Das Sojus Raumschiff (Teil 2)

Sojus (erste Generation)

Ursprünglich entwickelt als Bestandteil des russischen Mondprojektes, fanden mit dem Sojus-Raumschiff zuerst Langzeit-Missionen in der Erdumlaufbahn statt. Der erste Einsatz scheiterte, als sich die Fallschirme aufgrund eines Designfehlers des Behälters nicht sauber entfalteten, sich verhedderten und die Kapsel hart auf dem Boden aufschlug. Der Kosmonaut Wladimir Komarow kam am 24.4.1967 bei dieser Landung ums Leben. Die folgenden Missionen führten Kopplungen zwischen mehreren Sojus-Raumschiffen sowie Formationsflüge durch und dehnten die Verweildauer auf 18 Tage im Orbit aus.

Danach wurde die Sojus zum Start der Besatzung der Saljut-Raumstationen eingesetzt. Bei der ersten Mission zu Saljut 1 (Sojus 11) kam die Besatzung bei der Landung ums Leben, als die Luft bei der Landung aus der Kapsel entwich. Die Besatzung trug keine Raumanzüge, weil kein Ausstieg aus dem Raumschiff geplant war. Als Folge mussten die Raumfahrer nun auch bei Start und Landung Raumanzüge anlegen. Durch die sperrigen Anzüge reichte der Platz in der schmalen Wiedereintrittskapsel nicht mehr für drei Raumfahrer aus. Technisch gesehen können von der ersten, von der UdSSR nur als Sojus titulierte Generation, vier Unterversionen unterschieden werden:

  • Die für das russische Mondprogramm entworfene, niemals bemannt geflogene.

  • Sojus 1-11 für drei Raumfahrer.

  • Sojus 12-40 für zwei Raumfahrer.

  • Sojus 16 und 19 mit einem Docking-Adapter für das Apollo Sojus Testprojekt ASTP.

Bei Sojus 12-40 wurde auf die Solarzellen verzichtet, da die Flüge zu Saljut Raumstationen erfolgten. Die ersten Raumschiffe hatten Solarpaneele zur Stromversorgung und waren für Missionen von bis zu drei Wochen Länge ausgelegt. Die Zubringer zur Saljut dagegen bezogen den Strom aus Batterien und waren für eine unabhängige Betriebszeit von zwei Tagen ausgelegt. Beide setzten noch das KTDU-53 Haupttriebwerk mit der Kombination Salpetersäure/Hydrazin ein. Ein Hauptproblem der frühen Sojus war der auf 550kg beschränkte Treibstoffvorrat. Beim Apollo-Sojus-Testprojekt musste das Apolloraumschiff daher die meisten Kurskorrekturen vornehmen. Wenn die Ankopplung an die Raumstation nicht bei den ersten Versuchen klappte, musste die Mission wegen zu knapper Treibstoffreserven abgebrochen werden.

Sojus T

Die Sojus T versorgte die Saljut 6+7 Raumstationen. Die Abkürzung T steht für Transporter. Die Sojus T war eine umgestaltete Sojus, die von 1975-1978 entwickelt wurde. Das nutzbare Volumen in der Wohneinheit stieg von 5 auf 6,60 m durch Umgestaltung der Inneneinrichtung. Verwendet wurde für die Ankopplung aber noch das Igla System.

Die Wiedereintrittseinheit erhielt verbesserte Fallschirme und Landetriebwerke. Durch Umgestaltung des Kapselinneren fanden nun wieder drei Kosmonauten in Raumanzügen genügend Platz in der Kapsel. Mit ihr begann die Tradition, als dritten Kosmonauten einen Gast zu befördern. Zwei Kosmonauten wurden für die Bedienung der Bordsysteme benötigt der Kommandant und der Bordingenieur. Das dritte Besatzungsmitglied kann auf einer Raumstation eigene Experimente durchführen und wird als Testingenieur bezeichnet. Dieser dritte Platz wurde zuerst an Gastkosmonauten aus sozialistischen Bruderländern vergeben, dann an westliche Astronauten und Weltraumtouristen als zahlende Kunden.

Eine weitere Neuerung war wieder der Einsatz von Solarzellen, wodurch die Sojus bis zu vier Tage autonom arbeiten kann. Die Verwendung von Stickstofftetroxid/UDMH anstatt Salpetersäure/Hydrazin als Treibstoff steigerte die Verweildauer im Orbit auf 180 Tagen, weil die Korrosion minimiert wurde. Das neue Triebwerk KTDU-426 und eine erhöhte Treibstoffzuladung erhöhten die Manövrierfähigkeit. So stand erstmals genügend Treibstoff zur Verfügung, um eine Station zur Inspektion zu umrunden und auch anzudocken, wenn die Saljut nicht Kompensationsmanöver durchführte, um die systembedingten Abweichungen des Igla-Systems zur Seite und in der Vertikalen auszugleichen. Damit war die Ankopplung von Sojus T-15 an Saljut 7 möglich, obwohl die Station schon deaktiviert war.

Sojus TM

Die nächste Generation Sojus TM verfügte erstmals über das automatische Kopplungssystem Kurs, leichtere Fallschirme und leistungsfähigere Triebwerke. Sie kam bei Transporten zur Mir zum Einsatz. Die Mir verfügte über einen neuen Kopplungsadapter. Sie machte eine Anpassung der Sojus notwendig, da die Sojus T nicht an dem für die Sojus vorgesehenen Dockingport an der Mir andocken konnte. Die erste Besatzung kam trotzdem mit einem Sojus T Modell zur Mir. Sie musste an einem Kopplungsadapter für die Progress ankoppeln, da dieser noch den alten Adapter verwandte. Dies erlaubte es der Besatzung von Sojus T-15 auch die Saljut zu besuchen, dort Ausrüstung zu demontieren und zur Mir zu bringen.

Anders als bei dem Übergang von der Sojus zur Sojus T, löste daher die Sojus TM die Sojus T ohne Übergang ab. Die Sojus TM (M steht für modifiziert) bildet auch die Basis für das Shenzhou Raumschiff der Volksrepublik China.

Weitere Verbesserungen waren eine leichtere Wiedereintrittseinheit aus einer belastbareren Metalllegierung und einem leichteren Hitzeschutzschild sowie verbesserte Landetriebwerke. Durch das Kurs Annäherungssystem waren keine Kompensationsmanöver der Station nötig, die beim Igla System noch nötig waren, um unerwünschte Translationsbewegungen zu kompensieren. Erstmals war die Besatzung damit auch nicht mehr für die Ankopplung der Sojus verantwortlich. Sie griff nicht mehr ein, sobald die Sojus sich bis auf 150 m an die Mir genähert hatte.

Die Serviceeinheit setzte erstmals das leistungsfähigere KTDU-80 Triebwerk ein. Die Astronauten konnten die Schubimpulse über Schalter, die Ventile schlossen oder öffnen, wählen. Verfügbar waren 6000 N (Haupttriebwerk), 0,7 N und 0,3 N (Feinjustagetriebwerke). Die Treibstoffzuladung stieg durch die leichtere Wiedereintrittskapsel und einen leichteren Rettungsturm auf 880kg an.

Da die ISS die gleichen Kopplungsadapter wie die Mir verwendet, flogen die letzten vier Sojus TM Missionen (Sojus TM-31 bis 34) zur ISS, bis 2002 der Nachfolgetyp Sojus TMA zur Verfügung stand. Alle anderen bemannten 30 Starts koppelten an die Mir an.

Sojus TMA

Die Annäherung von Russland und den USA führte in der zweiten Hälfte der neunziger Jahre zu zahlreichen Gastaufenthalten von Astronauten der NASA auf der Mir. Problematisch für die NASA waren die russischen Restriktionen an Größe und Gewicht der Raumfahrer, da die Wiedereintrittskapsel nur sehr wenig Platz bot. Die Körpergröße durfte 1,82 m und das Gewicht 85kg nicht überschreiten. Russland löste das Problem, indem Kandidaten, die größer oder schwerer waren, keine Chance hatten, Kosmonaut zu werden.

Da die Raumschiffe als Rettungskapseln für alle Raumfahrer vorgesehen waren, galten die Einschränkungen der Sojus auch für Astronauten, die mit dem Shuttle zur ISS kamen. Die Sojus TMA, (A für Anthropometrisch) als vierte Generation, hat daher eine weitgehend umgestaltete Landekapsel mit neuen Kontourensitzen, die nun auch Astronauten bis 1,90 m Größe und 95kg Gewicht aufnehmen kann. Dieser Typ ist seit 2002 im Einsatz.

Die Wohneinheit und die Serviceeinheit wurden von der Sojus TM übernommen. Die Landeeinheit verfügt über ein leistungsfähigeres Landetriebwerk. Dieses wird durch einen neuen Radarhöhenmesser gesteuert und kurz vor dem Aufsetzen gezündet. Das neue Triebwerk SLA-M reduziert die Landegeschwindigkeit von 2,6-3,7 m/s bei der Sojus TM auf 1,4-2,6 m bei der TMA-Version. Auch bei Einsatz der Reservefallschirme wird ein Wert von 4,0 m/s nicht überschritten.

Das Instrumentenpanel wurde in der Höhe verkürzt und mit einem neuen digitalen Bordcomputer mit bernsteinfarbenen CRT Bildschirmen ausgestattet.

Die Sojus TMA kam während der ersten Einsatzjahre in negative Schlagzeilen. Die Besatzungen landeten weitab vom Zielgebiet, oder wurden größeren Belastungen beim Wiedereintritt ausgesetzt, als normal. Bei drei der ersten elf Sojus TMA Flüge gab es Probleme, davon zwei in Folge bei Sojus TMA-10 und 11. Ursache sollen nach russischen Angaben elektrische Entladungen an der ISS sein, die durch die neuen Solarpaneele der Station verursacht werden. Eine bessere Isolation des Raumschiffs löste dieses Problem und die folgenden Flüge verliefen ohne besondere Vorkommnisse.

7 thoughts on “Das Sojus Raumschiff (Teil 2)

  1. Kannst du noch ein oder zwei Sätze zu den normalen Belastungen beim Landemanöver hinzufügen? Bis jetzt zu dem Thema nur da, dass sie zwei mal deutlich höher waren …

  2. Sojus als auch Progress Raumschiffe werden ständig weiter modernisiert. Mit der Bezeichnung MS erhalten die beiden recht grundlegende Veränderungen. Die technischen Details kann ich nicht posten.

    Ab Ende 2013 werden die Progress Raumschiffe und die bemannten Sojus nicht früher als 2016 auf einer neuer Trägerrakete Sojus-2 zu ISS starten.

  3. „Ursprünglich entwickelt als Bestandteil des russischen Mondprojektes“

    Nicht ganz, mache nur kurz.

    Die Ursprünge gehen Anfag 1960 zurück, als 1959 schon die Arbeiten und Forschungen für Kopplungen von Raumschiffen im Orbit begannen. Für die Mondflüge waren anfangs 1961 die Wostok Raumschiffe (3KA) vorgesehen. Die eigentliche Geburtsstunde ist der 24 Dezember 1962 als das Zvesda Programm unterzeichnet wurde. An dem Tag unterzeichnete S.Koroljow einen Entwurf für den kosmischen Kompleks Sojus (nur für zwei Kosmonauten) unter der Bezeichnung 7K-VI (Konstruktionbezeichnung der militärischen 11F73 Variante). Koroljow hat auch vorgeschlagen auf Basis des 7K zwei neue Varianten Sojus-P und Sojus-R einführen, die Arbeiten wurden in der Filiale 3 in Kujbyschew gemacht, er selbst arbeitete in der Zeit an Woschod 1-2 (3KV und 3KD) und N1 Trägerraketen.

  4. „Ursprünglich entwickelt als Bestandteil des russischen Mondprojektes”

    Wäre noch zu erwähnen, für viele wahrscheinlich unbekannt, dass das Ziel der sowjetische Raumfahrt war schon seit 1959 ein bemannter Flug zum Mars, der Mond kam recht spät. Der Träger N1 war also primär für einen Marsflug entwickelt. Der Start des 1600 Tonnen schweren Raumschiffes war für den 8 Juni 1971 vorgesehen.

  5. Sicherlich hatte Koroljow genau wie von Braun Ideen zum Marsflug.
    Wenn ich aber an das Konzept der Sojus sowie an „Fehlstartursache N-1 = Umkonzeption“ denke fällt mir nur ein Wort ein:

    LEGENDENALARM!

    Bernd

  6. Na ja die Wirklichkeit liegt zwischen Legende und dem SuW Artikel. Die N-1 hätte in der ersten Version nicht die Nutzlast gehabt um den Mond zu erreichen, das wäre erst mit der N-1F möglich gewesen. Die N-1 entstand aber aus der 70 t Rakete die schon vorher konzipiert wurde, doch ähnliche Änderungen gab es auch bei der Saturn V, bei der die ersten Versionen auch nur 4 Triebwerke haben sollten.

    Die N-1 scheiterte aber primär daran, dass die mittel zu knapp waren, so gab es keinen Testsztand um die erste Stufe als ganzes zu testen und die Triebwerke der ersten Generation waren auch schnell entwickelt worden mit schlechten Zuverlässigkeitswerten (das Mondprogramm wurde in Russland ja erst am 3.8.1964 genehmigt, in den USA gab es Vorentwicklungen wie z.b. zum F-1 schon ab 1959)

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