Panorama

Eine Rakete wird planmäßig in ihre Einzelteile zerlegt

Erfolgreicher Start der Sojus-Rakete MS-09, mit der Alexander Gerst im Juni 2018 zur ISS flog. (Foto: ESA)

Immer dann, wenn Kosmonauten oder Astronauten vom legendären Startplatz Nummer 1 (Gagarin-Rampe) im Kosmodrom von Baikonur in den  Himmel über Kasachstan aufsteigen, um die Internationale Raumstation (ISS) zu besuchen, ist das  für die Öffentlichkeit ein unbeachteter Routine-Vorgang, für die Verantwortlichen der Raumfahrt indessen immer noch ein außergewöhnliches Ereignis, wie sich eindrucksvoll auch am 11. Oktober 2018 zeigte, als Nick Hague (USA) und sein russischer Kollege Alexej Owtschinin nach einer Fehlfunktion der Rakete Sojus MS-10 notlanden mussten.

Weil mit solchen Fehlfunktionen immer gerechnet werden muss, ist die Anspannung vor und während eines Starts für die direkt Beteiligten in jeder Sekunde greifbar und nicht nur allein der Tatsache geschuldet, dass sich niemand bei den Kosten im Raumfahrtgeschäft Fehler erlauben darf. Denn Raumfahrt ist bleibt auch trotz der wissenschaftlichen Konzeption immer noch ein Abenteuer voller Unwägbarkeiten. Und ob die Triebwerke einer Rakete in Baikonur (Kasachstan), Korou (Französisch Guyana), Jiuquan (China), Wostotschny, Plessezk (beide Russland) oder dem Kennedy Space Center (USA) zünden – Starts in den Weltraum sind niemals Alltagskram, sondern Abbild höchster Ingenieurskunst.

Dabei hatte die fehl geschlagene Mission Sojus MS-10 insofern sogar etwas Positives, weil das perfekt arbeitende Rettungssystem die Raumfahrer sicher zur Erde zurück brachte.  Sie landeten etwa 400 Kilometer nordöstlich vom Startplatz Baikonur und rund 25 Kilometer von der kasachischen Stadt Dscheskasgan entfernt. Nach der Feststellung des Fehlers beim Start von Sojus MS-10  – ein defekter Sensor hatte die korrekte Abtrennung eines der vier Booster verhindert –,  flogen bereits 53 Tage danach, am 3. Dezember 2018, die US-Astronautin Anne McClain, der Kanadier David Saint-Jacques und der russische Kosmonaut Oleg Kononenko zur ISS und koppelten sechs Stunden nach dem Abheben in Baikonur an die Raumstation an. Auch Owtschinin und Hague haben ihren abgebrochenen Flug nachgeholt und sind (zusammen mit der US-Amerikanerin Christina Koch) am 14. März 2019 mit Sojus MS-12 zur ISS geflogen.

Doch wegen des Unfalls vom 11. Oktober bleiben für den interessierten Laien die ingenieurtechnischen Lösungen, um eine Rakete während des Aufstiegs planmässig in ihre Einzelteile zu zerlegen, faszinierend. Die minutiös geplante „Zerstörung” der Rakete muss im Sekundentakt perfekt funktionieren. Die kleinste Abweichung vom vorgesehenen Regime führt – wie Sojus MS-10 bestätigte – zum Scheitern der Mission.

Zehn Minuten

Um eine Nutzlast ins All zu befördern ist also absolute Präzision erforderlich. Was in mühevoller Arbeit in den Produktionsstätten in Einzelsegmenten hergestellt und in den Montagehallen der Startorte mit der Nutzlast zusammen geschraubt wird, muss innerhalb von knapp zehn Minuten zuverlässig in seine einzelnen Bestandteile zerlegt werden, und sich nicht verselbstständigen. Nur dann haben die Techniker (und die Rakete) einen „guten Job” gemacht.

Die Rakete löst sich in ihre Einzelteile auf (Foto: © ESA)

Am Beispiel einer russischen Sojus – mit einer solchen flog auch Alexander Gerst im Juni 2018 zum zweiten Mal zur Internationalen Raumstation (ISS) –, lässt sich ein solcher Prozess gut veranschaulichen, weil dieser Träger trotz des Unfalls vom 11. Oktober 2018 die erfolgreichste und meist genutzte Rakete der Welt ist. Nach dem Beenden des amerikanischen Shuttle-Programm versorgt die Sojus die Internationale Raumstation (ISS) nicht nur regelmäßig mit neuem Personal, sondern auch mit Frachtgütern, wobei das Vehikel dann als Progress firmiert. 

„Vernichtung“

Die aus drei Stufen bestehende Sojus durchläuft nach Angaben der Europäischen Raumfahrtbehörde (ESA)  – bezogen auf einen bemannten Start von Baikonur aus – folgendes „Vernichtungsschema”: 

Erstens: Nach dem mit einer Leistung von 20 Millionen PS erfolgtem Start wird das an der Spitze der Rakete installierte Rettungssystem für die Raumfahrer nach 114 Sekunden in einer Höhe von etwa 40 Kilometern abgesprengt, da es nicht mehr benötigt wird. Sollte es im weiteren Verlauf des Fluges  zu einer Havarie des Trägers kommen, wird ein anderes Landesystem für die Kosmonauten in Kraft treten – ähnlich dem bei einer normalen Rückkehr.

Zweitens: 118 Sekunden nach dem Start sind die vier am Zentralblock seitlich eingehängten Seitenblöcke (1. Stufe) ausgebrannt und werden in einer Höhe von etwa 60 Kilometern abgeworfen. Die 2. Stufe, die beim Start gleichzeitig mit diesen Boostern gezündet worden ist, arbeitet mit noch stärkerer Schubkraft weiter. 

Drittens: Nach 159 Sekunden und in einer Höhe von etwa 85 Kilometern wird die nicht mehr benötigte aerodynamische Nutzlast-Verkleidung abgesprengt. Die zentrale zweite Stufe beschleunigt wegen des geringeren Gesamtgewichts jetzt noch weiter und befördert den Rest der Rakete auf 170 km Höhe. 

Viertens: Nach 288 Sekunden Flugzeit wird die dritte Stufe gezündet und die ausgebrannte zweite abgeworfen.

Fünftes: Die dritte Stufe bringt das Raumschiff auf eine Höhe von zirka 230 Kilometer und verleiht ihm eine Geschwindigkeit von 28 000 km/h. Das Paket befindet sich jetzt etwa 1600 Kilometer vom Startplatz entfernt. Die dritte Stufe wird 539 Sekunden nach dem Start vom Raumschiff getrennt, das in seine Umlaufbahn um die Erde eintritt.

Der deutsche Astronaut Alexander Gerst. (Foto: © ESA)

In fünf Abschnitten ist die Rakete planmässig zerlegt worden, der Start des Raumschiffes (oder der anderen Nutzlast) ist damit erfolgreich verlaufen. Operation gelungen, Rakete tot. Das Prinzip eines solchen Sojus-Starts in Baikonur gilt für alle anderen Raketen und alle anderen Startplätze auch. Lediglich die technische Parameter und Zeitabläufe können  leicht voneinander abweichen, da die Aufgabenstellungen und Nutzlasten unterschiedlich sind.

Viereckige Räder

Während des Starts werden im Träger starke Kräfte freigesetzt. Die Rakete schüttelt und rüttelt, es lärmt, pfeift und donnert. Die Kosmonauten müssen enorme Vibrationen und Beschleunigungskräfte aushalten. Der russische Kosmonaut Alexej Leonow hat das einmal so beschrieben:

„Wenn man den Eindruck hat, in einem Auto mit viereckigen Rädern zu sitzen und damit über Kopfsteinpflaster zu holpern, dann ist alles normal!”

Nach Angaben des Raketenbau-Herstellers Progress in Samara (früher Kuybischew) wurden dort seit 1957 über 1890 Träger verschiedenster Art gebaut. Fast alle beruhten auf der von Sergej Koroljow entwickelten Interkontinentalrakete R 7 (Semjorka). Aus ihr entstanden die Ableger vom Typ Sputnik, Wostok, Woschod, Molnija und Sojus. Mit rund 98 Prozent gelungener Starts gilt dabei das Sojus-Modell aller Spezifikationen als zuverlässigste Rakete weltweit. 

Menschen und Ereignisse

Mit der Sojus wurden bisher erfolgreich 136 Starts mit Menschen an Bord durchgeführt.  Nur drei davon verliefen nicht programmgemäß: Im April 1975 musste Sojus 18 wegen Versagens der Trennung von zweiter und dritter Stufe vorzeitig landen, ohne die Umlaufbahn erreicht zu haben. Die Kosmonauten Makarow und Lasarew  erreichten mit dem Notfallprogramm nahe der chinesischen Grenze im Altai-Gebirge die Erde. 

Start einer Sojus-Rakete in Korou. (Foto: © ESA)

Auch der geplante Flug von Sojus 10 TA kam nicht zustande. Die Rakete explodierte am 26. September 1983 auf der Startrampe, die  sowjetischen Besatzungsmitglieder  Titow und Strekalow wurden durch den Rettungsmechanismus aus der Gefahrenzone katapultiert, ohne Schaden zu nehmen.

Am 11. Oktober 2018 startete Sojus MS-10  – wie eingangs erwähnt – planmäßig, doch beim Abwerfen der Booster kam es zu beschriebenen Defekt, so dass die Rettung der Raumfahrer  Alexej  Owtschinin (Russland) und Nick Hague (USA) eingeleitet wurde.

Bei den tödlichen Unglücksfällen mit Sojus 1 im Jahr 1967 (Komarow) und Sojus 11 im Jahr 1971 (Dobrowolski, Wolkow, Pazajew) waren die Raketen dagegen nicht Ursachen der Katastrophen. Bei Sojus 1 versagte das Fallschirmsystem, bei Sojus 11 kam es zu einem plötzlichen Druckabfall in der Landekapsel.


Quellen: ESA – Roskosmos – Progress Space Center Samara – Website spacefacts – „Erlebnis Weltraum” von Sigmund Jähn. 

Stand der Daten: 14. März 2019. 

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