11.02.2011 / Autor: Stefan Heykes Raumfahrt > Raketen

Sojus 2

In den 1990ern wollte Russland die Sojus weiterentwickeln. Doch erst nach 2000 ermöglichte eine Kooperation mit den Westeuropäern die Entwicklung der Sojus 2.

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Sojus 2.1a mit dem Wettersatelliten MetOp-A (Verkleidung ST)
(Bild: Wikipedia)
Seit 1992 wurde in Russland am Projekt der "Rus" gearbeitet. Sie sollte eine Weiterentwicklung der Sojus-U darstellen und 7,5 Tonnen in einen niedrigen Erdorbit transportieren. Die alte Sojus-U schafft lediglich 6,95 Tonnen. Allerdings ermöglichte es die desaströse wirtschaftliche Lage in Russland nicht, dieses Projekt ernsthaft zu verfolgen. Erst als man gemeinsam mit dem westeuropäischen Startanbieter Arianespace das Unternehmen STARSEM gründete, um die Sojus an westliche Kunden zu verkaufen, kam das nötige Geld in die Kasse, um die Sojus 2 entwickeln zu können. Diese Entwicklung lief in drei Stufen ab. Zunächst realisierte man als Übergang die Sojus-FG. Die eigentliche Sojus 2 wurde in den beiden Versionen Sojus 2.1a und Sojus 2.1b verwirklicht. Alle drei Raketen sind als Satellitenträger im kommerziellen und staatlichen Einsatz. Die Sojus-U wird hingegen nur noch für staatliche Flüge verwendet, vor allem für Progress-Transporter.

Der erste Schritt zur Sojus 2 war die Sojus-FG. Sie basiert auf der älteren Sojus-U, unterscheidet sich aber durch die verwendeten Triebwerke in der ersten und zweiten Stufe. Diese erhielten einen neuen Einspritzkopf mit jeweils 1.000 statt 200 Löchern im Injektor. Dadurch wird der Treibstoff in der Brennkammer besser durchmischt und die Effizienz gesteigert. Durch diese Änderung erhalten die Triebwerke RD-117 und RD-118 die neuen Bezeichnungen RD-107A und RD-108A. Außerdem ist diese Änderung für den Namen der Sojus-FG verantwortlich, denn FG ist die russische Abkürzung für Einspritzkopf. Diese Maßnahme vergrößert die Nutzlast um 280 kg von 6,95 auf 7,13 Tonnen in den LEO (Low Earth Orbit = niedrige Erdumlaufbahn bis etwa 2.000 km Höhe). Die Sojus-FG, die ihren Erstflug am 20.05.2001 absolvierte, wurde inzwischen zum Standardträger für das bemannte Raumschiff Sojus-TMA und den Nachfolger Sojus-TMA-M. Der etwas leichtere Vorgänger Sojus-TM flog mit der Rakete Sojus-U ins All.

Nach der Sojus-FG folgte die Sojus 2.1a. Sie übernimmt die ersten beiden Stufen von der Sojus-FG praktisch unverändert. Neu ist allerdings das digitale Flugsteuerungssystem, dass das alte analoge System ablöst. Es ist leichter und ermöglicht eine effizientere Flugsteuerung als der Vorgänger. Außerdem wurde die dritte Stufe an das neue RD-0124-Triebwerk angepasst, obwohl die Sojus 2.1a immer noch das alte RD-0110 verwendet, das seit der ersten Sojus im Einsatz ist. Für die Sojus 2.1a wurden zwei neue Nutzlastverkleidungen eingeführt. Zum einen wurde die der Ariane 4 übernommen und an die Sojus angepasst. Diese ST-Nutzlastverkleidung hat einen Durchmesser von 4,11 m und eine Länge von 11,43 m. Die kleinere S-Nutzlastverkleidung hat bei einem Durchmesser von 3,72 m eine Länge von 7,7 m. Die Nutzlast in den LEO beträgt 7.020 kg von Baikonur aus. Diese Rakete flog am 08.11.2004 zum ersten Mal.

Den dritten Entwicklungsschritt stellt die Sojus 2.1b dar. Sie entspricht im Wesentlichen den ursprünglichen Planungen für die Sojus 2. Sie übernimmt die gesamte Technik von der Sojus 2.1a, setzt allerdings in der dritten Stufe das neu entwickelte Triebwerk RD-0124 ein. Beide Triebwerke sind Vierkammer-Triebwerke (genau wie die Triebwerke der ersten beiden Stufen). Die Entwicklung startete 1996 und war 2005 abgeschlossen. Das RD-0124 hat einen Schub von 294,3 kN und liegt damit minimal unter dem RD-0110 mit 298,03 kN. Allerdings erreicht das modernere Triebwerk einen deutlich höheren spezifischen Impuls. Während dieser beim RD-0110 3.200 m/s beträgt, erreicht das RD-0124 3.520 m/s. Dadurch steigt die Nutzlast stark an, von 7,02 auf 8,25 Tonnen beim Start von Baikonur. Beide Versionen der Sojus 2 werden ab 2011 auch von Kourou eingesetzt werden, dort liegt die Nutzlast noch etwa 10 % höher, da Kourou näher am Äquator gelegen ist und die Rakete somit durch die Erddrehung mehr Schwung mitbekommt.

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Fregat
(Bild: Wikipedia)
Für alle diese Versionen steht die Fregat als optionale Oberstufe zur Verfügung. Sie wird verwendet, wenn man nicht in den LEO fliegen, sondern höhere Orbits erreichen will. Während der Rest der Rakete von TsSKB Progress gebaut wird, stammt die Fregat von NPO Lawotschkin. Sie wurde aus dem Antriebsmodul der Marssonden Mars 96 und Phobos 1 & 2 entwickelt. Diese Stufe verwendet die lagerfähigen Treibstoffe UDMH und NTO, was es ihr ermöglicht, bis zu 20 Zündungen innerhalb von 24 Stunden durchzuführen, um beliebige Orbits, meistens aber den GTO, zu erreichen. Die Stufe hat eine Masse von 950 kg und nimmt 5.250 kg Treibstoff auf. Das Triebwerk S5.92 erreicht dabei einen spezifischen Impuls von 3.247 m/s und einen Schub von 20 kN.

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