Weiterentwicklung

 

 

Sojus-Rakete

 

 

 

 

 

 

Weiterentwicklung Sojus Rakete

 

Weiterentwicklung Sojus Rakete – Seit 2006 gibt es Gespräche über eine Weiterentwicklung der Sojus-2 Rakete die Anfangs als Sojus-1 später als Sojus-2.3 bezeichnet wurde. Diese soll in der Zentralstufe ein Kusnezow-NK-33-Triebwerk einsetzen und ähnelt somit dem Jamal/Aurora-Konzept.

Auf der Basis der Sojus sind mehrere Projekte neuer leistungsstärkerer Raketen entstanden. Wegen Finanzierungsproblemen und/oder Mangel an Anwendungsgebieten sind diese Projekte bisher nicht verwirklicht worden. Hier sollen die Bekanntesten davon beschrieben werden.

 

Weiterentwicklung Sojus Rakete – Jamal

 

Weiterentwicklung Sojus Rakete – Jamal, benannt nach der Jamal-Halbinsel im Nordwesten Sibiriens, ist das Projekt einer weitgehend auf der Sojus basierenden Trägerrakete, die 1996 von RKK Energija zur Realisierung vorgeschlagen wurde. Dabei setzten sich die Entwickler das Ziel, die Nutzlastkapazität drastisch zu erhöhen, ohne jedoch die äußeren Formverhältnisse der Rakete zu verändern, um so die Startanlagen der Sojus weiterhin nutzen zu können.

Zudem sollte zur Herstellung der Jamal möglichst auf bereits vorhandene Produktionsanlagen zurückgegriffen werden können. Ihren Namen erhielt die Rakete von den Jamal-Kommunikationssatelliten des russischen Erdgaskonzerns Gazprom, die mit der neuen Rakete gestartet werden sollten (Start erfolgte 1999 mit einer Proton).

Die erste Stufe der Jamal (Booster) wird weitgehend unverändert von der Sojus-U übernommen. Die zweite Stufe (Zentralstufe) wird mit einem einzelnen NK-33 Triebwerk angetrieben. NK-33 ist ein Triebwerk der sowjetischen Mondrakete N1, die gleichzeitig mehrere davon einsetzte.

Die Triebwerke werden nicht mehr produziert, es sind jedoch noch etwa 30 Stück von dem N1-Programm übrig geblieben. Für den erneuten Einsatz wurden die gelagerten Triebwerke eingehend getestet und erhielten zudem einige Modifikationen: so wurde zum Beispiel der Innendruck erhöht und das Triebwerk wurde schwenkbar gelagert.

Zusätzlich zum Einbau des NK-33 wurde der Durchmesser des Zentralblocks der Rakete auf maximal 3,44 m erhöht (in der Sojus – 2,66 m) und dessen Treibstoffzuladung bis auf 141 t (50 t mehr als in der Sojus) angehoben. Der Durchmesser der dritten Stufe wurde ebenfalls erhöht, was eine Treibstoffzuladung von 30 t erlaubte.

Die Stufe sollte von einem RD-0124 angetrieben werden, das auch bei der Sojus-2 verwendet wird. Außerdem sollte die Rakete eine vierte Stufe mit dem Namen Taimyr erhalten, die von dem Blok-D der Proton-Rakete abgeleitet wird. Gleichzeitig sollte die Rakete eine neue und größere Nutzlastverkleidung erhalten.

Die Startmasse der Jamal sollte 374 t betragen, somit konnte sie von den Startanlagen der Sojus in Baikonur und Plessezk gestartet werden, die Raketen mit maximaler Masse von 400 t tragen können. Die Nutzlastkapazität wird mit 11,8 t in einen 200 km hohen Orbit von Baikonur aus, 11,3 t in einen 200 km hohen Orbit von Plessezk aus und 1,36 t in den GEO angegeben.

Obwohl die Rakete mit relativ geringen Modifikationen und bereits fertigen, von der N1 übrig gebliebenen NK-33 Triebwerken entwickelt werden konnte, fehlte dafür das Geld, so dass Jamal in dieser Konfiguration bisher nicht verwirklicht wurde. Bereits 1999 entstand auch das Projekt der Aurora, einer Exportvariante der Jamal.

 

Weiterentwicklung Sojus Rakete – Aurora

 

Weiterentwicklung Sojus Rakete – Aurora ist eine Variante der Jamal, die 1999 zum ersten Mal vorgestellt wurde. Aurora sollte von einer neuen Startanlage auf der zu Australien gehörigen Weihnachtsinsel im Indischen Ozean starten, zuvor sollten Testflüge von Baikonur aus erfolgen. Die Kosten für den Bau der Anlage und der Infrastruktur wurden mit etwa 500 Millionen US-Dollar beziffert und sollten von privaten Investoren getragen werden.

Aurora sollte vornehmlich zum Start von kommerziellen Kommunikationssatelliten im mittleren Massesegment eingesetzt werden. Nach einigen vorbereitenden Arbeiten wurde die Finanzierung des Projekts jedoch wieder eingestellt. Durch den Verfall des Satellitenstartmarktes ist es nun auch unwahrscheinlich, dass Aurora jemals wieder ins Leben gerufen wird.

Aurora unterscheidet sich nur geringfügig von Jamal: die wichtigsten Unterschiede sind ein verbessertes NK-33-1 Triebwerk in der Zentralstufe sowie eine noch geräumigere Nutzlastverkleidung. NK-33-1 ist eine Variante des NK-33, die über eine ausfahrbare Düse verfügt. Die Düse wird in etwa 10 km Höhe ausgefahren und ermöglicht so das Triebwerk an verschiedene Phasen des Flugs besser anzupassen.

Allein dadurch wird die Nutzlastkapazität der Rakete um etwa 2 % gesteigert. Zusätzlich zum NK-33-1 sollte in der Zentralstufe ein mit vier Brennkammern ausgestattetes RD-0124R Triebwerk zur Steuerung der Rakete eingebaut werden. Dies ist eine Variante des RD-0124 der dritten Stufe der Sojus-2/Jamal Rakete.

Da sich diese Art von Steuerung als technisch schwer realisierbar erwies, entschied man RD-0124R nicht zu entwickeln und stattdessen das NK-33-1 Triebwerk schwenkbar einzusetzen, wozu man das Kreuzgelenk des RD-0120 Triebwerks der Energija-Rakete verwendete.

In der ersten Stufe (Booster) sollten RD-107A Triebwerke der Sojus-FG eingesetzt und die dritte Stufe sollte von einem RD-0154 angetrieben werden. RD-0154 ist eine Variante des RD-0124 mit einer Brennkammer, das Triebwerk ist schwenkbar gelagert und verfügt über eine ausfahrbare Düse.

Als vierte Stufe war mit Korwet ähnlich wie bei Jamal eine von dem Block D der Proton-Rakete abgeleitete Stufe geplant, die von einem 11D58MF Triebwerk angetrieben werden sollte.

Leermasse der Korwet-Stufe beträgt 1.649 kg, Treibstoffzuladung 10 t. Die Rakete sollte sowohl in dreistufiger (niedrige Umlaufbahnen) als auch in vierstufiger Konfiguration (hohe Umlaufbahnen) fliegen. Die Startmasse der vierstufigen Variante sollte 379 t betragen.

Durch die Verbesserungen an der Rakete und das Verlegen des Startplatzes näher an den Äquator steigt die Nutzlastkapazität der Aurora auf 11.860 kg in einen 200 km Orbit mit einer Bahnneigung von 11,3°, 4.350 kg in den Geotransferorbit und 2.600 kg in den geostationären Orbit.

 

Weiterentwicklung Sojus Rakete – Onega

 

Weiterentwicklung Sojus Rakete – Onega wurde 2004 von RKK Energija als der zukünftige Träger für das neue bemannte Raumschiff Kliper vorgeschlagen. Ihre Nutzlastkapazität wird mit etwa 14,5 t für den erdnahen Orbit und 1,6 t für GEO (andere Quellen geben 2,3 t an) bei einem Start von Plessezk aus angegeben.

Die erste Stufe (Booster) soll von einem neu zu entwickelnden RD-0155 Triebwerk angetrieben werden, das über eine Brennkammer verfügt und flüssigen Sauerstoff mit Kerosin verbrennt. Nach anderen Angaben könnten die Booster auch mit RD-120.10F (11D123) Triebwerken, die ebenfalls in der zweiten Stufe der Zenit Verwendung finden, angetrieben werden.

Die Zentralstufe soll im Gegensatz zu Jamal/Aurora nicht mit einem NK-33, sondern mit einem RD-191, dem Haupttriebwerk der Angara, angetrieben werden.

Beide Triebwerke sind jedoch in ihren Leistungsdaten ziemlich ähnlich. Die Rakete verfügt über eine hochenergetische mit flüssigem Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff (LOX/LH2) betriebene dritte Stufe mit dem RD-0146 Triebwerk. Auch die vierte Stufe namens Jastreb für Einsätze in hohe Orbits wird mit LOX/LH2 betrieben.

Diese Stufe verwendet ein RD-0126 oder ein RD-0126E (eine Variante des RD-0126 mit einer modifizierten Düse) Triebwerk. Die Startmasse der Onega soll 376 t betragen.

Bei einem Start der Onega mit Kliper würde eine dreistufige Version ohne Nutzlastverkleidung eingesetzt werden, wobei Kliper auf die Spitze der Rakete aufgesetzt wird.

Da Onega die erste in Plessezk startende Rakete wäre, die als Treibstoff flüssigen Wasserstoff einsetzt, wird bei ihrer Realisierung als eins der größten Probleme das Fehlen von Infrastruktur zur Erzeugung/Verarbeitung des flüssigen Wasserstoffs in Plessezk genannt.

Da im Laufe des Jahres 2004 die russische Raumfahrtbehörde eine Angara-Rakete oder in Kooperation mit der Ukraine eine Zenit-Rakete für den Transport von Kliper bevorzugte, wurde das Projekt der Onega bis auf weiteres auf Eis gelegt.

Nachdem die europäische Raumfahrtbehörde ESA Mitte 2005 ihr Interesse am Kliper bekundete, war Onega bzw. eine ähnliche Rakete mit einem NK-33-1 in der Zentralstufe, RD-120.10F in den Boostern und RD-0146E in der dritten Stufe unter der Bezeichnung Sojus-3 als Träger wieder im Gespräch, denn sie würde einen Start des Raumschiffs vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou erlauben.

Dort entstehen derzeit sowohl Startanlagen für die Sojus-2-Rakete als auch bereits eine LH2-Infrastruktur für die Ariane 5 existiert. Bei der Versammlung des Europäischen Weltraumrates im Dezember 2005 wurden jedoch keine finanziellen Mittel für Kliper genehmigt.

Anmerkungen

Autorenliste Wikipedia

Copyright Fotos / Grafiken v.o.n.u.v.l.n.r.: NASA/Victor Zelentsov 

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