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Sojus Trägerrakete ist 50 Jahre alt


Moderne Version der Trägerrakete Sojus 2.1a

Die Geschichte der „Union“ begann vor langer Zeit, nicht vor 50 Jahren, sondern etwas früher. Der Anfang wurde durch eine Resolution des Zentralkomitees der KPdSU und des Ministerrates der UdSSR gelegt, in der die Notwendigkeit der Entwicklung einer Interkontinentalrakete festgestellt wurde, die eine thermonukleare Ladung in einer Entfernung von 10 000 Kilometern tragen kann. Einige Jahre später wurde die Aufgabe abgeschlossen und die Rakete mit speziell geschaffenen Raketentruppen in Dienst gestellt. Und 1959 fand der erste Start eines zweistufigen Raketentyps MBR R-7A statt. Bereits nachdem Yuri Gagarin ins All geflogen war, begann die UdSSR mit der Umsetzung eines Programms für längere Flüge. Das Problem war, dass die Voskhod-Rakete nicht für die Arbeit an einem solchen Projekt geeignet war. Diese Rakete wurde auch eines Besatzungsnotrettungssystems beraubt,die im Falle eines Notfalls, der nicht nur das Leben der Piloten, sondern auch des Personals am Boden bedroht, Rettungsmaßnahmen für das Team durchführen (Abschuss des Abteils).

Infolgedessen wurde beschlossen, eine neue mittelgroße Trägerrakete der R-7-Familie zu entwickeln. Die Kuibyshev- Niederlassung Nr. 3 von OKB-1 war für die Entwicklung und Herstellung verantwortlich . Die Entwicklung wurde von Dmitry Pavlovich Kozlov und Sergey Pavlovich Korolev geleitet. Das Design der Rakete wurde auf Basis der Trägerraketen R-7A und Voskhod erstellt. Die neue dreistufige Trägerrakete erhielt den Index 11A511 und den Namen "Union". Sie begannen damit Frachtschiffe vom Typ Progress und bemannte Raumschiffe vom Typ Sojus zu starten. Der erste Start erfolgte genau vor 50 Jahren und vor einem Tag, am 28. November 1966.

Insgesamt von 1966 bis 1976 32 Starts von 11A511-Trägerraketen wurden vom Kosmodrom Baikonur aus durchgeführt. 30 Starts waren erfolgreich. Anschließend wurden drei Modifikationen auf Basis der ersten Trägerrakete entwickelt: Sojus-L - zum Testen der Mondkabine des Weltraumraketenkomplexes N1-LZ; „Sojus-M“ - zum Starten von Spezialaufklärungssatelliten vom Typ Zenit-4MT in die erdnahe Umlaufbahn; und anschließend Sojus-U - zum Starten von Raumfahrzeugen vom Typ Sojus und Fortschritt in die Umlaufbahn. Darüber hinaus wurde Sojus verwendet, um viele Raumschiffe im In- und Ausland zu starten. Darunter befinden sich Geräte der Serien Cosmos, Resource-F, Photon und Bion.

11A511 Die Sojus galt auch als Trägerrakete, mit der ein bemanntes Schiff mit einer Besatzung von zwei Personen um den Mond fliegen konnte. Zu diesem Zweck war geplant, den gesamten Komplex in einer erdnahen Umlaufbahn zu nutzen, der aus dem bemannten Raumschiff Sojus-7A, dem Raketenverstärker Sojus-9K und dem Tankwagen Sojus-11K besteht. Es war geplant, alle diese Elemente des Systems mit einer mittelgroßen Trägerrakete in die Umlaufbahn zu bringen.



Die Sojus-Trägerrakete 11A511 Sojus unterschied sich von der ursprünglichen ROS 11A57 Voskhod durch eine modernisierte Einheit der dritten Stufe , die die Energieeigenschaften der Trägerrakete erhöhte. Anschließend wurden weitere Schritte modernisiert. Äußerlich haben sie sich nicht geändert, aber ihr Design und ihre Fähigkeiten unterschieden sich von den ursprünglichen. Weitere Änderungen umfassen Folgendes:

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Die Sojus-Trägerrakete selbst unterscheidet sich äußerlich von anderen Trägerraketen. Zunächst durch konische Blöcke der ersten Stufe und eine Kopfverkleidung mit vier Rechtecken aus Gitterstabilisatoren. Hervorzuheben ist auch ein Notrettungssystem oben auf der Rakete.

Die Länge der Trägerrakete beträgt nicht mehr als 50,67 m. Dies hängt von der Art des gestarteten Raumfahrzeugs ab. Die Quergröße wird an den Enden der Luftruder gemessen. Vor diesem Hintergrund beträgt der Querschnitt 10,3 m. Das Startgewicht beträgt nicht mehr als 308 Tonnen, die Gesamtmasse des Kraftstoffs beträgt nicht mehr als 274 Tonnen. Die sogenannte „trockene“ Masse einer Trägerrakete mit Transportpatronen und einer Nutzlast von nicht mehr als 34 Tonnen hängt vor allem von der Art des gestarteten Raumfahrzeugs ab.

Sojus-Trägerrakete kann einen Gesamtschub von 413 tf auf Meereshöhe und mehr als 505 tf im Vakuum entwickeln. Diese Rakete besteht aus folgenden Elementen:

  • die erste Stufe, die aus vier Startboostern besteht - Blöcke "B", "C", "G" und "D";
  • die zweite Stufe, die aus einer Zentraleinheit "A" besteht;
  • dritte Stufe - Block "I";
  • Nutzlastadapter, Kopfverkleidung und Rettungssystem für die Besatzung.

Mit der Sojus-Trägerrakete 11A511 können Nutzlasten mit einem Gewicht von bis zu 7,1 Tonnen in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht werden. Bei der Konstruktion der Rakete wurden modifizierte Triebwerke des zweistufigen ICBM R-7A und des dreistufigen Mittelstartfahrzeugs Voskhod verwendet.

Notrettungssystem


Wie oben erwähnt, war eine der Hauptaufgaben der Entwickler der neuen Trägerrakete die Entwicklung eines Rettungssystems für die Besatzung. Es wurde 15 Minuten vor dem Start der Trägerrakete aktiviert und konnte die Rettung der Besatzung während des Starts oder während des Fluges in jedem Teil davon gewährleisten.

Die Sojus-Trägerrakete bestand unter anderem darin, Raumfahrzeuge des gleichnamigen Sojus-Programms in die erdnahe Umlaufbahn zu bringen. Dieses Schiff bestand aus drei Abteilen. Das erste Fach ist das Orbital, dann das Instrumentenaggregat und das Abstiegsfahrzeug. Dieses Gerät befand sich in der Mitte des Schiffes, während sich das Antriebselement darunter befand. Aus diesem Grund musste das Schiff zusammen mit der Kopfverkleidung von der Rakete an einen sicheren Ort gebracht werden.



Um diese Idee umzusetzen, wurden Feststoff-Raketentrennmotoren an der Spitze der Kopfverkleidung installiert. Ihre Aufgabe war es, die Haupteinheit mit der Besatzung zurückzuziehen. Ganz oben im Modul befand sich ein kleiner Motor, der die Kopfverkleidung unmittelbar nach dem Auslösen des Hauptmotors für feste Brennstoffe des Abteils zur Seite führen sollte. Das Festtreibstoffantriebssystem CAC besteht wiederum aus zwei Mehrdüsenblöcken von Festtreibstoffmotoren mit vier kleinen Festtreibstoffmotoren.

Das Schiff selbst war mit der Kopfverkleidung durch drei Stützen verbunden, die den Lander umgaben und gegen den unteren Rahmen des Haushaltsabteils stießen. Damit das Schiff im Flug stabil bleibt, wurden vier Gitterstabilisatoren an der Kopfverkleidung angebracht. Dieses Schema wurde zur Grundlage für die gesamte Reihe der "Gewerkschaften".

Eigenschaften des Sojus-Rettungssystems:

  • Länge - 19,825 m;
  • Der maximale Durchmesser beträgt 3 m;
  • Gewicht mit Nutzlast (Sojus 7K-OK) - 8,51 t;
  • Nutzlastmasse (Sojus 7K-OK) - 6,56 t;
  • Die Rückstellzeit der CAC-Antriebssysteme beträgt T + 157 Sekunden;
  • Die Rückstellzeit für die Kopfverkleidung beträgt T + 161 Sekunden.
  • CAC-Gewicht: 1,95 t

Die Sojus-Trägerrakete hatte mehrere Modifikationen. Insbesondere wurden auf der Basis von 11A511 Sojus zwei Modifikationen entwickelt: Sojus-L und Sojus-M. Der Sojus-L LV zeichnete sich durch eine etwas ungewöhnliche Form der Kopfverkleidung aus. Es gab drei Starts mit dieser Trägerrakete. An Bord befanden sich die Raumschiffe Cosmos-379, Cosmos-398 und Cosmos-434.

Eine weitere Modifikation, die Sojus-M, wurde entwickelt, um das militärische Forschungsschiff Sojus 7K-VI in die Umlaufbahn zu bringen. Die Teams der TsKBEM-Niederlassung in Kuibyshev und des Progress-Werks waren an der Entwicklung beteiligt. Mit dieser Modifikation wurden acht Raumschiffe vom Typ Zenit-4M Orion für den speziellen Zweck ins All gebracht. Diese Starts wurden vom Kosmodrom Plesetsk aus durchgeführt.

Eine weitere Modifikation des Sojus-U wurde 1970-1973 entwickelt. Zunächst sollten bemannte Raumschiffe vom Typ Sojus und Frachtraumschiffe gestartet werden, und Progress transportierte unbemannte Fahrzeuge in die erdnahe Umlaufbahn. Mit Hilfe dieser Modifikation wurden Cosmos, Resource-F, Photon, Bion und mehrere fremde Raumschiffe ins All gebracht. Der Hauptunterschied zwischen dieser Trägerrakete und dem Original ist das Vorhandensein von Motoren der ersten und zweiten Stufe mit verbesserten Energieeigenschaften. Diese Modifikation ist die sicherste und gefragteste geworden. Es wurde 771 Mal gestartet.

Die Sojus-2-Trägerrakete ist eine modernisierte Version des Sojus-U, die bei TsSKB-Progress entwickelt wurde. Die Trägerrakete kann je nach Startpunkt von 2800 bis 9200 kg in eine erdnahe Umlaufbahn starten.

Die Sojus-ST-Trägerrakete ist eine ganze Familie mittelgroßer Trägerraketen, die auf der Grundlage der Sojus-2-Trägerrakete speziell für kommerzielle Starts vom Raumfahrtzentrum Kourou entwickelt wurden. Die Hauptunterschiede dieser Rakete zur Basisversion sind das modernisierte Steuerungssystem, mit dem Fernbefehle vom Kundencenter empfangen werden können, um den Flug zu beenden. Darüber hinaus wurde die Telemetrie speziell für europäische Bodenstationen zum Empfang telemetrischer Informationen fertiggestellt und modifiziert.

Im Jahr 2001 wurde die Trägerrakete Sojus-FG auf den Markt gebracht. Über 15 Jahre wurden 48 Starts im Rahmen des bemannten Programms und 10 Startkampagnen mit Nutzlasten durchgeführt.



Problemsituationen


Es gab nur wenige, nur zwei. Der erste Vorfall ereignete sich am 14. Dezember 1966, als der Pyrozapal bei der Vorbereitung des Starts nicht funktionierte. Dann brach das automatische Steuersystem den Start ab und die Rakete blieb am Start. Die Mitarbeiter des Raumhafens begannen mit der Durchführung von Kraftstoffablassverfahren. 27 Minuten nach dem Abbruch des Starts funktionierte das Notrettungssystem des Schiffes. Anschließend stellte sich heraus, dass sie die ganze Zeit aktiv blieb. Aufgrund der Erdrotation zeichneten die Sensoren die Winkelabweichung des Raumfahrzeugs auf und das Notfallsystem begann zu arbeiten.

Danach begann im verbleibenden Teil der Trägerrakete ein Brand aufgrund der Zündung des aus den Rohrleitungen austretenden Kühlmittels. Nach dem Trennen des Kopfteils verloren die Rohrleitungen ihre Rückschlagventile. Eine Reihe von Explosionen folgte dieser beschädigten Ausrüstung. Glücklicherweise verließen die meisten Menschen die Gefahrenzone. Ein Mann erstickte im Rauch und zwei weitere starben am nächsten Tag an den Folgen von Verletzungen.

Der zweite Vorfall ereignete sich am 5. April 1975. Als das Schiff dann in die Umlaufbahn gebracht wurde, kam es zu einem Absturz und die Automatisierung „entschied“ sich, das Schiff vom Träger zu trennen. Die Trennung erfolgte in einer Höhe von etwa 150 Kilometern über der Erdoberfläche. Der Lander des Schiffes landete in der Nähe von Gorno-Altaisk auf einem Berghang. Das System rollte den Hang hinunter und hielt nur an, weil die Astronauten den Fallschirm nicht abschossen. Er klammerte sich an einen Baum, der am Rande des Abgrunds wuchs. Die Besatzung wurde gerettet, niemand starb.

Was jetzt?


Die Sojus-Trägerrakete wurde 10 Mal modifiziert. Jetzt werden Sojus-U-Trägerraketen zum Starten von Transportfrachtschiffen eingesetzt. Darüber hinaus werden neue Raketen dieser Modifikation nicht verwendet. Am 1. Dezember dieses Jahres wird die Soja-U-Modifikations-Trägerrakete mit dem Progress MS-04 TGC auf den Markt gebracht.

Hervorzuheben ist die Entwicklung von Sojus-2.1a", deren Entwicklung bereits in den schwierigen neunziger Jahren für die heimische Luft- und Raumfahrtindustrie begann. Die Energiekapazitäten dieses Raumfahrzeugs nahmen zu, und Experten konnten die Genauigkeit beim Einsetzen des Raumfahrzeugs in die Umlaufbahn verbessern. Außerdem wurde der Test und die Vorbereitung von Raketen vor dem Start automatisiert. Auf dem modernisierten" Sojus-Motoren mit verbesserten Düsenköpfen wurden sowohl im ersten als auch im zweiten Schritt installiert, und es wurde ein neues Telemetriesystem eingeführt. Treibmittel-Treibmittelkomponenten pH-negative Pflanzen - Kerosin und flüssiger Sauerstoff (T-1).

Insgesamt wurden 1020 Starts der "Gewerkschaften" verschiedener Modifikationen durchgeführt. Für den Start der Sojus wurden sieben Startplätze geschaffen, von denen sich drei in Plesetsk, zwei in Baikonur, einer im Raumfahrtzentrum von Guayana und einer im Kosmodrom Vostochny befinden.

Am 28. November 2016 fanden 23 Starts von Sojus-2-1a und 21 Starts von Sojus-2-1b statt.

Source: https://habr.com/ru/post/de399511/

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