Raumschiffstechnik

 

der Sojus-Serie

 

 

 

 

 

Raumschiffstechnik der Sojus-Serie

 

Raumschiffstechnik – Raumschiffe der Sojus-Serie bestehen aus drei Modulen: dem Servicemodul PAO, dem Landemodul SA und dem Orbitalmodul BO. Nach dem Bremsmanöver und vor dem Eintritt in die Erdatmosphäre trennen sich die Module voneinander und verglühen bis auf das Landemodul, welches mit der Besatzung in der kasachischen Steppe landet. Die Module sind nicht wiederverwendbar, nur teilweise wird die Technik aus den zurückgekehrten Landemodulen bei neuen Flügen verwendet.

 

Raumschiffstechnik – Servicemodul PAO

 

Das Servicemodul (englische Bezeichnung Instrumentation/Propulsion Module) enthält Servicesysteme und das Antriebssystem (KTDU) samt dem Treibstoff. Die Länge des Moduls beträgt 2,26 m, Hauptdurchmesser 2,15 m und der maximale Durchmesser 2,72 m.

Das Antriebssystem KTDU (zu deutsch Antriebssystem für Regelungs- und Bremszwecke) besteht aus einem SKD-Triebwerk (zu deutsch Triebwerk für Annäherungs- und Korrekturzwecke) mit einem Schub von 2942 N und 28 DPO-Triebwerken (zu deutsch Triebwerke für Anlegen und Lageregelung).

Die DPO-Triebwerke sind in zwei Gruppen mit je 14 Triebwerken angeordnet, wobei ein Teil der Triebwerke (12 Stück) über einen Schub von 26,5 N und die restlichen über einen Schub von 130 N verfügt. Das SKD-Triebwerk wird für orbitale Manöver und fürs Abbremsen des Raumschiffs zum Verlassen des Orbits verwendet.

Das Antriebssystem verwendet die Treibstoffkombination Distickstofftetroxid und UDMH. Raumschiffe 7K-OK und 7K-T verfügten über das KTDU-35 mit einem Schub von 4 kN und einem spezifischen Impuls (Isp) von 282 s. Diese bestand praktisch aus zwei unabhängigen KTDUs: einem Haupt- und einem Reserve-KTDU.

Für Sojus T wurde das neue KTDU-80 entwickelt, dieses lieferte ebenfalls 4 kN Schub, konnte jedoch in verschiedenen Modi betrieben werden: mit großem und kleinem Schub und Isp von 286 bis 326 s. Das Reservetriebwerk wurde entfernt, das SKD- und die DPO-Triebwerke wurden in ein System mit gemeinsamen Druckgastanks zusammengeführt.

Raumschiffstechnik - Sojus Raumschiff

Raumschffstechnik – Das Servicemodul enthält auch die Tanks mit dem Treibstoff. Die ersten Sojus-Schiffe konnten 500 kg Treibstoff aufnehmen, neuere Modelle bereits 880 kg.

Auch befinden sich dort Hochdrucktanks (ca. 300 Bar) mit Helium, um die Treibstofftanks unter Druck zu setzen.

Das Energieversorgungssystem befindet sich ebenfalls im Servicemodul und besteht aus Solarpanelen und Akkumulatoren.

Bis zum Unglück von Sojus 11 verfügte das Raumschiff über Solarpanele mit einer Spannweite von 9,80 m und einer Fläche von 14 m², die mittlere Energieausbeute lag bei 500 W.

Raumschffstechnik – Nach dem Unfall wurden die Solarpanele entfernt, um Gewicht zu sparen.

Die Energieversorgung der Raumschffstechnik erfolgte allein durch 18-kWh-Akkumulatoren, welche einen autonomen Flug von zwei Tagen Dauer ermöglichten.

Für das Apollo-Sojus-Programm (Raumschiff 7K-TM) wurden Solarpanele mit einer Fläche von 8,33 m² und 8-kWh-Akkumulatoren verwendet.

Moderne Sojus-Raumschiffe haben Solarpanele mit einer Spannweite von 10,6 m und einer Fläche von 10 m², diese haben eine Leistung von etwa 1 kW.

 

Raumschiffstechnik – Landemodul SA

 

Raumschffstechnik – Das Landemodul (bzw. die Landekapsel, englische Bezeichnung Descent Module) enthält Sitze für die Raumfahrer sowie Lebenserhaltungs-, Steuer- und Fallschirmsysteme.

Die Länge des Moduls beträgt 2,24 m, der Durchmesser 2,17 m und das bewohnbare Volumen 3,5 m³. Die Oberfläche des Landemoduls ist mit einem ablativen (sprich abschmelzenden) Hitzeschild bedeckt, der nach dem Öffnen des Hauptfallschirms abgeworfen wird. Unter dem Hitzeschild befinden sich die Feststoff-Bremstriebwerke, die unmittelbar (im Meterbereich) vor dem Aufsetzen gezündet werden.

Auf der Oberfläche der Kapsel sind 24 mit Wasserstoffperoxid betriebene Lageregelungstriebwerke angebracht, welche die räumliche Lage der Kapsel während des Atmosphärenflugs steuern.

Dies ermöglicht es, die aerodynamischen Qualitäten der Kapsel zu nutzen und so die Belastungen für die Raumfahrer zu senken. Die Kapsel verfügt über einen Bremsschirm (16 m2), der in etwa 9 Kilometern Höhe durch Hilfsschirme (0,62 & 4,5 m2) geöffnet wird, und einen großen Hauptfallschirm (518 m2), der in 7,5 Kilometern Höhe entfaltet wird.

Der Bremsschirm wird bei etwa 240 m/s Fallgeschwindigkeit ausgeworfen, der Hauptfallschirm bei 90 m/s und bremst die Kapsel bis auf 6 m/s. Unmittelbar vor der Landung (70 cm über dem Boden) wird die Geschwindigkeit der Kapsel mit sechs Bremsraketen auf 2 bis 4 m/s verringert. Zusätzlich zu den Raumfahrern können in der Landekapsel 100 kg Fracht zur Erde zurückgeführt werden (Sojus TMA).

Raumschiffstechnik - Sojus Landemodul
Raumschiffstechnik - Orbitalmodul Sojus TMA

Orbitalmodul (BO)

 

Raumschffstechnik – Das Orbitalmodul (englische Bezeichnung Orbital Module) ist etwa 3 m lang, hat einen Durchmesser von 2,26 m und ein bewohnbares Volumen von 5 m³.

Das Modul ist mit einem Andockstutzen und einem Annäherungssystem (früher „Igla“, seit Sojus TM „Kurs“) ausgestattet.

Im vorderen Teil des Moduls sind vier DPO-Triebwerke angebracht. Im unter Druck stehenden Raum des Orbitalmoduls können Frachtgüter und andere Nutzlasten untergebracht werden, dort befinden sich auch einige Lebenserhaltungssysteme, zum Beispiel eine Toilette.

Durch eine seitliche Luke auf der Oberfläche des Moduls steigen die Raumfahrer vor dem Start in das Raumschiff ein.

Technische Daten der Sojus Reihe

 

Die genauen Zahlen können bei einzelnen Raumschiffen innerhalb einer Modellreihe abweichen.

 

Version: Sojus-A 7K-OK 7K-T 7K-TM Sojus T Sojus TM Sojus TMA
Gesamtsystem
Gesamtmasse (kg) 5.880 6.560 6.800 6.680 6.850 7.250 7.220
Länge (m) 7,40 7,95 7,48 7,48 7,48 7,48 7,48
Max. Durchmesser (m) 2,50 2,72 2,72 2,72 2,72 2,72 2,72
Spannweite (m)  ? 9,80 9,80/– 8,37 10,6 10,6 10,7
max. Delta-V (m/s)  ? 390 210  ? 320 390 390
Schub (kN)  ? 4,09 4,09  ? 3,92 3,92 3,92
Spezifischer Impuls(s)  ? 282 282  ? 305 305 305
Orbitalmodul (BO)
Gesamtmasse (kg) 1.000 1.100 1.350 1.224 1.100 1.450 1.370
Länge (m) 3,00 3,45 2,98 3,10 2,98 2,98 2,98
Durchmesser (m) 2,20 2,25 2,26 2,26 2,26 2,26 2,26
Bewohnbares Volumen (m³) 2,20 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00
Landemodul (SA)
Gesamtmasse (kg) 2.480 2.810 2.850 2.802 3.000 2.850 2.950
Länge (m) 2,30 2,24 2,24 2,24 2,24 2,24 2,24
Durchmesser (m) 2,17 2,17 2,17 2,17 2,17 2,17 2,17
Bewohnbares Volumen (m³) 4,00 4,00 3,50 4,00 4,00 3,50 3,50
Servicemodul (PAO)
Gesamtmasse (kg) 2.400 2.650 2.700 2.654 2.750 2.950 2.900
Treibstoffmasse (kg) 830 500 500 500 700 880 880
Länge (m) 2,10 2,26 2,26 2,26 2,26 2,26 2,26
Basisdurchmesser (m) 2,30 2,15 2,15 2,15 2,15 2,15 2,15
Max. Durchmesser (m) 2,50 2,72 2,72 2,72 2,72 2,72 2,72

Anmerkungen

Autorenliste Wikipedia

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