt zu weiteren            rungen bei der Ariane 6 verschärfte Abhängigkeit
                               Produktionsvorteilen durch Skaleneffekte.368 Um         von SpaceX, verdeutlichen jedoch, wie fragil der
                               diese positiven Verstärkungseffekte zwischen Up­        Zugang zu Transportmöglichkeiten für Nutzlasten
                               stream und Downstream anzustoßen, bedarf es ggf.        ist. Abhängigkeiten dieser Art können mit einem
                               initial staatlicher Aufträge.                           Verlust an technologischer Souveränität einherge-
                                                                                       hen. Der Wunsch, die Unabhängigkeit durch eine
                               In Teilen des Upstream können monopolistische           eigene Weltrauminfrastruktur zu sichern, muss je-
                               oder zumindest hoch konzentrierte Marktstruk-           doch gegen die hohen Kosten der Raumfahrt und
                               turen entstehen, die sich negativ auf den nach-         die Effizienzverluste durch den Aufbau paralleler
                               gelagerten Downstream auswirken. Neben hohen            nationaler Infrastrukturen abgewogen werden. Dies
                               Fixkosten wird die Anzahl der Anbieter durch eine       führt häufig zu Lösungen auf europäischer Ebene,
                               begrenzte Nutzbarkeit des relevanten niedrigen          wie Galileo, Copernicus und andere Programme zei-
                               Erdorbits sowie eine Begrenzung verfügbarer Funk-       gen.373
                               frequenzen eingeschränkt.369
                                                                                       Zivil-militärische Nutzung der
                               Satellitensysteme als kritische Infrastruktur           Raumfahrt mit Potenzial
                               von strategischer Bedeutung
                                                                                       Raumfahrttechnologien können – wie auch viele
                               Nicht nur privatwirtschaftliche Aktivitäten im          andere sogenannte Dual-Use-Technologien – so-
                               Downstream sind auf eine funktionierende Welt-          wohl für zivile als auch für militärische Zwecke ein-
                               rauminfrastruktur angewiesen. Eine zunehmende           gesetzt werden.374 Dies hat ambivalente Folgen für
                               Zahl staatlicher Aufgaben benötigt sie ebenso.370 Sa-   die Kommerzialisierung. Eine mögliche militä­rische
                               tellitengestützte Systeme sind dort erforderlich, wo    Nutzung erhöht die staatliche Nachfrage nach
                               Qualität, Anwendbarkeit und Verfügbarkeit erdge-        Raumfahrtprodukten und -dienstleistungen und
                               bundener Alternativen ihre Grenzen haben. So sind       steigert damit das Kommerzialisierungspotenzial.
                               Funk und kabelgebundene Datenübertragung als            Ebenso eröffnen sich Potenziale für Synergieeffekte
                               Alternativen zu satellitengestützter Kommunika-         wie die gemeinsame zivil-militärische Verwendung
                               tion derzeit noch üblich.371 Dagegen sind Substi­tute   von Weltrauminfrastrukturen. Dadurch können
                               zur satellitengestützten Navigation zwar verfügbar      Projekte rentabel werden, die sich bei ausschließ-
                               und werden in der Luftfahrt genutzt, allerdings         lich ziviler Nutzung nicht rechnen. Aufgrund der
                               eignen sie sich nicht für private Navigationsanwen-     möglichen militärischen Nutzbarkeit besteht häufig

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2023

                            ein Interesse daran, Produktionskapazitäten entwe-          B 3-3 Patentaktivitäten in der Raumfahrt
                            der im eigenen Land oder zumindest in Kooperation
                            mit Partnerstaaten vorzuhalten bzw. auszubauen.             Im Folgenden werden Patentaktivitäten in der
                            Eine militärische Nutzbarkeit bedeutet aber auch,           Raumfahrt global und ländervergleichend b­ etrachtet,
                            dass ein Verkauf in andere Staaten aufgrund von             um die Position Deutschlands im internatio­nalen
                            Exportregelungen nur eingeschränkt oder – vor               Wettbewerb abzubilden. Patentanmeldungen sind
                            dem Hintergrund zunehmender geopolitischer                  ein wichtiger Indikator für die Innovationskraft
                            Spannungen – nur unter hoher Unsicherheit mög-              eines Wirtschaftszweiges und der beteiligten Na-
                            lich ist. Die Unsicherheit der internationalen Ver-         tionen. Die Basis dafür ist eine von der Experten-
                            marktungsmöglichkeiten von Raumfahrtprodukten               kommission durchgeführte Untersuchung zu trans-
                            beschränkt deren Kommerzialisierungspotenzial.              nationalen Patentanmeldungen377 in der Raumfahrt
                                                                                        für den Zeitraum von 1980 bis 2018.
                            Vor dem Hintergrund dieser Spannungen rücken
                            verstärkt auch die physische Sicherheit und die Cy-

                                                                                                                                                  KERNTHEMEN 2023
                                                                                        Patentaktivitäten weltweit steigend
                            bersicherheit von Weltrauminfrastrukturen in den
                            Blick.375 Da Kommunikations- und Navigationsfä-             Weltweit ist die Anzahl transnationaler Patentan-
                            higkeiten stark von Satelliten abhängen, könnten            meldungen in den Raumfahrttechnologien seit 1980
                            diese als kritische Infrastruktur vermehrt poten-           deutlich angestiegen (vgl. Abbildung B 3-3). Über
                            ziellen militärischen Angriffen ausgesetzt sein.376         den gesamten Zeitraum von 1980 bis 2018 hinweg
                            Private Raumfahrtaktivitäten könnten sich dadurch           liegen die USA zumeist vor Frankreich und Deutsch-
                            einem gesteigerten unternehmerischen Risiko aus-            land. In den 2000er Jahren gelang es Japan und
                            gesetzt sehen.                                              China aufzuholen. In den USA ist insbesondere seit

  Abb. B 3-3 Anzahl transnationaler Raumfahrtpatentanmeldungen ausgewählter
  Länder und Regionen 1980 - 2018

    Patentanmeldungen
      200

      150

      100

       50

        0
     Jahr 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

                    China                    Deutschland      ESA-Länder     EU-27             Frankreich
                    Großbritannien           Japan            Russland       Südkorea          USA

  Quelle: PATSTAT. Eigene Berechnungen.
  © EFI – Expertenkommission Forschung und Innovation 2023.

                                                                                                                                             87
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                                                  2001 ein deutlicher Zuwachs der Patentanmeldun-                          beobachten, bei den Downstream-Technologien
                                                  gen zu beobachten. Länder wie Frankreich, Japan                          erst ab 2014. Grund für diese zeitliche Lücke ist,
                                                  und in geringerem Ausmaß Deutschland verzeich-                           dass Entwicklungen im Downstream erst nach einer
                                                  nen seit 2005 ebenfalls einen starken Anstieg der Pa-                    erfolgreichen Entwicklung im Upstream entstehen
                                                  tentanmeldungen. Werden die Patentanmeldungen                            können.
                                                  der ESA-Mitgliedstaaten bzw. der EU-27 mitsamt
                                                  Großbritannien378 aufsummiert, zeigt sich, dass die
                                                                                                                           Deutsche Raumfahrtpatente
                                                  europäischen Patentaktivitäten in den meisten Jah-
                                                                                                                           qualitativ hochwertig
                                                  ren seit 1980 auf einem höheren Niveau liegen als
                                                  die der USA.                                                             Anhand der Analyse hochzitierter transnationaler
                                                                                                                           Patentanmeldungen im Bereich der Raumfahrt mit
                                                  Eine Unterscheidung in Upstream und Down­                                mindestens zehn Zitationen380 als Qualitätsmerk-
                                                  stream zeigt, dass es über den gesamten Zeitraum                         mal zeigt sich, dass Europa im Zeitraum von 2000
                                                  weltweit mehr transnationale Patentanmeldungen                           bis 2018 zu den USA aufschließen konnte (vgl. Abbil-
KERNTHEMEN 2023

                                                  im Upstream gibt.379 Darüber hinaus waren bei den                        dung B 3-4). Im Ländervergleich führen die USA mit
                                                  Upstream-Technologien bereits ab 2010 deutliche                          deutlichem Abstand. Deutschland liegt nur knapp
                                                  Zuwachsraten in der globalen Patentaktivität zu                          hinter Frankreich an dritter Position. Im Zeitraum

                       Abb. B 3-4 Anzahl hochzitierter transnationaler Raumfahrtpatentanmeldungen
                       ­ausgewählter Länder und Regionen 1980 - 1999 und 2000 - 2018

                                                                                                                                                       VF

                                 ESA-Länder                                                                                                           1,34

                                      EU-27                                                                                                           1,35

                                        USA                                                                                                           1,10

                                  Frankreich                                                                                                          1,08

                                Deutschland                                                                                                           1,49

                                      Japan                                                                                                           1,50

                              Großbritannien                                                                                                          0,74

                                   Südkorea                                                                                                           2,50

                                   Russland                                                                                                           1,64

                                       China                                                                                                             *

                          Patentanmeldungen 0              20          40          60          80          100         120         140          160

                       * wird verwendet, wenn aufgrund fehlender Datenbasis kein Veränderungsfaktor (VF) berechnet werden kann. Der hellere
                       ­Farbton zeigt die Anzahl der Patentanmeldungen der Jahre 1980–1999, der dunklere Farbton die der Jahre 2000-2018.
                        Lesebeispiel: Die USA hatten im Zeitraum 1980–1999 insgesamt 142 und im Zeitraum 2000–2018 insgesamt 157 hochzitierte
                        ­transnationale Patentanmeldungen im Bereich der Raumfahrt. Dies entspricht einem Veränderungsfaktor von 1,10.
                         Quelle: PATSTAT. Eigene Berechnungen.
                         © EFI – Expertenkommission Forschung und Innovation 2023.

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2023

                             von 2000 bis 2018 ist die Anzahl hochzitierter trans-                   (vgl. Box B 3-2) zeigt, dass die meisten Patentanmel-
                             nationaler Patentanmeldungen im Bereich der Raum-                       dungen im Zeitraum von 1980 bis 1999 weltweit
                             fahrt aus Deutschland im Vergleich zum Zeitraum                         und in Deutschland auf den Weltraumtransport, die
                             von 1980 bis 1999 um den Faktor 1,49 gestiegen.                         Satellitenkommunikation, die Navigation und die
                             Somit weist Deutschland unter den drei führenden                        Erdbeobachtung entfallen (vgl. Abbildung B 3-5).
                             Anmeldeländern den höchsten Veränderungsfaktor                          Die dynamischste Entwicklung, gemessen an den
                             (VF) auf. Südkorea und Russland haben zwar größere                      Veränderungsfaktoren, zeigt sich weltweit und in
                             Veränderungsfaktoren, bewegen sich jedoch absolut                       Deutschland in den Bereichen Navigation und Erd-
                             gesehen auf einem niedrigeren Niveau. Diese Zahlen                      beobachtung.
                             lassen auf eine starke Innovationskraft Deutschlands
                             in den Raumfahrttechnologien schließen.                                 Die normierten relativen Patentanteile (RPA) ­geben
                                                                                                     den Grad der Spezialisierung der Länder innerhalb
                                                                                                     der Raumfahrttechnologien wieder. In Abbildung
                             Deutschland auf Transport
                                                                                                     B 3-6 wird die Entwicklung in den vier Bereichen

                                                                                                                                                              KERNTHEMEN 2023
                             und Navigation spezialisiert
                                                                                                     mit der höchsten Zahl weltweiter Patentanmel-
                             Eine Analyse der transnationalen Patentanmeldun-                        dungen betrachtet. Im Zeitraum von 1980 bis
                             gen nach den von der OECD definierten Bereichen                         1999 weist Deutschland in diesen Bereichen einen

  Abb. B 3-5 Anzahl transnationaler Raumfahrtpatentanmeldungen nach Bereichen
  der OECD weltweit und in Deutschland 1980 – 1999 und 2000 – 2018

                                                                                                                                     VF

                                                                                                                                  3,60
              Transport
                                                                                                                                  2,80

           Satelliten-                                                                                                            1,80
        kommunikation                                                                                                             3,40

                                                                                                                                  5,20
             Navigation
                                                                                                                                  5,10

                                                                                                                                  4,60
       Erdbeobachtung
                                                                                                                                  4,60

            Generische                                                                                                            1,50
          Technologien                                                                                                            2,90

             Weltraum-                                                                                                            1,30
           technologien
                                                                                                                                  4,30

                                                                                                                                  2,20
             Exploration
                                                                                                                                  3,90

                                                                                                                                  6,10
          Wissenschaft
                                                                                                                                  3,90

    Patentanmeldungen 0                  500             1.000           1.500            2.000           2.500           3.000

                                Deutschland              weltweit

  Der hellere Farbton zeigt die Anzahl der Patentanmeldungen der Jahre 1980-1999, der dunklere Farbton die der Jahre 2000-2018.
  Lesebeispiel: Im Bereich Transport wurden weltweit im Zeitraum 1980–1999 knapp 710 transnationale Patente angemeldet, während es
  für den Zeitraum 2000–2018 insgesamt 1.992 Anmeldungen waren. Der Veränderungsfaktor (VF) zeigt, dass die Anzahl der Patente im
  Transport weltweit um den Faktor 2,80 gestiegen ist.
  Quelle: PATSTAT. Eigene Berechnungen.
  © EFI – Expertenkommission Forschung und Innovation 2023.

                                                                                                                                                         89
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                  GUTACHTEN
                  2023

                                                    ­ nterdurchschnittlichen Spezialisierungsgrad auf.
                                                    u
                                                                                                                                   Großunternehmen und Raumfahrtagenturen
                                                    Im Zeitraum von 2010 bis 2018 hat sich Deutsch-
                                                                                                                                   bei Patentanmeldungen führend
                                                    land dann auf Transport und Navigation speziali-
                                                    siert. Die in der Analyse betrachteten ESA-Länder –                            Unter den Organisationen mit den meisten transna-
                                                    Deutschland, Frankreich, Großbritannien – decken                               tionalen Patentanmeldungen im Bereich der Raum-
                                                    mit ihren Spezialisierungen gemeinsam alle vier Be-                            fahrttechnologien führt Airbus mit 695 Patentan-
                                                    reiche ab, während die USA nur auf den Transport                               meldungen mit deutlichem Abstand vor Thales und
                                                    und die Satellitenkommunikation spezialisiert sind.                            Boeing (vgl. Abbildung B 3-7). Unter den 25 s­ tärksten

                       Abb. B 3-6 Normierte relative Patentanteile ausgewählter Länder nach Bereichen
                       der OECD 1980 – 1999 und 2000–2018
KERNTHEMEN 2023

                                                                Transport                                                      Satellitenkommunikation

                                     China                                                                   China

                              Deutschland                                                             Deutschland

                                Frankreich                                                              Frankreich

                           Großbritannien                                                          Großbritannien

                                     Japan                                                                   Japan

                                 Russland                                                                Russland

                                 Südkorea                                                                Südkorea

                                       USA                                                                     USA

                          normierter RPA -100 -75 -50 -25            0    25   50    75 100       normierter RPA -100 -75 -50 -25            0    25    50   75 100

                                                             Erdbeobachtung                                                             Navigation

                                     China                                                                   China

                              Deutschland                                                             Deutschland

                                Frankreich                                                              Frankreich

                           Großbritannien                                                          Großbritannien

                                     Japan                                                                   Japan

                                 Russland                                                                Russland

                                 Südkorea                                                                Südkorea

                                       USA                                                                     USA

                          normierter RPA -100 -75 -50 -25            0    25   50    75 100       normierter RPA -100 -75 -50 -25            0    25    50   75 100

                       Normierte RPA der einzelnen Bereiche gemessen an allen Raumfahrtpatenten. Der hellere Farbton zeigt den normierten RPA für den
                       Zeitraum 1980-1999, der dunklere Farbton den für den Zeitraum 2000-2018. Für China und Südkorea lässt sich im Zeitraum 1980–1999
                       kein RPA b­ erechnen. Der (nicht-normierte) RPA für Technologiefeld j in Land i berechnet sich wie folgt: RPA = (pij/∑ipij)/(∑jpij/∑i,jpij).
                       Der normierte RPA berechnet sich aus dem (nicht-normierten) RPA wie folgt: Normierter RPA= 100 * tanh ln (RPA). Vgl. Sievers und
                       Grimm, 2022.
                       Lesebeispiele: Die USA haben im Zeitraum 1980-1999 beim Transport einen normierten RPA von 17. Diesem liegt ein nicht-normierter
                       RPA von 1,184 zugrunde. Dieser Wert gibt an, dass der Anteil der USA an allen Raumfahrtpatenten im Bereich Transport in diesem
                       Zeitraum 118,4 Prozent des Anteils der USA an allen Raumfahrtpatenten beträgt – und damit überdurchschnittlich hoch ist.
                       Deutschland hat im Zeitraum 2000-2018 bei der Erdbeobachtung einen normierten RPA von -38. Diesem liegt ein nicht-normierter
                       RPA von 0,667 zugrunde. Dieser Wert gibt an, dass der Anteil Deutschlands an allen Raumfahrtpatenten im Bereich Erdbeobachtung in
                       ­diesem Zeitraum 66,7 Prozent des Anteils Deutschlands an allen Raumfahrtpatenten beträgt - und damit unterdurchschnittlich hoch ist.
                        Quelle: PATSTAT. Eigene Berechnungen.
                        © EFI – Expertenkommission Forschung und Innovation 2023.

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2023

                               Anmeldern finden sich neben den Großunterneh-                          sationen, die ihre Hauptaktivität in der Luft- und
                               men, die meist nicht nur in der Raumfahrt, sondern                     Raumfahrt haben (vgl. Abbildung B 3-8). Die Liste
                               auch in der Luftfahrt und Rüstung tätig sind, ein                      wird von Airbus angeführt, gefolgt vom DLR. Das
                               paar wenige Raumfahrtagenturen und Forschungs-                         DLR, die Fraunhofer-Gesellschaft und die Techni-
                               einrichtungen. Dazu zählt insbesondere die fran-                       sche Universität Dresden sind dabei die einzigen
                               zösische Raumfahrtagentur CNES auf Rang 4 und                          Forschungseinrichtungen unter den Top-10-An-
                               das DLR auf Rang 12.381 Die 25 stärksten Anmelder                      meldern. Neben diesen Organisationen wird mit
                               machen einen Anteil von 50,7 Prozent an den ge-                        Henkel auch ein Unternehmen, das nicht direkt in
                               samten transnationalen Patentanmeldungen von                           der Raumfahrtindustrie tätig ist, geführt, und zwar
                               2000 bis 2018 aus.                                                     auf Rang 7.382 Die einzigen jungen deutschen Un-
                                                                                                      ternehmen,383 die im Zeitraum von 2000 bis 2018
                               Betrachtet man die Patentanmeldungen mit deut-                         transnationale Patente angemeldet haben, sind
                               scher Beteiligung, so finden sich unter den zehn                       Exolaunch und Morpheus Space mit jeweils einer
                               stärksten Anmeldern hauptsächlich große Organi-                        Patentanmeldung.

                                                                                                                                                            KERNTHEMEN 2023
  Abb. B 3-7 Anzahl transnationaler Raumfahrtpatentanmeldungen der Top-Anmelder
  2000 – 2018

                                                     Airbus
                                                     Thales
                                                     Boeing
                 Centre National d’Études Spatiales (CNES)
                                                 Mitsubishi
                                                 Honeywell
                                                 Qualcomm
                                                     Safran
                                           Lockheed Martin
                                                  Raytheon
                                               ArianeGroup
                                                        DLR
                                             Alcatel-Lucent
                                      Space Systems Loral
                                                      JAXA
                                                        ESA
                                                       KARI
                                                        NEC
                                                         IHI
                                     Hamilton Sundstrand1)
                                                      RUAG
                                        Northrop Grumman
       Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
                             Emerson Climate Technologies
                                      United Technologies2)

                                        Patentanmeldungen 0        100         200     300       400       500        600         700

                                                 China           Deutschland             Frankreich              Großbritannien
                                                 Japan           Südkorea                USA                     andere

  1)
    Hamilton Sundstrand wurde 2012 mit Goodrich Corporation zu UTC Aerospace Systems zusammengeführt.
  2)
    United Technologies wurde 2020 mit Raytheon zusammengeführt.
  Die Patentanmeldungen der Institutionen sind nach Beteiligung der ausgewählten Länder geordnet.
  Quelle: PATSTAT. Eigene Berechnungen.
  © EFI – Expertenkommission Forschung und Innovation 2023.

                                                                                                                                                       91
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                  GUTACHTEN
                  2023

                       Abb. B 3-8 Anzahl transnationaler Raumfahrtpatentanmeldungen deutscher
                       ­Organisationen 2000 - 2018

                                      Airbus                                                                                                    355

                                         DLR                      66

                                ArianeGroup             25

                               Jena Optronik       10

                                  Fraunhofer       9

                                      Thales       9
KERNTHEMEN 2023

                                      Henkel      8

                               MT Aerospace       8

                                   Lufthansa      6

                                 TU Dresden       6

                          Patentanmeldungen 0                50         100          150          200           250          300          350         400

                       Für multinationale Unternehmen wie Airbus, ArianeGroup und Thales werden jeweils die Patentanmeldungen der deutschen
                       ­Tochterunternehmen gezählt.
                        Quelle: PATSTAT. Eigene Berechnungen.
                        © EFI – Expertenkommission Forschung und Innovation 2023.

                                                  B 3-4 Rahmenbedingungen für die                                         ­ angel an Klarheit über die neue Raumfahrtstra-
                                                                                                                          M
                                                  Raumfahrtwirtschaft in Deutschland                                      tegie insbesondere für KMU und Start-ups die oh-
                                                                                                                          nehin ­gegebenen Unsicherheiten über das Markt-
                                                                                                                          potenzial ihrer Geschäftsmodelle.
                                                  Neue Raumfahrtstrategie angestoßen
                                                  Die derzeit gültige Raumfahrtstrategie der Bundes-
                                                                                                                          Deutsches Weltraumgesetz noch nicht in Sicht
                                                  regierung datiert aus dem Jahr 2010 und berück-
                                                  sichtigt daher viele aktuelle Entwicklungen, insbe-                     Der deutsche Staat trägt völkerrechtlich die Ver-
                                                  sondere die zunehmende Kommerzialisierung der                           antwortung für alle Raumfahrtaktivitäten auf
                                                  Raumfahrt, nur unzureichend.384 Im Herbst 2022                          deutschem Boden und von deutschen Akteuren,
                                                  startete die Raumfahrtkoordinatorin den Prozess                         einschließlich der nicht-staatlichen Akteure. Diese
                                                  zur Erarbeitung einer neuen Raumfahrtstrategie.                         Verantwortung schließt die Haftung für Schäden
                                                  Ein Impulspapier des BMWK zur neuen Raumfahrt-                          an Dritten ein. Ein nationales Weltraumgesetz, das
                                                  strategie vom Oktober 2022 legt sechs prioritäre                        zumindest Kernelemente wie eine Registrierungs-
                                                  Handlungsfelder fest.385 Die Kommerzialisierung                         und Genehmigungspflicht sowie eine private (Mit-)
                                                  der Raumfahrt steht im Impulspapier selbst und                          Haftung regelt, fehlt jedoch bislang. Es existiert
                                                  über alle dort benannten Handlungsfelder hinweg                         zwar ein nationales Register für Weltraumobjek-
                                                  im Vordergrund. Im Gegensatz zur Raumfahrt-                             te, aber es gibt ohne Gesetz keine Registrierungs-
                                                  strategie von 2010 wird die Notwendigkeit eines                         pflicht. In dieser Hinsicht kommt Deutschland
                                                  deutschen Weltraumgesetzes jedoch nicht erwähnt.                        seinen völkerrechtlichen Verpflichtungen aus dem
                                                  Da der Raumfahrtsektor stark von staatlichen Auf-                       Weltraumvertrag von 1967 nur unzureichend nach.
                                                  trägen lebt, erhöht der derzeitig noch bestehende                       Ein einheitliches Weltraumgesetz auf EU-Ebene ist

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2023

             nicht zu erwarten.386 Trotzdem gibt es Rufe nach          Kommerzialisierung der Raumfahrt, die zum einen
             Koordinierung auf europäischer und weitergehen-           durch Unterstützung von Start-ups und KMU und
             der internationaler Ebene, um einen Wettlauf um           zum anderen durch Unterstützung des Technologie-
             die schwächste Regulierung zu verhindern.387              transfers vorangetrieben werden soll. Einige Beispie-
                                                                       le für eine spezifische Förderung von jungen Unter-
             Damit private Akteure die Risiken ihrer Raumfahrt-        nehmen und KMU sind die ESA BICs und das eine
             projekte angemessen berücksichtigen, sehen natio­         Milliarde schwere CASSINI-Programm der EU sowie
             nale Weltraumgesetze typischerweise eine (Mit-)           die INNOspace-Initiative und der Microlauncher-
             Haftung gekoppelt mit einer Versicherungspflicht          Wettbewerb der deutschen Raumfahrtagentur.392
             vor. Wird der Staat für einen Schaden durch einen
             privaten Akteur in Haftung genommen, kann der             Über das NPWI werden im Jahr 2023 Projekte und
             Staat den Verursacher bis zur Summe der Pflichtver-       Aufträge im Umfang von 340 Millionen Euro in der
             sicherung in Regress nehmen. Wird der Akteur zivil-       deutschen Raumfahrt umgesetzt, wobei sich das
             rechtlich für den Schaden haftbar gemacht, haftet         NPWI derzeit noch an der Raumfahrtstrategie von

                                                                                                                                  KERNTHEMEN 2023
             er bis zur Summe der Pflichtversicherung, darüber         2010 orientiert. Eine Evaluation des NPWI für den
             hinaus haftet der Staat als Garant. Hohe Haftungs-        Zeitraum von 2011 bis 2018 identifizierte einen Fo-
             grenzen können zu Versicherungskosten führen, die         kus auf Vorhaben im Upstream. Laut Evaluations-
             eine Markteintrittshürde beispielsweise für Kleinst-      bericht wurden 44,7 Prozent der Programmmittel
             satellitenprojekte darstellen.388 International üblich    an Großunternehmen vergeben, während KMU le-
             sind Haftungsgrenzen um 60 Millionen Euro.389             diglich 4,4 Prozent erhielten. 49,8 Prozent der Pro-
                                                                       grammmittel flossen an Forschungseinrichtungen.393
             Eine von der Expertenkommission in Auftrag ge-
             gebene Studie390 benennt weitere Elemente, die ein        Im Jahr 2022 betrug das deutsche Budget für die
             nationales Weltraumgesetz mindestens enthalten            ESA 1.017,5 Millionen Euro. Frankreich war mit
             sollte, wie z. B. Regelungen zur Vermeidung und           1.178,2 Millionen Euro der stärkste Beitragszahler
             Beseitigung von Weltraumschrott. Außerdem wird            der ESA,394 obwohl Deutschland bei den vergangenen
             für die Einrichtung einer mit hinreichendem Bud-          ESA-Ministerratskonferenzen höhere Beitragszah-
             get und Personal ausgestatteten Behörde plädiert,         lungen in Aussicht gestellt hatte als Frankreich.395
             die für Genehmigungsverfahren sowie die Überwa-           Setzt man die Beiträge der Länder ins Verhältnis zum
             chung des Rechtsrahmens zuständig ist.                    jewei­ligen BIP, wird die hohe Bedeutung der Raum-
                                                                       fahrt für Frankreich besonders sichtbar. So gaben
             Das Satellitendatensicherheitsgesetz von 2007 re-         Frankreich und Deutschland 0,043 Prozent bzw.
             gelt in Deutschland die private Erdfernerkundung          0,027 Prozent ihrer BIP im Jahr 2021 für die ESA
             und die Datenvermarktung. Das Gesetz sieht eine           aus.396
             Genehmigungspflicht für die Generierung von si-
             cherheitsrelevanten Daten mit hohem Informa-              Über den geografischen Mittelrückfluss investiert
             tionsgehalt vor, wie etwa hochauflösendes Bild-           die ESA im Rahmen von Industrieaufträgen in je-
             material. Die technischen Schwellenwerte in der           dem Mitgliedstaat Beträge, die etwa dem nationalen
             dazugehörigen Verordnung, ab denen eine Sensiti-          Beitrag zum Budget der ESA entsprechen. Das Prin-
             vitätsprüfung von Erdbeobachtungsdaten erfolgen           zip des geografischen Mittelrückflusses wird sowohl
             muss, sind jedoch nicht mehr zeitgemäß. So sind           vonseiten der Politik als auch vonseiten der Indus­
             z. B. Daten, für die in Deutschland immer noch eine       trie als notwendig angesehen, um insbesondere klei-
             Genehmigungserfordernis besteht, am Markt frei            nen Mitgliedstaaten Anreize zu geben, sich an den
             verfügbar. Dies schwächt die Wettbewerbsposition          Programmen der ESA zu beteiligen. Gleichzeitig ha-
             deutscher Datenanbieter.391                               ben Großunternehmen – insbesondere ­Thales und
                                                                       Airbus – Tochterunternehmen in verschiedenen
                                                                       Mitgliedstaaten und an unterschiedlichen Punkten
             Öffentliche Förderung europäisch fokussiert
                                                                       der Wertschöpfungskette aufgebaut.397 Dadurch ist
             Die Förderung von Raumfahrtprojekten in Deutsch-          es möglich, dass ein Großteil der Aufträge der ESA
             land kann über den Bund, im Rahmen des Nationalen         unter Einhaltung des geografischen Mittelrückflus-
             Programms für Weltraum und Innovation (NPWI),             ses an eben diese Großunternehmen ver­geben wird.
             sowie über die EU und über die ESA erfolgen. Ein          Die Großunternehmen vergeben wiederum Unter-
             Querschnittsthema bei diesen Förderungen ist die          aufträge unter Berücksichtigung der ESA-Vergabe-

                                                                                                                             93
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                  2023

                                          regeln – u. a. der Beteiligungsquote von KMU.398 Eine
                                                                                                  Staat als Ankerkunde von der
                                          Kontrolle der Vergabeverfahren durch die ESA soll
                                                                                                  Raumfahrtindustrie gefordert
                                          verhindern,399 dass Großunternehmen ihre eigenen
                                          Tochterunternehmen bei der Vergabe bevorzugen.          Die Rufe der deutschen Raumfahrtindustrie nach
                                                                                                  Verträgen mit dem Staat als Ankerkunden nach
                                          Das EU-Raumfahrtprogramm veranschlagt für den           US-amerikanischem Vorbild wurden in den letzten
                                          Zeitraum von 2021 bis 2027 ein Budget von 14,88         Jahren immer lauter (vgl. Box B 3-9).404 Die Indus-
                                          Milliarden Euro, an dem sich Deutschland gemäß          trie erhofft sich dadurch die nötigen finanziellen
                                          seinem Anteil am EU-Haushalt indirekt mit rund          Mittel sowie eine gewisse Planungssicherheit für die
                                          einem Fünftel beteiligt.400 Es soll die europäische     Durchführung ihrer kommerziellen Projekte. Die
                                          Weltrauminfrastruktur stärken, besonders in den         Idee besteht darin, dass der Staat – anstatt öffent-
                                          Bereichen Erdbeobachtung, Satellitennavigation          liche Zuwendungen an Unternehmen zu vergeben –
                                          und Weltraumforschung.401 Die Vergabe von Aufträ-       Nachfrage erzeugt, indem er Raumfahrtprodukte
                                          gen bei der EU durch die EUSPA funktioniert nicht       und -dienstleistungen ordert, die von öffentlichem
KERNTHEMEN 2023

                                          wie bei der ESA über einen geografischen Mittel-        Nutzen sind. Solche staatlichen Ankerkundenauf-
                                          rückfluss, sondern über wettbewerbliche Ausschrei-      träge können positive Signale an private Investoren
                                          bungen.                                                 senden, was insbesondere für junge Unternehmen
                                                                                                  von hoher Bedeutung ist.405 Andererseits besteht die
                                          Neben der begrenzten Beteiligung an den ESA- und        Gefahr, dass Staaten dabei eine andauernde Bezu-
                                          EUSPA-Aufträgen wird die Entwicklung von Raum-          schussung von langfristig nicht marktfähigen Pro-
                                          fahrt-Start-ups und KMU in Europa auch durch den        dukten erzeugen. Die NASA berücksichtigt dieses
                                          mangelnden Zugang zu Wagniskapital erschwert.           Problem in ihren Ankerkundenaufträgen bereits.
                                          Dadurch steigen Anreize für Unternehmen, ihre Ge-       So behält sie sich als staatliche Auftraggeberin die
                                          schäftstätigkeiten zumindest teilweise in die USA       Möglichkeit vor, Verträge vorzeitig zu beenden,
                                          zu verlegen – wie z. B. Morpheus Space.402 Während      wenn vereinbarte Bedingungen bzw. Meilensteine
                                          Länder wie Frankreich und Luxemburg bereits staat-      vom Auftragnehmer nicht erfüllt werden (vgl. Box
                                          liche Raumfahrt-Wagniskapitalfonds aufgesetzt ha-       B 3-9). In Deutschland lässt sich das US-amerika-
                                          ben, gibt es in Deutschland den DeepTech & Climate      nische Ankerkundenprinzip aufgrund von europäi-
                                          Fonds, der Unternehmen in der Wachstumsphase            schen Ausschreibungsregeln allerdings nur bedingt
                                          unterstützt. Dieser Fonds verfügt aber nicht über       replizieren.
                                          hinreichend hohe Mittel und die Expertise, um Deep-
                                          Tech Projekte in der Raumfahrt zu finanzieren.403

                       Box B 3-9 Das US-amerikanische                     —     das Produkt kosteneffizient ist,
                       ­Anker­kundenprinzip406                            —     es für das Produkt einen potenziellen oder
                                                                                bestehenden Kundenstamm gibt,
                       Zur Unterstützung der Kommerzialisierung der       —     das Unternehmen nicht langfristig vom Staat
                       Raumfahrt haben die USA das Ankerkundenprinzip           als Kunden abhängig ist,
                       als Beschaffungsinstrument für die NASA ein­       —     das Produkt in einem Wettbewerbsverfahren
                       geführt. Als Ankerkunde beschafft die NASA bei           beschafft wurde und
                       Bedarf Produkte bei einem kommerziellen Unter­     —     privates Kapital eingesetzt ist.
                       nehmen, sodass dieses Unternehmen rentabel
                       wird.                                              Bei Nichterfüllung oder einer voraussichtlichen
                                                                          Nichterfüllung der vertraglichen Vereinbarung
                       Die Verträge haben eine maximale Laufzeit von      behält sich die NASA vor, den Vertrag zu kündi­
                       zehn Jahren und beinhalten einen fixen Preis.      gen. Beispiele für Unternehmen, die die NASA
                       Voraussetzungen für einen Vertrag mit der NASA     als Ankerkunden haben, sind Axiom Space und
                       als Ankerkunden sind, dass                         Collins Aerospace für die Entwicklung des
                       — die (technischen) Anforderungen für die          ­Raumanzugs bei der geplanten Mond-Mission
                            Mission erfüllt sind,                          und SpaceX für den Crew-Transport zur ISS.

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