11.02.2011 / Autor: Daniel Maurat Raumfahrt > Raketen

Sojus

Sie war lange Zeit das Arbeitspferd der sowjetischen und später russischen Raumfahrt: Die Sojus ist eine der erfolgreichsten und am meisten gestarteten Raketen der Welt.

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Entwicklung

Die Sojus basiert auf der R-7, die auch Grundlage der Sputnik, der Wostok, der Molnija und der Woss-chod war. Sie wurde nötig, da man für das sowjetische Mondprogramm ein neues Raumschiff plante, dass man Sojus (russ. Союс ausgesprochen Sajúz für Union) nannte. Das Sojus-Raumschiff sollte zunächst im Erdorbit getestet werden, doch war der geplante Träger, die N-1, noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium, weswegen man sich entschloss, die Woss-chod zu modifizieren, um die schwerere Sojus-Kapsel zu transportieren. Da in der Sowjetunion die Raketen nach ihrer ersten oder bekanntesten Nutzlast benannt wurden (z.B. Sputnik nach dem Satelliten Sputnik 1 oder Proton nach dem Proton-Satelliten), bekam somit die neue Rakete, die bis dahin nur 11A511 hieß, den Namen Sojus. Im Laufe der Jahre wurden dann mehrere Versionen entwickelt, einige für den Test von Equipment für das russische Mondprogramm, andere für Militärkapseln und wieder andere für die Versorgung der Saljut-Raumstationen. Die Sojus ist in der Lage, sowohl von Baikonur in Kasachstan als auch von Plessezk aus zu starten.

Technik

Roskosmos

Bild vergrößernEine Sojus U mit Sojus 19 an der Spitze auf der Rampe in Baikonur.
(Bild: Roskosmos)
Die Sojus basiert auf der R-7 und teilt damit auch den besonderen Aufbau mit den vier Boostern. In der Basisversion ist sie 47,68 m hoch, wiegt voll betankt 308,0 t und kann eine Nutzlast von 3,45 t in einen niedrigen Erdorbit bringen. Hier alle Stufen im Detail:
  • Die Booster, auch Stufe 0 oder Block B, W, G und D genannt, sorgen in den ersten Minuten des Starts für genügend Schub für das Abheben der Rakete. Sie sind 19,6 m lang, haben einen maximalen Durchmesser von 2,68 m und wiegen voll betankt 43 t. Sie verjüngen sich nach oben. Als Triebwerke nutzt jeder Booster ein RD-107 von NPO Energomasch, welches vier Brennkammern hat. Dieses liefert 994,3 kN Schub und brennt 118 Sekunden lang. Als Treibstoff nutzt man die altbewährte Kombination Kerosin und LOX (flüssiger Sauerstoff), die schon auf der R-7 benutzt wurde. Zudem hat jeder Booster zwei Verniertriebwerke, die den Kurs der Rakete steuern.

  • Die erste Stufe, auch Block A ist 27,8 m lang, hat einen Durchmesser von 2,95 m, wobei sie wie eine Keule aussieht, da sie sich zunächst nach ober verbreitert, dann aber ab dem Ende der Booster sich verjüngt, und wiegt voll betankt 100,5 t. Als Triebwerk verwendet man das RD-108-Triebwerk von NPO Energomasch. Es unterschiedet sich vom RD-107 nur in der Anzahl der Verniertriebwerke und dem etwas geringerten Schub. Das Triebwerk besitzt vier Verniertriebwerke und hat einen Schub von 981 kN Schub, den das Triebwerk aber für 292 Sekunden liefert. Wie in den Boostern verwendet man als Triebstoff Kerosin und LOX.

  • Die zweite Stufe basiert auf der der Woss-chod. Die Block I genannte Oberstufe ist 6,74 m lang, hat einen Durchmesser von 2,66 m und wiegt voll betankt 25,4 t. Als Triebwerk verwendet man das RD-0110 von KB Chim Awtomatiki, das vier Brennkammern hat. Es liefert einen Schub von 297,9 kN für eine Dauer von 250 Sekunden. Wie auch in den Boostern und der ersten Stufe verwendet man als Treibstoff Kerosin und LOX. Die Block I ist mit einer Gitterstruktur am Block A befestigt und zündet noch in der Brennphase von Block A, wobei die Abgase durch das Gitter entweichen. Diese Stufentrennung wird auch "heiße Stufentrennung" genannt und von vielen russischen und sowjetischen Trägern praktiziert, wie der Proton oder der N-1.

  • Die Sojus U/Ikar setzte noch als Oberstufe die Ikar ein, die auf dem Yantar-Aufklärungssatelliten basierte. Sie ist 2,56 m hoch, hat einen Durchmesser von 2,72 m und wiegt voll betankt 3,16 t. Sie benutzt als Treibstoff UDMH und N2O4 unnd erzeugt mit seinem KB Melinkow 17D61-Triebwerk einen Schub von 2,9 kN für 600 Sekunden Brenndauer.

Versionen

Roksosmos

Bild vergrößernEine Sojus-U/Ikar mit vier Globalstar-Satelliten an Bord beim Start von Baikonur
(Bild: Roskosmos)
Die Sojus hat insgesamt acht Versionen (wobei die Sojus FG, 2.1 a und b in einem eigenen Artikel behandelt werden):

  • Die Sojus als Basisversion (11A511) flog von 1966 bis 1975. Mit ihr wurden die ersten Sojus-Raumschiffe gestartet sowie einige Testversionen des Raumschiffs. Ihre Technik ist oben beschrieben.

  • Die Sojus-L (11A511L) war eine Spezialversion, mit der der LK-Mondlander des russischen Mondprogramms im Erdorbit getestet wurde. Sie hatte im Gegensatz zur Basisversion eine verstärkte zweite Stufe und eine 12 m lange Nutzlastverkleidung, damit der LK-Lander mit der Sojus gestartet werden konnte. Sie flog nur dreimal zwischen 1970 und 1971.

  • Die Sojus-M (11A511M) wurde speziell für die militärische Sojus 7K-VI entwickelt. Diese war 300 kg schwerer als die Sojus, somit musste man die Rakete verstärken. Die genauen Verbesserungen sind nicht bekannt, doch soll sie bessere Triebwerke benutzt und als Treibstoff das synthetische Sintin verwendet haben. Die Sojus 7K-VI wurde später gestrichen, man verwendete zuvor sie aber, um Spionagesatelliten vom Typ Zenit-4MT zu starten. Zwischen 1971 und 1976 startete sie insgesamt acht Mal.

  • Die Sojus-U (11A511U) ist die Sojus schlechthin. Sie ist schon seit 1973 in Betrieb und wird auch heute noch für den Start von Progress-Frachtern benutzt. Sie hat einen tiefer gekühlten Treibstoff, der erlaubt, mehr davon mitzuführen, aber es wurde auch die Leistung der Triebwerke verbessert und so die Nutzlast auf 6,7 t für einen niedrigen Erdorbit vergrößert. Bis heute (Stand: Februar 2011) wurden insgesamt 732 Sojus-U gestartet. Kein anderer Träger hat so eine hohe Startquote.

  • Die Sojus-U2 (11A511U2) ist eine Unterversion der Sojus-U und kann 300 kg mehr Gewicht in den Erdorbit bringen. Sie hat sehr leistungsstarke Triebwerke und verwendet den syntetischen Treibstoff Sintin anstelle von Kerosin. Zwischen 1982 und 1995 wurde die Sojus-U2 insgesamt 92 Mal verwendet, doch wurde sie aufgegeben, da man in Russlang die Produktion von Sintin einstellte und die Einspritzköpfe der Triebwerke verändert werden mussten, was die Rakete zu teuer machte.

  • Die Sojus-U/Ikar (11A511U/Ikar) ist eine Standard-Sojus-U mit einer Ikar-Oberstufe, die vom Antriebsmodul russischer Aufklärungssatelliten des Typs Yantar abgeleitet ist. Sie wurde eingesetzt, um insgesamt 24 Satelliten der Globalstar-Konstellation zu starten, je vier pro Start. Zwischen Februar und November 1999 startete sie also insgesamt sechs Mal.

Starts

Die Sojus ist einer der verlässlichsten Träger der Welt und startete bisher um die 1.000 Mal, wobei es vor allem in der Frühphase etliche Fehlstarts gab, die z.T. auch sehr spektakulär waren. Zum Beispiel explodierte am 26. September 1983 die Rakete von Sojus-T 10A auf der Rampe. Die Kosmonauten haben nur überlebt, da das Rettungssystem sie von der Rakete wegbrachte. Alles in allem ist die Sojus jedoch einer der zuverlässigsten Träger der Welt, was man daran sehen kann, dass sie (bis 2003) die Sojus-Kapseln und bis heute noch die Progress-Frachter startete und startet.

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