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ShtilDie Shtil und Volna Trägerrakete

Die Abrüstungsverhandlungen zwischen der GUS und den USA haben seit Ende der achtziger Jahre sehr viele Raketen auf beiden Seiten freigesetzt. Diese werden nun zumindest zum Teil als Raumfahrtträger eingesetzt (Zum Teil deswegen, weil es so viele sind, alleine die USA verfügten über 1000 Minuteman Raketen!). Es gibt allerdings zwei unterschiedliche Ansätze in Ost und West. In den USA werden vor allem die Stufen in neuen Raketen verwendet (Taurus, Athena), seltener ganze Raketen (Minotaur). In Russland wird die ganze Rakete verwendet und eventuell um eine Oberstufe ergänzt.

Wie schon zu Beginn des Weltraumzeitalters sind die Sowjets im Vorteil: Ihre Raketen sind größer. Amerikanische Interkontinentalraketen wiegen zwischen 30 und 65 t, russische zwischen 60 und 100 t. Damit sind größere Nutzlasten möglich.

Bei der Shtil und der Volna handelt es sich um eine Besonderheit: Es ist keine ICBM sondern eine von einem U-Boot abgefeuerte Rakete. Weitere andere Schiffs- oder U-Boot stationierte Raketen werden als Trägerraketen angeboten, haben bislang jedoch noch keinen Start absolviert.

Shtil

Die Shtil basiert auf der russischen Rakete R-29RM Sineva, von der Nato auch als SS-N-23 "Skiff" bezeichnet. Es ist eine Weiterentwicklung der R-29, ebenfalls eine U-Boot Rakete. Die 40.3 t schwere lange Rakete sollte eine 2.8 t schwere Nutzlast über eine Distanz von 8300 km befördern. Die R-29M hat eine Länge von 14.8 m und einen Durchmesser von 1.9 m. Die Entwicklung der R-39RM begann 1979. Nach 16 land- und seegestützten Starts fand die Stationierung im Jahre 1986 statt.

Shil Start von TubsatDie Stationierung fand auf 7 U-Booten der Delta IV Klasse statt. Jedes dieser U-Boote konnte 16 Raketen mit je 4 Sprengköpfen von je 100 kt Sprengkraft mitführen. Eine Version mit 10 Sprengköpfen wurde entwickelt, aber nach Unterzeichnung des START-1 Vertrages nicht stationiert. Im Jahre 1999 verlautbarte Russland dass sie die Produktion der SS-N-23 wieder aufnehmen wolle um andere veraltete Raketen zu ersetzen.

Die R-29RM ist eine dreistufige Rakete, angetrieben durch die lagerfähige Treibstoffkombination Stickstofftetroxid (Oxidator) und UDMH (Verbrennungsträger) in allen Stufen. Sie kann unter Wasser abgefeuert werden.

Neben der Shtil 1 / Shtil 1N gibt es eine zweite Version namens Shtil 2/2N, welche sich aber nur in der Nutzlastverkleidung unterscheidet. Die Shtil 1 verwendet die Verkleidung der SS-N-23. Die Shtil 2 dagegen eine größere für Satelliten besser geeignete. Es gibt zwei Versionen mit Längen von 16 m (Shtil 2) und 18.3 m (Shtil 2R). Die letztere kann nur vom Land aus gestartet werden. Die größere Verkleidung senkt allerdings die Nutzlastmasse ab.

Die neueste Version Shtil 3 hat eine dritte Stufe mit mehr Treibstoff und eine zusätzliche Injektionsstufe. Die Startmasse steigt dadurch auf 44 t und die Länge auf 19 m. Für die Nutzlast stehen 3.6 m³ zur Verfügung. Diese Rakete wird nur von Land aus gestartet. Sie transportiert bis zu 430 kg Nutzlast. Pläne gab es auch die Rakete von einem Flugzeug aus abzuwerfen, um so die Nutzlast zu erhöhen. Diese sind inzwischen aber wohl aufgegeben worden. Die Shtil soll je nach Version nur 100-300.000 USD kosten und ist damit der preiswerteste verfügbare Träger. Neben Kleinsatelliten ist die Rakete auch für den Transport von Wiedereintrittskapseln geeignet. Ohne die Kosten für das U-Boot liegt eine Shtil 3 bei 200.000 USD, dazu kommen nochmals etwa 100.000 USD für den Start.

Shtil Familie
Rakete Shtil 1 Shtil 2 Shtil 2R Shtil 3
Länge 14.8 m 16 m 18.3 m 19 m
Startmasse 39300 kg 39700 kg 40000 kg 44000 km
Nutzlastvolumen nutzbar 0.195 m³ 0.25 m³ 1.17 m³ 3.60 m³
Nutzlast 200 km Höhe 280 kg 200 kg 220 kg 430 kg
Startmethode U-Boot/Boden U-Boot/Boden Boden Boden

Die erste Stufe der Shtil hat eine Länge von 7.7 m bei einem Durchmesser von 1.9 m. Ihr RD-0233 Antrieb mit 682 kN Schub brennt 75.02 Sekunden lang. Stabilisiert wird der Flug durch 4 Vernierdüsen, die 5 Sekunden länger brennen. Aus den Daten lässt sich eine Treibstoffmasse von 17.2 t errechnen. Weitere Details über Stufenmassen und Schub gibt es nicht.

Shtil, dritte StufeDie zweite Stufe hat eine Länge von 4.9 m bei ebenfalls 1.9 m Durchmesser. Sie brennt 87 Sekunden lang. Über Sie und die dritte Stufe, welche eine Länge von 2.8 m hat sind keine weiteren Daten bekannt. Die Nutzlast einer Shtil 1 in einen 200 km hohen Orbit beim Start von der Barentsee aus liegt bei 280 kg. Die der Shtil 2 bei 200 kg. Eine von einem Flugzeug in Äquatornähe abgeworfene Shtil 3 soll bis zu 950 kg erreichen. Normalerweise wird die Shtil von einem U-Boot der Delta Klasse aus der Barentsee aus gestartet. Dieser Startplatz liegt bei 69 Grad Nord, 35 Grad Ost, nördlich von Moskau. Es sind von der Barentsee alle Inklinationen über 69 Grad möglich. Es ist auch ein Start von Land aus möglich.

Da ein Atom U-Boot prinzipiell jede geographische Breite anfahren kann ist dies ein Gegenstück zu dem Unternehmen Sea Launch auf See. Bisher fand am 7.7.1998 der bisher erste orbitale Einsatz statt, wo ein deutscher Experimentalsatellit in den Orbit gebracht wurde. Für den 1.3.2005 war der Start des experimentellen Satelliten Cosmos-1 geplant. Dieser nur 4 Millionen USD teure Satellit der Planetary Society sollte ein elektrische Triebwerk erproben. Als der Start am 21.6.2005 stattfand war zunächst nicht klar ob der Satellit in einen Orbit gelangte, nachdem man zeitweise Telemetrie empfing. Eine Untersuchung ergab, dass die zweite Stufe der Shtil nicht die nominelle Leistung brachte und so der Satellit keinen Orbit erreichte.

Erfolg Datum Nutzlast Version
x 07.07.1998 Tubsat-N Shtil-1
- 21.06.2005 Cosmos-1 Shtil-1

Die Volna

VolnaDie zweite russische U-Boot ICBM die als Trägerrakete angeboten wird ist die Volna. Sie basiert auf der R-29L (NATO Code SS-N-18 Stingray). Dies ist eine zweistufige U-Boot Rakete. Die R-29L war die erste russische U-Boot Rakete mit MIRV Sprengköpfen, welche über interkontinentale Distanz eingesetzt wurde. Wie die R-29RM basiert diese Rakete auf der R-29. Doch anstelle eines einzelnen Sprengkopfes konnte diese ein MIRV Modul mitführen, das 3-7 Sprengköpfe über Distanzen von 6500 km befördern konnte. Die Version mit einem Sprengkopf erreichte 8000 km Reichweite. Die Nutzlast betrug in beiden Fällen 1600 kg.

Die R-29L ist eine zweistufige Rakete mit einer Länge von 14.1 m und einem Durchmesser von 1.8 m. Die Startmasse beträgt 35.3 t. Die Entwicklung begann 1973. Die ersten Testflüge 1976 und die Stationierung 1979. Es gab 22 Testflüge. Stationiert wurde die Rakete auf 14 U-Booten der Delta III Klasse.

Über die Volna sind noch weniger Daten bekannt als über die Shtil. Da die Rakete nur zweistufig ist, benötigen Satelliten einen eigenen Kickantrieb um einen Orbit zu erreichen. Beide Stufen verwenden die Treibstoffkombination UDMH / Stickstofftetroxid. Wie die Shtil 1 wird die originale ICBM verwendet. Die Nutzlast wird also nur von einer kleinen Verkleidung für Atomsprengköpfe umhüllt. Für die Nutzlast steht ein Volumen von 1.3 m³ zur Verfügung.

Volna bei der Einbringung in das U-BootBeim Start von der Barent See aus erreicht eine 50 kg schwere Nutzlast einen 70-80 Grad geneigten 600 km hohen Orbit. Beim Start im pazifischen Ozean kann dieselbe Nutzlast in einen 900 km hohen, 52 Grad geneigten Orbit transportiert werden. Die maximale Nutzlastmasse in einen 400 km Orbit liegt je nach Startplatz zwischen 115 und 130 kg. Aufgrund der kleinen Nutzlastmasse ist die Volna eher geeignet als Höhenforschungsrakete eingesetzt zu werden. In dieser Konfiguration kann eine Volna eine 250-650 kg schwere Nutzlast in eine Höhe von 2000-3000 km bringen. Dies erlaubt 20-40 Minuten Messungen in der Schwerelosigkeit. Nach dem ersten Start 1995 mit einem deutschen Mikrogravitationsexperiment fanden 3 Einsätze dieser Konfiguration statt, von denen einer scheiterte. Als Höhenforschungsrakete kann die Rakete bis zu 720 kg Nutzlast transportieren, davon entfallen 400 kg auf die Forschungsinstrumente, der Rest auf die Kapsel. Es steht ein Volumen von 80 × 48 × 48 cm für Instrumente zur Verfügung. Die Kapsel ist ein Wiedereintrittskopf vom Typ WKK ohne Atomsprengkopf.

Die Volna wird vom russischen Hersteller der Rakete Makeyev angeboten. Dieser ist auch Anbieter der Shtil. Dieser bietet auch die Vysota Rakete an, basierend auf der SS-N-8 "Sawfly" (RS-40M) Rakete. Diese 33.3 t schwere Rakete verfügt jedoch nur über ein Volumen von 0.7 m³ für die Nutzlast. Sie absolvierte bislang keinen Start. Es gibt weitere U-Boot Raketen die man als Weltraumträger einzusetzen gedenkt. (PRIBOI, Riksha, Urengoi, Air Launch) Die größten zusammengesetzt aus 5 Stufen der RS-52M und RS-54M sollen eine Nutzlast von 2.4 t haben. Bislang sind jedoch Vermarktungserfolge ausgeblieben.

Weitere noch 1993 geplante Konvertierungen von U-Boot Raketen sind die Rif-MA (entwickelt aus der RSM-52 / SS-N-20), Syb (RSM-25) wurden in den letzten Jahren aufgegeben zugunsten der größeren Typen Volna und Shtil.

Ein weiterer Start der europäischen „Expert“ Kapsel für die Erprobung einer Wiedereintrittskapsel und ihrer Landesysteme wurde 2010 abgeschlossen, dann aber die Zusage zurückgezogen. Ein Startpreis von 2 Millionen Euro wurde dabei genannt.


Rakete Shtil Volna Vysota PRIBOI Riksha Urengoi Air Launch
basierend auf SS-N-23 SS-N-18 SS-N-8 SS-N-20 / SS-N-23 Zenit - Herkules-N / Sojus
Startmasse 39.3-44 t 35.3 t 33.3 t 104 t 65-185 t 180 t 103 t
Nutzlast 200-430 kg 115 kg - 3400 kg 600-4000 kg 5000 kg 3000-3800 kg

Links

FAS Informationen SS-N-23

FAS Informationen SS-N-18

Makarew

Starts der Shtil und Volna

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 sowie die deutsche OTRAG), 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. Aber vielleicht erscheint ein eigener Band über die Ariane 6 wenn diese mal einsatzbereit ist und es mehr Informationen über sie gibt,

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: es ist das Buch "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. Etwa 70 TZrägerraketen die sich äußerlich voneinander unterscheiden werden in diesem Buch kurz vorgestellt - auf je einer Doppelseite.

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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