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Die Safir (Shahab 3)

Einleitung

Am 3.2.2009 brachte Iran mit dem dritten Startversuch nach dem 4.2.2008 und 16.8.2008, den Satelliten Omid 1 in den Orbit. Als Trägerrakete wird die Safir IRILV genannt, ein Abkömmling der Shahab-3 Mittelstreckenrakete. Der Orbit war elliptisch mit einem erdnächsten Punkt von 245 und einem erdfernsten von 439 km. Die Inklination betrug 55,6 Grad.

Die Safir

Verlässliche Daten über die Safir gibt es wie bei Nordkoreas Raketen wenige. Allerdings präsentierte man im iranischen Fernsehen die Rakete und Teile daraus und so hat man einige Rückschlüsse über die Safir gewonnen. Die erste, 2008 gezeigte Safir, weicht von den späteren Modellen leicht ab. Die Beschreibung bezieht sich auf die ab 2009 eingesetzte Version. Aus den Bildern sind die Abmessungen ableitbar: Die Safir ist etwas über 22 m hoch und hat einen Durchmesser von 1,25 m. Die Tanks der ersten Stufe sind 15 m lang, die der Zweiten 3 und die Nutzlastsektion 2 m. Die Startmasse wird auf 26 t geschätzt.

Die erste Stufe brennt nach den Angaben eines suborbitalen Tests 100 s lang. Die erste Stufe hat ein einzelnes Haupttriebwerk. Das Heck zeigt Strahlruder und Finnen und ähnelt dem Heck einer Scud. Das ist nicht verwunderlich, ist doch die Shahab-3, das militärische Ausgangsmuster, ein Scud-Abkömmling. Ein iranisches Video zeigt die Herstellung des Triebwerks, das monolithisch ist und bei dem Kühlrippen aus dem Metallblock herausgefräst werden, das ist relativ rückständig. Aus Gewichtsgründen werden Raketentriebwerke schon seit den Fünfziger Jahren aus verschiedenen Elementen zusammengeschweißt oder gelötet. Die Scud z. B. aus zwei Wellblechen, moderne Brennkammern aus vielen kleinen Röhren, die einzeln verschweißt werden. Das Video machte auch klar, dass Iran die Raketen selbst fertigt.

Iran bekam die Technologie wahrscheinlich von Nordkorea. Viele Beobachter sehen die erste Stufe der Taepodong 1 und Safir als ähnliche Raketen an. Dann würde sie von einem NoDong Triebwerk angetrieben. Iran gibt den Vakuumschub mit 310 kN an und den Startschub mit 29 t, also 284,4 kN. Das passt zu einem einzelnen Triebwerk der Unha / Simourgh, die jeweils vier dieser Triebwerke einsetzen. Ein solcher Startschub wird auch für die Taepodong vermutet. Über die zweite Stufe ist wenig bekannt. Auffällig ist aber, dass sie den gleichen Durchmesser wie die Unterstufe hat. Sie ist aber deutlich kürzer als jede Stufe der Unha oder Taepodong. Mindestens zwei kleine Düsen sind in einem iranischen Video zu erkennen, die Animation des Satellitenstarts deutet dagegen auf vier Brennkammern hin. Eine dritte Düse könnte Abgase entlassen, dazu müsste die Stufe aber turbinengefördert sein, was bei einer so kleinen Stufe eher ungewöhnlich ist. Die Triebwerke sind selbst für eine zweite Stufe sehr klein, nur 36 cm hoch mit einem maximalen Durchmesser der Düse von 15 cm. Bei gleicher Technologie wie bei der ersten Stufe, dürfte ihr Schub weniger als 6 % der ersten Stufe betragen, was für die geschätzte Treibstoffmenge von 3 t eine lange Brennzeit ergeben würde.

Viele Autoren sehen daher in den Triebwerken eine Verwendung der Verniertriebwerke der R-27, einer U-Boot Mittelstreckenwaffe, die von Russland in großer Zahl produziert worden ist und die im Verdacht steht, in andere Staaten „gewandert“ zu sein. Deren Verniertriebwerke haben 31 kN Schub. Für den Autor spricht gegen diese These, dass die R-27 wesentlich moderner als die Scud ist, ihre Technologie entspricht in etwa der Zyklon, auch nutzt sie NTO/UDMH als Treibstoff. Wenn man Zugang zu dieser Technologie hat, warum baut man nicht um sie herum eine Trägerrakete? Das Haupttriebwerk hat fast den gleichen Schub wie das der Safir, es wäre viel einfacher gewesen, diese Rakete um eine Stufe zu erweitern und so eine Trägerrakete zur Verfügung zu haben. Safir

Bedingt durch die nur zweistufige Bauweise ist die Nutzlast der Safir klein. Der erste Satellit, der 27 kg schwere Omid 1 (Hoffnung) diente wahrscheinlich nur zur Erprobung der Rakete. Omid hatte keine Solarzellen und war batteriebetrieben. Funksignale des Satelliten konnten bei einer Frequenz von 459 MHz von der englischen Kettering Grammar School empfangen werden. Ihm folgten weitere Satelliten, die alle in elliptische Umlaufbahnen, mit einem (wegen der zweistufigen Bauweise) niedrigem Perigäum abgesetzt wurden. Bei mindestens einem Satelliten war ein Kaltgastriebwerk eingebaut, das die Umlaufbahn anheben sollte, es versagte jedoch. Norbert Brügge führt vier Unterversionen der Safir auf, die sich aber nur im (nicht bekannten) spezifischen Impuls, nicht aber der Bauweise unterschieden. Nach Ansicht des Autors kann die unterschiedliche Nutzlast von 25 bis 55 kg bei den hohen Trockenmassen der Stufen auch einfach durch Optimierung der Bahn resultieren.

Datenblatt Safir

Einsatzzeitraum:
Starts:
Zuverlässigkeit:
Abmessungen:
Startgewicht:
Maximale Nutzlast:
Nutzlasthülle:
2008 – heute
7, davon 3 Fehlstarts
57,1 % erfolgreich
22,60 m Höhe, 1,25 m Durchmesser
26.000 kg
55 kg in einen 200 km hohen, 55° LEO-Orbit
2,00 m Höhe, 1,25 m Durchmesser.

Stufe 1 Stufe 2
Länge: 17,50 m 3,10 m
Durchmesser: 1,25 m 1,25 m
Startgewicht: 21.610 kg ? 3.420 kg ?
Trockengewicht: 2.220 kg ? 380 kg ?
Schub Meereshöhe: 284,4 kN
Schub Vakuum: 304,1 kN 2 × 17,7 kN ?
Triebwerke: 1 × Nodong? 2 × R-27 Vernier?
Spezifischer Impuls (Meereshöhe): 2378 m/s ?
Spezifischer Impuls (Vakuum): 2422 m/s? 2844 m/s ?
Brenndauer: >100 s (160 s ?) 250 s ?
Treibstoff: Salpetersäure / Kerosin Salpetersäure / Kerosin

Die Simorgh

Am 14.4.2009 gab Iran bekannt, dass es bis 2010 eine Safir-2 entwickeln wird. Zwei Ghadr-101/Samen Booster mit festem Treibstoff sollen die Shahab 3C Erststufe unter­stützen. Eine dritte Stufe mit festen Treibstoffen soll die Nutzlast verdoppeln. Damit seien auch Bahnen bis zu 700 km Erdentfernung möglich.

Die Safir 2 wurde inzwischen in Simorgh umbenannt. 2010 gab es die ersten Abbildungen der Rakete. Sie ist ohne Booster, zweistufig und deutlich größer als die erste Version. Sie ist 24,80 m lang, hat einen maximalen Durchmesser von 2,40 m (zweite Stufe: 1,50 m). Die erste Stufe ist mit Zwischenstufenadapter 17,81 m lang, die Zweite mit Nutzlastverkleidung 8,18 m. Das Heck hat vier Triebwerke, wie bei der Safir sind aber nur die Düsenöffnungen zu erkennen, das gesamte Heck ist sonst verkleidet. So sind die Triebwerke nicht schwenkbar und müssen mit Schubvektorsteuerung (Strahlruder) arbeiten. Auch hier könnten wieder Nodong Triebwerke zum Einsatz kommen. Der Durchmesser der Stufen passt zur Unha 2, nicht jedoch die Länge. Startgewicht (77 t) und Nutzlast (100 bis 150 kg) sind jedoch vergleichbar. Es erstaunt, dass Iran dazu nur zwei Stufen braucht.

Später wurde noch eine zweite Version Simorgh B vorgestellt, die mit 27 m etwas länger ist. Eine weitere Version mit einer noch unbekannten dritten Stufe ist in Planung. Die Simorgh soll vier Triebwerke von je 29 t Schub und ein Fünftes zur Lagekontrolle mit 13,6 t Schub einsetzen. Man hat also die vier Triebwerke der Safir 1 gebündelt. Der Gesamtschub von 129,6 t ist eigentlich für eine nur 77 t schwere Rakete zu hoch. Für die zweite Stufe wird angenommen, dass sie vier der Verniertriebwerk der RS-27 einsetzt. Die Safir setzte zwei dieser Triebwerke ein. Simorgh, im Deutschen als „Simurgh“ geschrieben, ist ein geflügeltes Fabelwesen der persischen Mythologie, vergleichbar mit dem Phoenix in der griechischen Mythologie.

Im Mai 2015 gab Iran bekannt, dass im nächsten Jahr der erste Start einer Simorgh stattfinden soll. Drei Satelliten wären für Starts mit dieser Trägerrakete vorgesehen. Analysten sehen in der Simourgh eine iranische Adaption der Unha. Der Durchmesser der ersten Stufe ist der gleiche. Wie bei der Safir weichen aber Stufenlänge und Größe der Oberstufen ab. Weitere Ankündigungen von Iran waren die IRIS, Tir und „Mehr“. Keine dieser Trägerraketen wurde aber umgesetzt. Iran hat auch ein aktives Programm mit suborbitalen Starts und dabei schon Affen in Kapseln in den Weltraum geschossen und lebend wieder geborgen. Wie bei der Unha wurden die Daten der Raketen von Norbert Brügge übernommen. Die Trockenmasse der dritten Stufe der Simorgh wurde leicht um 100 kg erhöht und der spezifische Impuls etwas abgesenkt um realistische Werte für die Aufstiegsverluste zu erhalten. Bei der Safir musste die dritte Stufe um 50 kg schwerer werden.

Am 27.2017 fand der erste Teststart der Simourgh statt, der jedoch keinen Orbit erreichte. Das war nach iranischen Angaben auch nicht geplant. Iran sprach von einem erfolgreichen Test. Die Nutzlast wurde mit 250 kg für einen 500 km hohen Orbit angegeben. Eine feste Kickstufe soll sie für höhere Umlaufbahnen noch steigern. Derzeit ist sie klein weil die zweite Stufe mit einem mehrfachen des Gewichtes des Satelliten auch auf die Umlaufbahn gelangt.

Datenblatt Simorgh

Einsatzzeitraum:
Starts:
Zuverlässigkeit:
Abmessungen:
Startgewicht:
Maximale Nutzlast:

Nutzlasthülle:
2017 -
1
100 % (nach iranischen Angaben)
25,98 m Höhe, 2,40 m Durchmesser
84.450 kg
 250 kg in einen 200 kg in hohen LEO-Orbit
150 kg in einen 500 km hohen Orbit
3,20 m Höhe, 1,50 m Durchmesser. 150 kg Gewicht?

Stufe 1 Stufe 2
Länge: 16,30 m + 1,50 m Stufenadapter 5,00 m
Durchmesser: 2,40 m 1,50 m
Startgewicht: 74.560 kg ? 10,120 kg ?
Trockengewicht: 8.540 kg ? 1.200 kg ?
Schub Meereshöhe: 4 × 284,4 kN + 133 kN
Schub Vakuum: 4 × 304,1 kN + ? kN 4 × 17,7 kN
Triebwerke: 4 × Nodong? 4 × R-27 Vernier?
Spezifischer Impuls (Meereshöhe): 2378 m/s?
Spezifischer Impuls (Vakuum): 2422 m/s? 2844 m/s?
Brenndauer: 135 s? 358 s?
Treibstoff: Salpetersäure / Kerosin UDMH / NTO?

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