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Russische Trägerraketenprojekte

Es gab und gibt zahlreiche russische Trägerraketenprojekte, über die es zu wenige Informationen gibt um einen eigenen Aufsatz über die Rakete zu schreiben. Diese sollen hier summarisch zusammengefasst werden. Die meisten von Ihnen kamen nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion auf und wurden mittlerweile eingestellt.

KWANT-1

Die KWANT-1 besteht aus zwei Elementen der Zenit 3L, jedoch unter Verwendung der Sojus Fertigungsanlagen. So verwendet die erste Stufe eine Variante des RD-0120 der zweiten Stufe der Zenit. Allerdings hat sie nur 2,70 m Durchmesser, wie bei der Sojus. Die zweite Stufe ist die Oberstufe der Zenit 3L, Block DM. Die Elektronik stammt von den Yamal Satelliten. Bei einem Gewicht von 83 t hätte die KWANT-1 je nach Startort (Plessezk, Baikonur, Sea Launch Plattform) zwischen 1,70 und 1.950 kg in einen 200 km hohe Bahn befördern können.

KWANT

Der große Bruder der KWANT-1 war die KWANT. Sie hat aber den gleichen durchgängigen Durchmesser von 3,90 m wie die Zenit und ist mehr als dreimal so schwer. Die erste Stufe setzt vier RD-0120 Triebwerke ein, die zweite Stufe ist der normale Block DM der Zenit 3SL. Auch sie setzt die neue Elektronik der militärischen Yamal Satelliten ein. Bei einer Startmasse von 275 befördert sie je nach geografischen Breitengrad des Startorts zwischen 4.700 und 5.800 kg in einen 200 km LEO Orbit.

Diana-Burlak

Ein russisches Gegenstück zur Pegasus sollte die Diana-Burlak sein. Die geflügelte Rakete wird von einer Tu-160SC (Space Carrier) in 13.500 m Höhe bei Mach 1,7 abgeworfen. Sie hat nur zwei Stufen, bei angetrieben von flüssigen Treibstoffen. Der Start wird von einer IL-76 aus gesteuert und überwacht. Die Rakete hat eine Länge von 22,50 m und einen Durchmesser von 1,60 m (ohne Flügel). Die Nutzlastverkleidung hat eine Länge von 3,50 m und einen Durchmesser von 1,40 m. Die erste Stufe hat rund 450 kN Schub und eine Brenndauer von 140 Sekunden Die Zweite einen Schub von 98 kN. Sie wird nach der Mission wieder deorbitiert. Die Startmasse beträgt rund 28,5 t. Von einem äquatorialen Startplatz aus können rund 1.100 kg in einen 2o0 km hohen Orbit gebracht werden. In einen polaren Orbit in derselben Höhe sind es noch 770 kg. Selbst in einen 1000 km hohen SSO Orbit beträgt die Nutzlast noch 550 kg. Dies sind sehr gute Leistungen für eine so kleine, zweistufige Rakete.

Die Diana-Burlak sollte 1997/98 erstmals starten. Westlicher Partner war OHB System. Russische Partner war ein Konsortium unter der Führung des RADUGA Mechanical Design Bureaus. Es wurde ein sehr attraktiver Startpreis von 5 Millionen Dollar angegeben. Es fehlte jedoch an den 50 Millionen DM, um das Projekt umzusetzen.

Priboj/Berkut

Die Berkut ist eine fünfstufige Rakete. Sie besteht aus der ersten Stufe der U-Boot ICBM RSM-52 (SS-N 20) als erste Stufe und einer RSM-54 (SS-N 22) als zweiter und dritter Stufe. Dazu sollten nun zwei weitere feste Oberstufen kommen.

Daraus entstand eine sehr lang gestreckte Rakete mit einem maximalen Durchmesser von 2,40 m und einer Länge von 27,50 m. Die Startmasse beträgt 104 t. Die maximale Nutzlast 2.400 kg. Es gab zwei Nutzlastverkleidungen von 1,65 m Durchmesser und 2,28 und 4,28 m Länge. Die Erstere ist geeignet für maximal 1.200 kg schwere Satelliten, die Zweite nutzte die volle Kapazität von 2.400 kg.

Beide Nutzlastverkleidungen sind wasserfest, da dieselbe Rakete unter der Bezeichnung Priboj von einem auf dem Wasser schwimmenden Container gestartet werden sollte. 1995 wurde noch ein Erststart für 1997 angekündigt, danach wurde das Projekt eingestellt.

RIF/MA

Eine weitere Nutzung von U-Boot Raketen ist die RIF/MA. Auch hier wird die RSM-52 eingesetzt, jedoch in unveränderter Form. Das Volumen für die Nutzlast ist dadurch beschränkt. So stehen nur 4 m³ zur Verfügung. Geplant war ein Start von einem An-124 Transportflugzeug aus. Die Nutzlast der zweistufigen Feststoffrakete sollte dann 950 kg in einen niedrigen Erdorbit transportieren bei einer Startmasse von 79.000 kg. Auch dieses Projekt GRZKB Makejew kam nicht über die Projektphase hinaus.

Rikscha

Das Unternehmen KompoMasch, dem unter anderem Makejew und Energomasch angehören, plante eine leistungsfähige Rakete, die bei lediglich 64 t Startmasse eine Nutzlast von 1.700 kg aufweisen sollte. Beide Stufen werden mit LOX/Flüssigmethan angetrieben. Die Erste mit sechs RD-190 Triebwerken, die Zweite mit einem RD-185. Bei einem maximalen Durchmesser von 2,40 m ist die Rikscha 24,30 m lang. Die Entwicklungskosten wurden auf 135 Millionen Dollar geschätzt. Ein Start sollte rund 10-15 Millionen Dollar kosten. Auch dieses Projekt verließ niemals die Zeichenbretter.

Rus-M

Die Rus-M ist das letzte bisher gestrichene Projekt. Obgleich der Name Rus schon benutzt wurde für eine Sojus-Variante hat er mit diesem Projekt nichts zu tun. Es handelt sich wei bei der angara um eine modulare Rakete, die unterschiedlich große Nutzlasten durch die Wahl der Booster transportieren kann. Allerdings liegt die Rus-M mit 23 bis 50 t über der Angara.

Die erste Stufe setzt das RD-180 Triebwerk ein, das gleiche gilt für die Booster. Es sind zwei Booster (23 t Nutzlast) oder vier Booster (35 t Nutzlast) geplant. Eine Version mit einer verlängerten ersten Stufe (da die vier Booster nun über genügend Schub verfügen) würde sogar 50 t in den Erdorbit bringen. Die zweite Stufe setzt das Triebwerk RD-0146 ein, das auch in der KVRM Oberstufe der Angara eingesetzt werden soll. Es nutzt die Treibstoffkombination Wasserstoff/Sauerstoff. Da sein Schub nur rund 75 kN beträgt und es sich um eine echte Schwerlastrakete handelt werden davon 4 Triebwerke eingesetzt.

De Durchmesser der Rakete bzw. der Booster beträgt 3,80 m. Damit sind die kompletten Stufen noch über das Schienennetz transportierbar. Es ist der gleiche Durchmesser wie bei dr Atlas V, eventuell kann hier auf Erfahrungen mit dieser Rakete zurückgegriffen werden. Es ist nicht bekannt wie viel Energomasch über den Bau der Stufe weiß, doch diese Firma fertigt auch die RD-180 Triebwerke für Lockheed Martins Atlas V. Das ganze Projekt wird geleitet von dem Kombinat Progress.

Starten sollte die Rus-M von dem ebenfalls neu errichteten Kosmodrom Wostochny. An die Ordentlichkeit kamen Pläne im Laufe des Jahres 2009. Seitdem gab es auch Entwicklungsarbeiten an der Rakete, so für eine Version des RD-180, das RD-180V mit zusätzlichen Sensoren die genügend Zeit verschaffen Anomalien rechtzeitig zu entdecken und die Besatzung zu retten, denn die Rus-M war von Anfang an als Träger für bemannte Missionen wie zum Mond konzipiert. Zwar erlaubt auch die größte Version keine Mondlandung, aber zumindest eine Mondumrundung und weitere Versionen wären denkbar. Damit einher gingen Forderungen von 15 bis 25 Starts pro Jahr, eine solche Startrate benötigt man eigentlich nur wenn man z.B. eine Mondmission erst im Erdorbit aus verschiedenen Einzelelementen zusammenstellt.

Auf der anderen Seite machte stutzig, dass bisher Russland schon Probleme hat seine Module für die ISS fertigzustellen und auch die Angara mehrere Jahre hinter dem Zeitplan hinterherhinkt. Ein russisches Mondprogramm gibt es schon gar nicht und auch ein neues bemanntes Raumfahrzeug für den Erdorbit ist nicht im Bau. Das letzte geplante, der Raumgleiter Kliper wurde eingestellt, weil die ESA nicht die Finanzierung zu großen Teilen übernehmen wollte, ohne technisch genauso weitgehend in das Projekt involviert zu sein.

So verwundert es nicht, dass am 7.11.2011 Vladimir Ppopvkin, Leiter der Raumfahrtagentur Roskosmos im russischen Parlament, der Duma ankündigte die Rus-M werde eingestellt. Ob Wostochny gebaut wird ist offen, eventuell wird dort eine Startanlage für die Angara entstehen. Die Rus-M war in der kleinsten Version eine Doppelentwicklung zur Angara und die größeren Versionen brauchte man noch nicht.

Die kleinste Version der Rus-M hätte eine Startmasse von 665-688 t aufgewiesen und wäre rund 60 m lange gewesen. davon wären bis zu 19 m für die Nutzlast verfügbar. Die Maximalnutzlast sollte 23,8 t in LEO und 7 t in GTO betragen. Bei bemannten Einsätzen (mit Rettungsturm) wären es noch mindestens 18 t gewesen. Stufe 1 und die Booster hätten jeweils etwa 200 t gewogen, die zweite Stufe wahrscheinlich etwa 55 t, davon 46,5 t Treibstoff.

Sojus 5

Trotz Namensähnlichkeit handelt es sich bei der Sojus 5 nicht um eine Modifikation der Sojus, sondern um eine komplett neue Trägerrakete. Die Sojus 5 entstand als Projekt des Raumfahrtkonzern ZSKB Progress und soll die Sojus und Zenit ablösen. Dabei wurde auf eine weitestgehende Kompatibilität zu den Startanlagen der Sojus in Baikonur und dem CSG geachtet. Damit hat Progress aus der Pleite mit der Rus-M gelernt.

Die Sojus 5 verwendet Methan als Treibstoff. Methan ist nicht nur in Russland in den letzten Jahren als Kerosinersatz ins Zentrum der Forschung gerückt. Auch einige US-Firmen entwickeln neue Methantriebwerke. Für die Sojus 5 soll verflüssigtes Erdgas verwendet werden. Dies enthält zwischen 92 und 97 % Methan. Der Oxidator ist LOX. Triebkraft war, dass Progress nicht damit rechnet, dass die Sojus mit dem günstigen Preis der Falcon 9 mithalten kann. 2013 wurde das Konzept vorgestellt, bis 2015 wurden wichtige Parameter geändert. Vor 2016 ist nicht mit einer Entscheidung zu rechnen. Der Erstflug wäre frühestens 2022. Wenn die Rakete entwickelt wird, dann zuerst die kleine Variante Sojus 5-1. Die Sojus 5 soll 50 % weniger Bauteile als die Sojus 2 verwenden und in der kleinsten Variante für 45 bis 50 Millionen Dollar pro Start kommerziell angeboten werden.

Es gibt zwei Stufen, angetrieben von den Triebwerken RD‑0162 oder RD‑0164 (noch keine Entscheidung gefallen, meist wird aber das RD‑0164 genannt) mit 203,9 bzw. 280 bis 340 t Schub auf Meereshöhe. Die Oberstufe könnte ein modifiziertes RD‑124 Triebwerk (RD‑124M) verwenden, das Methan anstatt Kerosin nutzt. Auch ein neues Triebwerk RD‑0169 wird diskutiert, das hätte fast den dreifachen Schub des RD-124 (700 kN). Drei Versionen sind geplant:

Der Durchmesser jedes Moduls beträgt 3,6 m, die der Nutzlastverkleidungen 4,11 und 4,35 m. Wie man leicht sieht, überlappen sich die Nutzlasten mit denen der Angara. Eventuell kommt es wegen der Kompatibilität zur Sojus zur Entwicklung der Sojus 5-1 da man damit die Sojus und Progressraumschiffe zur ISS starten kann, das garantiert etwa acht Starts pro Jahr. Ab 2021 dürfte die Ariane 6, wenn sie vom CSG aus startet, die Starts der Sojus durch Arianespace abnehmen lassen, sodass aber auch hier ein Fragezeichen angebracht ist. Auf der anderen Seite erfordert die Sojus 5 komplett neue Triebwerke. Selbst bei der Angara hat man keine neuen Triebwerke entwickelt, sondern mit dem RD‑191 nur ein Derivat des RD‑171/180 eingesetzt. So dürfte angesichts der finanziellen Situation Russlands auch die Sojus 5 nicht umgesetzt werden. Inoffiziellen Angaben zufolge scheint die Sojus 5 aber genügend Fürsprecher für eine Anschubfinanzierung zu haben.

Mayak

KB Juschnoje, stellte schon 2005 Entwürfe für eine Trägerfamilie Mayak vor. Als 2013 Studien für eine Schwerlastträgerrakete in Russland liefen, wurde die Majak-Familie um einige Varianten für schwere Nutzlasten erweitert.

Die kleinen Mitglieder setzen in der ersten Stufe das RD‑801 von Juschnoje ein, ein noch zu entwickelndes Triebwerk auf Basis der Technologien der Zenit. Es hat einen Bodenschub von 1.200 kN. Der spezifische Impuls von 2950 m/s (Meereshöhe) bzw. 3296 m/s (Vakuum) sind fast so hoch, wie die ded RD‑17x/RD‑18x und RD‑19x Reihe. Vier RD‑801 können zu einem Block mit 492 t Schub kombiniert werden.

In der zweiten Stufe wird das RD‑809K eingesetzt. Es basiert auf dem RD‑869 der dritten Stufe der Zyklon, aber höherem Schub von 98,1 kN. Es ist in zwei Achsen schwenkbar und hat einen spezifischen Impuls von 3453 m/s. Bis zu 600 s Betriebszeit und vier Zündungen sind möglich.

Die großen Mitglieder der Serie verwenden das RD‑810. Es hat 50 % mehr Schub als das RD‑801 (1.876 kN Boden und 2.105 kN Vakuumschub). Der spezifische Impuls ist fast gleich hoch. Alle drei Triebwerke sind Einzelkammertriebwerke die LOX/Kerosin im Staged-Combustion Verfahren verbrennen.

Die Basismitglieder sind die Majak-12 (auch Majak-L1) mit einem RD‑801 in der ersten Stufe, und einem RD‑809K in der zweiten Stufe. Sie hat einen Durchmesser von 2,70 m bei 27,30 m Höhe und soll 1,5 t in den LEO bei 90 t Startmasse transportieren.

Das nächst größere Modell Majak-22 (Majak L2) hat je zwei Triebwerke des gleichen Typs in beiden Stufen. Der Durchmesser beträgt 3,00 m bei 36,90 m Höhe. Ihre Nutzlast beträgt 3.000 kg in den LEO bei 165 t Startmasse.

Die mittlere Größenklasse beginnt mit dem Majak-32 oder Majak M1. Es hat zwei RD‑810 in der ersten Stufe und vier RD‑809K in der Zweiten. Der Durchmesser von 3,90 m entspricht der Zenit. Die Rakete ist 47,40 m hoch bei einer Startmasse von 370 t. Sie transportiert 8,2 t in einen LEO-Orbit von Baikonur aus und von Alcantara aus 2,2 t in den GTO. Das entspricht der Leistung der Sojus 2.

Die Majak M2 setzt nun vier RD‑810 in der ersten Stufe ein. Die zweite Stufe ein RD‑801 und eine optionale dritte Stufe ein RD‑809K. Der Durchmesser von 3,90 m entspricht dem der Majak-M1. Bei 61 m Höhe hat sie ein Startgewicht von 495 t mit zwei und 515 t mit drei Stufen. Mit 15,1 t in den LEO oder 6,5 t in den GTO hat sie die Nutzlast der Zenit.

Die beiden Heavy-Versionen Majak-H1 und H2 entstehen aus der Majak M2, indem man einfach die erste Stufe zweimal oder viermal als Booster hinzunimmt. Bei einer Startmasse von bis zu 1.236 t transportiert die Majak H1 45,5 t in den LEO-Orbit und 16 t ohne und 19 t mit dritter Stufe in den GTO. Die Majak H2 mit fünf gleichzeitig gezündeten ersten Stufen setzt 20 Triebwerke in der ersten Stufe ein, hat eine Startmasse von 2.015 t und transportiert 70,1 t in den LEO und bis zu 30,2 t in den GTO.

Das Konzept der Majak ist weitaus näher dem Ansatz der Angara, alle bisherigen Typen zu ersetzen. Die Familie kommt mit drei Triebwerken aus, sieben Stufen und deckt einen Nutzlastbereich von 1,5 bis 70 t ab. Die Angara dagegen mit fünf Triebwerken und neun Stufen bei maximal 40 t Nutzlast. Da Juschnoje aber in der Ukraine liegt, war spätestens mit dem Beginn der Ukrainekrise 2014 das Projekt gestorben.

 

Büchertipps

Von mir gibt es mehrere Bücher zum Thema Trägerraketen. Zum einen zwei Werke über alle Trägerraketen der Welt und zum Zweiten Bücher über die europäische Trägerraketenentwicklung.

Mein bisher umfassendstes Werk ist ein zweibändiges Lexikon über Trägerraketen mit 700 bzw. 600 Seiten Umfang. In ein Buch passten schlichtweg nicht alle Träger in ihren Subversionen so gibt es einen Band nur für US-Träger, einen zweiten für "internationale" Trägerraketen, sprich alle anderen Nationen. Beide Bände haben denselben Aufbau:

Nach einem einleitenden Kapitel über die Arbeitsweise von Raketen kommt ein einführendes Kapitel über die Raumfahrtbestrebungen des Landes und der Weltraumbahnhöfe, bei den USA ist dies natürlich nun eines. Danach kommen die Träger geordnet nach Familien mit gleicher Technologie in der historischen Entwicklung. Zuerst wird die Technologie und Entwicklungsgeschichte beim ersten Exemplar einer Familie beschrieben, dann folgt bei den einzelnen Mitgliedern nur noch die Veränderungen dieses Modells und dessen Einsatz.

Ich habe soweit möglich technische Daten zum schnelleren Nachschlagen in Tabellen ausgelagert, Querschnittsdiagramme, Grafiken über den Einsatz und bei den US-Trägerraketen auch komplette Startlisten komplettieren dann jedes Kapitel. Dazu gibt es von jedem Träger ein Startfoto.

In jedem Buch stecken so über 100 Subtypen, was den Umfang bei dieser ausführlichen Besprechung auf 600 Seiten (internationale Trägerraketen) bzw. 700 Seiten (US-Trägerraketen getrieben hat). Ich denke sie sind mit 34,99 und 39,99 Euro für den gebotenen Inhalt trotzdem sehr günstig.

Speziell mit der Geschichte der Trägerraketenentwicklung in Europa beschäftigt sich das zweibändige Werk Europäische Trägerraketen 1+2. Band 1 (Europäische Trägerraketen 1: Von der Diamant zur Ariane 4) behandelt die nationalen Trägerprogramme (Black Arrow und Diamant), das OTRAG-Projekt, die glücklose Europa-Rakete und die Ariane 1-4. Band 2: die aktuellen Projekte Ariane 5 und Vega. Sowie die Weiterentwicklungen Ariane 6 und Vega C. Beide Bücher sind voll mit technischen Daten, Details zur Entwicklungsgeschichte und zu den Trägern. Diese Bücher sind gedacht für Personen, die wirklich alles über die Träger wissen wollen. Der nur an allgemeinen Infos interessierte, wird mit dem Buch internationale Trägerraketen besser fahren das sich auf die wichtigen Daten beschränkt.

Es gibt von den europäischen Trägerraketen, da die Programme weitestgehend unabhängig voneinander sind, auch die Möglichkeit, sich nur über einen Träger zu informieren so gibt es die gleiche Information auch in vier Einzelbänden:

Auf einen eigenen Band für Ariane 5 und 6 habe ich verzichtet, weil dieser nur wenig billiger als Band 2 der europäischen Trägerraketen wäre, da Ariane 5+6 rund 2/3 des Buches ausmachen.

Meine Bücher sind alle in Schwarz-Weiss. Das hat vor allem Kostengründe. Bei BOD kostet jede Farbseite 10 ct Aufpreis. Es gibt jedoch ein Buch, das für Einsteiger gedacht ist und jeden Trägertyp nur auf zwei Seiten, davon eine Seite mit einem meist farbigen Foto abhandelt: Fotosafari durch den Raketenwald. Es ist weniger für den typischen Leser meiner Webseite gerichtet, die ja auch in die Tiefe geht, als vielmehr für Einsteiger und als Geschenk um andere mit der Raumfahrt zu infizieren.

Sie erhalten alle meine Bücher über den Buchhandel (allerdings nur auf Bestellung), aber auch auf Buchshops wie Amazon, Libri, Buecher.de und ITunes. Sie können die Bücher aber auch direkt bei BOD bestellen.

Mehr über diese Bücher und weitere des Autors zum Themenkreis Raumfahrt, finden sie auf der Website Raumfahrtbucher.de.




© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.

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