Der Start ins All war schon immer sehr teuer. Die typischen Startkosten betragen 5,000 bis 10,000 US-Dollar pro Pfund Nutzlast. Der Start eines 1,000 lb (450 kg) schweren Satelliten kann daher mehr als 10 Millionen US-Dollar kosten. Seit wir damit begonnen haben, Dinge in den Weltraum zu starten, haben Wissenschaftler nach Möglichkeiten gesucht, die Startkosten zu senken, um diese Grenze für mehr Unternehmen, Regierungen und Einzelpersonen zu öffnen. Bisher wurden jedoch kaum Fortschritte erzielt.
Ein Bestandteil der Kosten eines Weltraumstarts ist der Treibstoff. Für jedes Pfund Nutzlast, das in eine niedrige Erdumlaufbahn gebracht wird, werden 25-50 Pfund Treibstoff benötigt. Typische Raketen werden mit einer Kombination aus flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff betrieben, die beide mit vielen Tonnen kryogener Kühlgeräte auf sehr niedrigen Temperaturen gehalten werden müssen. Stellen Sie sich eine Rakete als einen sehr teuren Kühlschrank von der Größe eines hohen Gebäudes vor.
Um die Startkosten zu senken, besteht ein Ansatz darin, eine größere Rakete zu bauen. Dank Skaleneffekten kosten größere Raketen in der Regel weniger pro Pfund als kleinere Raketen. Dies geht jedoch nur so weit. Größere Raketen können die Startkosten pro Pfund um den Faktor zwei oder drei reduzieren, aber nicht viel mehr.
Die vielversprechendsten Wege, um die Startkosten deutlich zu senken, sind Lösungen, bei denen die Nutzlast beim Aufstieg keinen Treibstoff mitbringen muss. Dies ist eines der teuersten Elemente eines konventionellen Raketenstarts – eine Rakete muss nicht nur genug Treibstoff transportieren, um die Nutzlast anzutreiben, sondern auch den restlichen Treibstoff auf dem Weg nach oben. Der Boden der Atmosphäre ist am dichtesten und energieaufwendigsten, aber hier ist auch die Rakete selbst am schwersten und erfordert sehr große Treibstofftanks.
Es gibt mehrere Vorschläge für treibstofflose oder treibstoffarme Weltraumstarts. Eine besteht darin, für die erste Aufstiegsstufe ein luftatmendes Triebwerk (Staustrahltriebwerk) zu verwenden, das Luftsauerstoff als Oxidationsmittel anstelle von Sauerstoff an Bord verwendet. Dies war der Ansatz von SpaceShipOne, dem ersten Raumschiff, das von einer privaten Firma gebaut wurde. Ein anderer, futuristischerer Ansatz wäre der Bau eines elektromagnetischen Beschleunigers oder einer Railgun, um eine Nutzlast so schnell abzufeuern, dass sie die Umlaufbahn erreicht. Leider würden die meisten Nutzlasten, die von einer Railgun in den Orbit abgefeuert werden, Beschleunigungen von mindestens 100 Grav erfahren, genug, um Menschen zu töten. Wenn also ein elektromagnetischer Beschleuniger für Weltraumstarts gebaut wird, würde er wahrscheinlich nur verwendet, um Vorräte wie Wasser oder Stahl und nicht Astronauten oder Satelliten hochzuschicken.
Ein noch futuristischerer Ansatz zur Senkung der Startkosten wäre der Bau eines Weltraumlifts, eines Seils, das sich vom Äquator bis zu einem Gegengewicht erstreckt, das 36,371 km (22,600 Meilen) über der Erde kreist. Das einzige bekannte Material, das stark genug ist, um für einen solchen Aufzug verwendet zu werden, ohne unter der Schwerkraft zu kollabieren, wären Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Derzeit kosten Kohlenstoffnanoröhren etwa 25,000 US-Dollar pro Kilogramm oder 25 Millionen US-Dollar pro Tonne. Selbst die Herstellung eines Seed-Space-Elevators würde etwa 20 Tonnen erfordern, was bei den heutigen Preisen 500 Millionen US-Dollar kosten würde. Das ist recht teuer, aber die Preise für Nanoröhren sinken, und viele Wissenschaftler glauben, dass der Bau eines Weltraumaufzugs bis 2020 wirtschaftlich machbar sein könnte.