Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IMLSpace Logistics ist die Infrastruktur des Weltraums: Die Logistik wird als der größte Wachstumsmarkt innerhalb der Space Economy gesehen, da sie essenziell für den Transport von Gütern, Versorgung und Infrastruktur im All ist. Im Forschungsfeld Space Logistics werden zunehmend benötigte, innovative Logistik-Lösungen für die Versorgung sämtlicher Akteure und Aktivitäten entlang der Lieferketten der Raumfahrt entwickelt.
Space Logistics
Die Space Economy braucht Space Logistics
Im Weltraum entsteht eine neue Wirtschaft – die Space Economy. In einer Zeit, in der geopolitische Spannungen, digitale Angriffe und extreme Wetterereignisse zunehmen, erhält das Weltall eine immer größere strategische Bedeutung. Dabei spielen Satelliten zur Erdbeobachtung, Kommunikationssysteme und insbesondere auch militärische Kontrolle eine zentrale Rolle.
Die Space Logistics ist zentraler Baustein der Space Economy und bezeichnet die Planung, Durchführung und Optimierung von Transport-, Lagerungs-, Wartungs- und Entsorgungsprozessen im Weltraum, einschließlich aller Wertschöpfungsstufen, ähnlich wie auf der Erde. Sie ist der größte Wachstumsbereich der Space Economy und wird für Aktivitäten wie Rohstoffabbau, Raumstationen, Satellitenoperationen und zunehmend interplanetare Missionen entscheidend sein.
Durch den Transfer bestehender Logistikkenntnisse und -technologien in den Raumfahrtsektor wird die Entwicklung neuer Weltraum-Wertschöpfungsketten – sogenannter Space Value Chains – gefördert. Die Weltraumlogistik verbindet terrestrische und weltraumbasierte Lieferketten und ermöglicht so ganz neue Logistikoperationen und -dienstleistungen für die Weltraum-Wirtschaft.
Unsere Dienstleistungen
Wir unterstützen mit unserem umfassenden Know-how im Bereich Supply Chain Management und Logistik bei dem Thema Space Logistics. Dabei liegt unser Fokus auf dem Wissenstransfer, indem funktionierende Ansätze und Erfahrungen sowie Technologien, die sich im terrestrischen Bereich bewährt haben, auf den Weltraum übertragen werden.
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Kompetenzfelder im Bereich Space Logistics
Die Erschließung des Weltraums eröffnet nicht nur neue Horizonte für die Menschheit, sondern stellt uns auch vor komplexe logistische Herausforderungen. Wir sind auf den Transfer von Wissen spezialisiert und unterstützen dabei, terrestrisch funktionierende Lösungen und Ansätze in diesen Kompetenzfeldern auf den Weltraum zu übertragen:
100% Logistik: Vom terrestrischen Shopfloor bis in den Orbit – und zurück
- Integration von Supply Chain und Technologie
- Verknüpfung physischer, informationeller und finanzieller Flüsse
- Entwicklung & Bewertung von Wertschöpfungsketten (Upstream, In-Space & Downstream)
Supply-Chain-Design & Optimierung: Effiziente, resiliente, und skalierbare Supply Chains
- Strategischer Einkauf, Lieferantenmanagement & Lieferantenmärkte
- Skalierbare und missionskritische Logistik-Infrastruktur
- Finanzierungskonzepte und Liquidität von Supply Chains
Standardisierung & Adaption: Transfer von terrestrischer Logistikkompetenz zu industriellen Space-Anwendungen
- Entwicklung von Standard-Space-Ladungsträgern
- Konzeption & Design von In-Space Logistics Assets und -Services (e.g. Warehousing & Orbital Logistics)
- Open-Source-Ansätze und De-facto-Standards
- Schnittstellen- und Systeme für Interoperabilität
»Mit der New Space Economy entsteht eine neue Wirtschaft. Eine Wirtschaft, in der die Wertschöpfung zukünftig zunehmend auch oben – In-Space – stattfinden wird: vom Rohstoffabbau, Aufbau und Versorgung von Raumstationen und Habitaten, Wartung und Betankung von Raumfahrtzeugen und Satelliten bis hin zu Mond- und Marsmissionen, strategischer Präsenz und Resilienz.«
Prof. Dr. Dr. h. c. Michael Henke, Institutsleiter am Fraunhofer IML
Raumfahrt wird zunehmend zum Geschäft
Die Weltraumwirtschaft entwickelt sich rasant. Bis 2040 sind zahlreiche Innovationen geplant, darunter die Errichtung neuer Raumstationen, der Bau eines »Lunar Gateway« (Tor zum Mond) und der Auf- und Ausbau der Infrastruktur auf dem Mond und dem Mars. Hierfür werden vollwertige Supply Chains im Weltraum benötigt, welche die Bereiche Beschaffung, Lagerung, Lieferung, Montage, Wartung und Entsorgung umfassen. Dabei werden »In-Space-Manufacturing« und In-Space-Logistik (ISL) eine entscheidende Rolle spielen. Logistik bildet die zentrale Klammer der Weltrauminfrastruktur – Best Practices der irdischen Logistik werden systematisch übertragen.
Die Logistik wird als der größte Wachstumsmarkt der Space Economy angesehen, mit Wachstumsraten weit über dem Bruttoinlandsprodukt. Je nach Quelle werden jährliche Umsätze von 20 Milliarden Dollar in 2032 bis zu 300 Milliarden Dollar bis 2035 prognostiziert. Die Wertschöpfung findet dabei entlang der gesamten Kette statt: terrestrisch, im Upstream- und Downstream-Bereich sowie im Orbit.
Die Space Logistics umfasst:
- alle logistischen Aktivitäten, Prozesse, Fähigkeiten und Services, die erdbasierte Launch-Fähigkeiten ermöglichen
- alle logistischen Aktivitäten, Prozesse, Fähigkeiten und Services, die In-Space Operations und Services (ISOS) und damit In-Space-Wertschöpfung ermöglichen
- alle logistischen Aktivitäten, Prozesse, Fähigkeiten und Services, die die Verbindung zwischen Erde und Weltraum und zurück ermöglichen
»Die Logistik ist Voraussetzung für die Skalierung in industriellen Wertschöpfungsnetzwerken. Sie ist somit Schlüssel zur Wertschöpfung - ohne Logistik, keine Wirtschaft. Um den Wachstumsmarkt Raumfahrt zu erschließen und die Geschäftspotenziale für Deutschland und Europa schnell zu nutzen, wird der Transfer vorhandener Kompetenzen und bestehender terrestrischer Logistik-Lösungen und -Technologien entscheidend sein.«
Axel T. Schulte, Abteilungsleiter am Fraunhofer IML
Space Logistics als Enabler der Space Value Chain
Die Space Value Chain beschreibt alle Wertschöpfungsstufen rund um die Nutzung des Weltraums. Im Ansatz der Space Value Chain stehen die Anwendungen und Nutzer der Güter und Dienstleistungen konsequent im Mittelpunkt. Sie gliedert sich in zwei zentrale Ebenen: Space und Non-Space.
Non-Space: Erdgebundene Aktivitäten
Non-Space umfasst sämtliche Aktivitäten und logistischen Prozesse auf der Erde, die notwendig sind, um Betriebsfähigkeit im Weltraum zu erreichen. Dazu gehören:
- Entwicklung und Herstellung von Trägersystemen
- Transport und Lagerung dieser Systeme
- Bodenaktivitäten zur Sicherstellung von Funktionalität und Sicherheit
Space: Aktivitäten im Weltraum
Space bezieht sich auf alle In-Space-Aktivitäten, die weltraumlogistische Dienstleistungen erfordern. Diese Aktivitäten:
- sind Teil zukünftiger In-Space Operations and Services (ISOS)
- schaffen Mehrwert für erdgebundene Prozesse oder fördern die Weiterentwicklung im Orbit
Verbindung zwischen Non-Space und Space
Es gibt zwei zentrale Richtungen in der Wertschöpfungskette:
- To-Space: Verbindung von erdgebundenen und In-Space-Aktivitäten (z. B. Startoperationen, Nutzlastlogistik)
- From-Space: Wertschöpfung, die im Weltraum entsteht und zur Erde geliefert wird (z. B. Daten, Materialien)
Durch die enge Verzahnung von erd- und weltraumbasierten Aktivitäten entstehen neue, durchgängige Wertschöpfungsketten und Netzwerke.
Der umfassende Ansatz der Space Value Chain bietet einen Orientierungsrahmen für die Analyse aller Elemente und Ebenen der weltraumbezogenen Wertschöpfung. Er ermöglicht eine ganzheitliche Betrachtung und Analyse der Beziehungen zwischen Space- und Non-Space-Aktivitäten.
Technologien für die Space Logistics
Unser Technologie-Portfolio und Erfahrungen aus einer Vielzahl von Logistik-Projekten und Entwicklungen stehen für den Transfer zur Space Logistics zur Verfügung.
- Logistics Robotics: Schwarm-Technologie & Flottenmanagement, Funkkommunikation, Simulationsbasierte KI
- Trust Services: Lokalisierung und Track & Trace, Produktpässe & Lebenslaufakten
- AI-Services: Computer Vision, Plausibilitäts-Check, Smarte Assets, Quanten Sensorik
- Supply Chain Simulation: Logistik-Simulation, Supply Chain Planning, Supply Chain Analytics, ETA-Services
- In-Space-Assets & Services: Demonstrator-Bau, Auslegung, Planung & Konstruktion, Simulation
Space Logistics: Unsere Referenzen
Automatisiertes orbitales Lagerhaus
Das Forschungsprojekt »STARFAB« entwickelt ein automatisiertes orbitales Lager, das die In-Space-Logistik und Dienstleistungen wie Montage, Betankung und Wartung von Satelliten unterstützt. Ziel ist es, eine nachhaltige Infrastruktur für zukünftige kommerzielle Weltraumaktivitäten zu schaffen, indem modernste Technologien aus Robotik und Automatisierung eingesetzt werden.
NewSpace Acceleration Hub
Die Fraunhofer Initiative »New Space Acceleration Hub« bündelt Fraunhofer-weite Kompetenzen, um den Einstieg in die Industrialisierung der Space Economy ganzheitlich anzugehen. Ziel ist es, einen schnellen und effizienten Einstieg in das Thema Space zu bieten.
Was ist Space Logistics?
Space Logistics ist ein innovatives Feld, das sich mit der Planung, Durchführung und Optimierung von logistischen Aktivitäten im Weltraum beschäftigt. Dies schließt die Beschaffung, Lagerung, Herstellung und Verteilung von Materialien und Ressourcen ein, um die Bedürfnisse von Missionen und interplanetaren Lieferketten zu erfüllen.
Was ist die Space Economy?
Die Space Economy bezeichnet alle industriellen und wirtschaftlichen Aktivitäten, die mit der Nutzung des Weltraums verbunden sind. Dazu zählen Güter und Dienstleistungen, die entweder direkt im Weltraum genutzt werden, diese Nutzung unterstützen oder einen direkten Input aus dem Weltraum benötigen. Auch Aktivitäten rund um die Erforschung des Weltraums gehören dazu.
Welche Bedeutung hat die In-Space-Logistik?
Die In-Space Logistics wird zunehmend wichtiger, da sie sich auf die orbital- und planetare Logistik konzentriert und Logiken sowie bewährte Verfahren der terrestrischen Logistik anwendet, um interplanetare Lieferketten aufzubauen. Sie ermöglicht die effiziente Verwaltung von Ressourcen und Materialien innerhalb des Weltraums und spielt eine zentrale Rolle bei der Aufrechterhaltung von Missionen.
Wie können Materialien und Ressourcen im Weltraum gelagert werden?
Materialien und Ressourcen im Weltraum können in speziellen Lagereinrichtungen gelagert werden, die für die extremen Bedingungen des Weltraums ausgelegt sind. Dazu gehören modulare Lagerbehälter, die Temperatur- und Druckkontrolle bieten, sowie Systeme zur Vermeidung von Kontamination und zur Gewährleistung der Sicherheit.
Was sind die Herausforderungen der In-Space-Logistik?
Die Herausforderungen der In-Space-Logistik umfassen die Notwendigkeit, mit extremen Umweltbedingungen umzugehen, die Gewährleistung der Sicherheit und Effizienz bei der Lagerung und dem Transport von Materialien sowie die Notwendigkeit, zuverlässige Kommunikations- und Datenmanagementsysteme zu implementieren.
Welche Technologien unterstützen die Weltraumlogistik?
Technologien wie das Internet der Dinge (IoT), Sensoren, Roboter und Künstliche Intelligenz (KI) kommen zum Einsatz, um bestehendes Wissen aus der terrestrischen Logistik zu übertragen. Dabei bringen sie Transparenz, Nachverfolgbarkeit und Effizienz in interplanetare Lieferketten und ermöglichen es, mithilfe von Daten auch auf neue und unbekannte Situationen zu reagieren.
Wie wird der Transport im Weltraum organisiert?
Der Transport im Weltraum wird durch die sorgfältige Planung von Routen und die Auswahl geeigneter Raumfahrzeuge organisiert, wobei Faktoren wie Schwerkraft und orbitalen Positionen berücksichtigt werden. Initiativen wie die Zusammenarbeit zwischen MIT und NASA zur Kartierung von Transportwegen zwischen Erde, Mars und dem Mond sind Beispiele für solche Planungen. Diese Organisation erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Akteuren und eine präzise Koordination von Start- und Landeterminen.