Zenit (Rakete)

Zenit-2 in Baikonur, 10. Dezember 2001

Die seitlichen Booster der Energija-Rakete bilden jeweils die erste Stufe einer Zenit-Rakete

Die Zenit [zeːˈnɪt] (ukrainisch Зеніт; russisch Зени́т) wurde in den Jahren 1976 bis 1985 ursprünglich als Erststufe für die Energija-Rakete entwickelt - dort in einer einstufigen Variante als Booster mit dem Namen Zenit-1 -, kam aber gleichzeitig wie diese, ausgestattet mit einer Oberstufe, als selbstständige Trägerrakete zum Einsatz.

Sie wird größtenteils in Dnepropetrowsk in der Ukraine gefertigt und gilt daher nach dem Zerfall der Sowjetunion als ukrainisch, während einige wichtige Komponenten, wie die Triebwerke der ersten Stufe, in Russland hergestellt werden. Sie wird bis heute von Russland zum Starten von militärischen und Erderkundungssatelliten genutzt, soll aber in Zukunft von der rein russischen Angara-Rakete abgelöst werden.

Zenit ist die derzeit technologisch fortschrittlichste Trägerrakete, die Russland und Ukraine zur Verfügung steht. Auch weltweit gilt sie als eine der modernsten, so verwenden die neuen US-amerikanischen Atlas-Raketen ein von der Zenit abgeleitetes RD-180-Haupttriebwerk.

Zenit-2

Eine zweistufige Ausführung der Zenit, entwickelt vom Konstruktionsbüro Juschnoje in Dnepropetrowsk wird auch Zenit-2 (GRAU-Index 11K77) genannt. Sie liegt in der Leistungsklasse zwischen der Sojus mit 7 t in den erdnahen Orbit und der Proton mit 21 t bei rund 13,7 t (Startplatz Baikonur). Der erste Start fand am 13. April 1985 statt, die Rakete steht immer noch im Dienst. Zenit-2 ist 57 m hoch und hat einen Durchmesser von 3,9 m, die Startmasse beträgt etwa 460 t. Die erste Stufe verwendet ein mit vier Brennkammern ausgestattetes RD-171-Triebwerk, das am Boden einen Schub von 7259 kN entwickelt und damit das stärkste je gebaute Raketentriebwerk ist. RD-171 übertrifft mit seinen Leistungsdaten selbst das F-1-Haupttriebwerk der amerikanischen Saturn-V-Mondrakete. Eine Ausführung mit zwei Brennkammern findet als ein schubschwächeres RD-180-Triebwerk in den amerikanischen Atlas-III- und Atlas-V-Raketen Verwendung, eine Ausführung mit einer Brennkammer als RD-191 in der zukünftigen Angara-Rakete. Beim Einsatz als Booster der Energija erhielt die Zenit ein über weniger Steuerungsmöglichkeiten als RD-171 verfügendes RD-170-Triebwerk, das zudem mehrfach einsetzbar sein sollte, da die Booster geborgen und wiederverwendet werden sollten. Die zweite Stufe der Zenit verwendet das RD-120 (nicht zu verwechseln mit dem RD-0120 der Energija) als Haupttriebwerk und vier RD-8-Triebwerke zur Lageregelung. Die erste und zweite Stufe arbeiten beide mit flüssigen Sauerstoff (LOX) und der Kerosin-Art RP-1. Die Zenit erhielt als erste sowjetische Rakete ein adaptives Steuerungssystem, das im Flug auf auftretende Störfaktoren (z. B. Wind) reagiert und von der Erde aus umprogrammiert werden kann.

Nach ihren ersten Einsätzen sollte die Zenit die Sojus-Rakete in der bemannten Raumfahrt ersetzen. Sie sollte das neu zu entwickelnde Raumschiff Sarja (nicht zu verwechseln mit dem gleichnamigen Modul der ISS), das rund 15 t schwer war und bis zu acht Raumfahrer aufnehmen konnte, in den Orbit befördern. In Baikonur wurden Türme zum Einstieg von Kosmonauten in die Rakete errichtet, doch kamen sie nach dem Zerfall der Sowjetunion nie zum Einsatz. Auch die Entwicklung des Raumschiffes wurde bereits 1989 in einem sehr frühen Stadium gestoppt. Eine Zenit-Startanlage in Plessezk wurde ebenfalls aus Geldmangel nie fertig gestellt. Seit einigen Jahren wird die Startanlage in Plessezk für den Start zukünftiger Angara-Raketen umgebaut.

Von den bisher 37 Einsätzen der Zenit-2 waren nur 28 vollständig erfolgreich (Stand: Juli 2007). Dies ist vor allem auf die sehr komplexe Technologie der Zenit zurückzuführen. Der schwerste Unfall ereignete sich am 4. Oktober 1990, als eine Zenit-2 drei Sekunden nach dem Start explodierte und dabei eine der beiden Startrampen vollständig zerstörte. Das Geld zum Wiederaufbau der Anlage fehlte jedoch, so dass derzeit nur eine funktionierende Startrampe in Baikonur existiert. Ihren ersten und bislang einzigen kommerziellen Einsatz hatte die Zenit-2 am 9. September 1998, als sie 12 Globalstar-Satelliten in den Weltraum befördern sollte. Doch die zweite Stufe der Rakete versagte, woraufhin sie zusammen mit der teuren Fracht nach einigen Minuten Flug auf dem Boden zerschellte.

Im Juni 2007 erfolgte der erste Start der modifizierten Zenit-2M (manche, auch offizielle, Quellen benutzen weiterhin die Bezeichnung Zenit-2). Bei diesem Start brachte die Rakete von Baikonur aus eine militärische Nutzlast in eine erdnahe Umlaufbahn. Zenit-2M übernimmt einige bereits in der Zenit-3SL integrierte Modifizierungen, wie z. B. das verbessere Steuerungssystem. Auch die Haupttriebwerke der ersten Stufe wurden modifiziert und sollen nun mehr Schub liefern, diese tragen nun die Bezeichnung RD-171M. Die kommerzielle Ausführung der zweistufigen Zenit-2M soll ab 2007 unter dem Namen Zenit-2SLB im Rahmen des Land-Launch-Projektes für Starts von Baikonur aus vermarktet werden.

Zenit-3

Sea-Launch-Startplattform im Hafen von Long Beach

Zenit-3 ist eine dreistufige Ausführung der Zenit, die zum Aussetzen von Satelliten in die Geostationäre Transferbahn (GTO) genutzt wird. Das Unternehmen Sea Launch setzt die dreistufige Zenit-3SL-Rakete ein, wobei das Kürzel SL für Sea Launch steht. Als Startplatz wird eine schwimmende umgebaute Bohrplattform verwendet, die zum Start Position in der Nähe von Kiritimati bezieht. Durch die Nähe des Startplatzes zum Äquator steigt die Nutzlastkapazität der Rakete im Vergleich zu Baikonur, so dass eine Zenit-3SL bis zu 6 t schwere Satelliten in den Geotransferorbit bringen kann. Die ersten zwei Stufen der Rakete sind bis auf einige kleine Modifikationen mit denen einer Zenit-2 identisch. Als dritte Stufe wird das von dem russischen Unternehmen RKK Energija gebaute Block DM-SL verwendet, das auf dem Blok DM der Proton-Rakete basiert, jedoch mit LOX/Kerosin andere Treibstoffe verwendet. Die Nutzlastkapazität für die Geostationäre Transferbahn betrug anfangs 5.250 kg und konnte durch einige Modifikationen auf 6.066 kg erhöht werden. Dabei wurden Triebwerke modifiziert (insbesondere das Triebwerk des Blocks DM-SL), die Treibstoffzuladung aller drei Stufen erhöht und gleichzeitig die Leermasse der Stufen gesenkt. Die neue Rakete (ohne die Drittstufe) wird auch oft Zenit-2S genannt.

Der Erstflug der Zenit-3SL mit einem Dummy-Satelliten fand 28. März 1999 statt, der erste kommerzielle Flug folgte noch im selben Jahr. Insgesamt absolvierte Zenit-3SL bisher 30 Einsätze (Stand: Februar 2011), wobei zwei Starts fehlschlugen und ein Start als ein Teilerfolg gilt (die dritte Stufe erreichte nicht die vorgesehene Umlaufbahn, jedoch konnte der Satellit mit eigenen Triebwerken die Umlaufbahn erreichen). Da der Raketenstartplatz außerhalb der GUS liegt, unterliegen die Starts nicht den Cocom-Bestimmungen. Schätzungen gehen davon aus, dass der Start einer Zenit-3SL den Kunden rund 90 Millionen US-Dollar kostet.

Bei dem Versuch am 30. Januar 2007 den NSS-8-Kommunikationssatelliten zu starten, explodierte eine Zenit-3SL-Trägerrakete direkt auf der „Odyssey“-Startplattform. Die Plattform erlitt dabei begrenzte Beschädigungen und war bereits am 1. Februar 2007 wieder mit der vollen Besatzung bemannt, die sich wie immer während des Starts auf die „Sea Launch Commander“ zurückgezogen hatte.^[1] Als Ursache der Explosion konnte ein Metallteil in einer Treibstoffpumpe ermittelt werden.^[2] Am 15. Januar 2008 erfolgte der erste Start nach dem Unglück mit dem Telekommunikationssatelliten Thuraya 3, der erfolgreich verlief.^[3]

Unter der Bezeichnung Land Launch soll eine dreistufige Zenit-3SLB von Baikonur aus Satelliten in die Geostationäre Transferbahn (GTO) bringen. Dafür wird die Zenit-3SL leicht modifiziert (die ersten zwei Stufen entsprechen dann der Zenit-2M) und von der Zenit-2-Startanlage gestartet. Wegen des ungünstigeren Standortes des Kosmodroms Baikonur kann die Rakete nur 3,6 t in den GTO befördern. Der Vorteil des Land Launches besteht jedoch darin, dass die Startkosten deutlich geringer als bei einem Start von See aus sind. Der erste Start der Land Launch Zenit-3SLB war im April 2007 für Ende 2007 mit einem kommerziellen Kommunikationssatelliten geplant.

Eine weitere dreistufige Ausführung der Zenit soll die Fregat-SB-Oberstufe anstelle des Block DM-SL einsetzen. Die Stufe ist von der auf Sojus-Raketen eingesetzten Fregat abgeleitet, besitzt jedoch zusätzliche abwerfbare Treibstofftanks. Sie kann somit mehr Treibstoff aufnehmen und schwerere Nutzlasten in hohe Orbits befördern. Diese Version der Zenit ist von Baikonur aus geflogen, wurde jedoch nicht von Land Launch vermarktet. Die Rakete ist am 20. Januar 2011 zum ersten Mal gestartet und brachte dabei den russischen Elektro-L-Wettersatelliten in eine Umlaufbahn.

Daten der Zenit

Version	Zenit-1 (Energija-Booster)	Zenit-2	Zenit-3SL	Zenit-2SLB	Zenit-3SLB
Startmasse (t)	372,6	460	472	450–460	462–466
Höhe (maximal) (m)	39,46	57	59,6	57,4	58,65
Startplatz	Baikonur	Baikonur	Odyssey Plattform	Baikonur	Baikonur
Nutzlast (LEO 200 km) (t)	–	13,7	6,1 (strukturell bedingt)	13,920	5 (strukturell bedingt)
Nutzlast (GTO) (t)	–	–	6,066	–	3,6
Nutzlast (GEO) (t)	–	–	2,9	–	?
Erstflug	15. Mai 1987	13. April 1985	28. März 1999	–	28. April 2008
1. Stufe
Triebwerk	RD-170	RD-171	RD-171	RD-171	RD-171
Länge (m)	39,46	?	32,9	32,9	32,9
Durchmesser (m)	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9
Masse (t)	372,6 (leer 65,6)	352,7 (leer 33,9)	354,58	354,35 (leer 27,564)	354,35 (leer 27,564)
Schub (max) (kN)	7259 (7908 im Vakuum)	7259 (7908 im Vakuum)	7259 (7908 im Vakuum)	7259 (7908 im Vakuum)	7259 (7908 im Vakuum)
Brennzeit (s)	~ 135	?	~ 144	140–150	140–150
Treibstoff	LOX/Kerosin	LOX/Kerosin	LOX/Kerosin	LOX/Kerosin	LOX/Kerosin
2. Stufe
Triebwerk	–	RD-120 + RD-8	RD-120 + RD-8	RD-120 + RD-8	RD-120 + RD-8
Länge (m)	–	?	10,4	10,4	10,4
Durchmesser (m)	–	3,9	3,9	3,9	3,9
Masse (t)	–	89,9 (leer 9,3)	90,76	90,85 (leer 8,367)	90,79 (leer 8,307)
Schub (max) (kN)	–	834 + 78	912 + 79,5	912 + 79,5	912 + 79,5
Brennzeit (s)	–	?	~ 360	300–1.100	360–370
Treibstoff	–	LOX/Kerosin	LOX/Kerosin	LOX/Kerosin	LOX/Kerosin
3. Stufe
Triebwerk	–	–	11D58M	–	11D58M
Länge (m)	–	–	5,93	–	5,93
Durchmesser (m)	–	–	3,7	–	3,7
Masse (t)	–	–	19,7	–	17,8 (leer 3,2)
Schub (max) (kN)	–	–	79,5	–	79,5
Brennzeit (s)	–	–	~ 700	–	~ 600
Treibstoff	–	–	LOX/Kerosin	–	LOX/Kerosin
Nutzlastverkleidung
Länge (m)	–	13,7	11,39	13,7	10,4
Durchmesser (m)	–	3,9	4,15	3,9	4,1

Startliste (vollständig ab 2001)

Stand der Liste: 27. September 2011

Nr	Datum u. Uhrzeit (UTC)	Typ	Startplatz	Nutzlast	Art der Nutzlast	Orbit¹	Anmerkungen
40	18. März 2001	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	XM 2 (XM Rock)	Rundfunksatellit		Erfolg
41	8. Mai 2001	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	XM 1 (XM Roll)	Rundfunksatellit		Erfolg
42	10. Dezember 2001	Zenit-2	Ba LC-45/1	Meteor-3M 1 / Kompass / Badr B / MAROC-TUBSAT / Reflector	Wettersatellit, Mikrosatelliten		Erfolg
43	15. Juni 2002	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Galaxy 3C	Kommunikationssatellit		Erfolg
44	10. Juni 2003	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Thuraya 2	Kommunikationssatellit		Erfolg
45	8. August 2003	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Echostar 9 (Telstar 13)	Kommunikationssatellit		Erfolg
46	1. Oktober 2003	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Galaxy 13 (Horizons 1)	Kommunikationssatellit		Erfolg
47	11. Januar 2004	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Telstar 14 (Estrela do Sul 1)	Kommerzieller Kommunikationssatellit		Erfolg
48	4. Mai 2004	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	DirecTV-7S	Kommerzieller Kommunikationssatellit		Erfolg
49	10. Juni 2004	Zenit-2	Ba LC-45/1	Kosmos 2406 (Tselina-2 #22)	Aufklärungssatellit		Erfolg
50	29. Juni 2004	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Telstar 18 (APStar 5)	Kommerzieller Kommunikationssatellit		Teilerfolg
51	1. März 2005	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	XM 3 Rhythm	Rundfunksatellit		Erfolg
52	26. April 2005	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Spaceway 1	Kommerzieller Kommunikationssatellit		Erfolg
53	23. Juni 2005	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Intelsat Americas 8	Kommerzieller Kommunikationssatellit		Erfolg
54	8. November 2005	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Inmarsat-4 F2	Kommerzieller Kommunikationssatellit (5959 kg)	GTO	Erfolg
55	15. Februar 2006	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	EchoStar 10	Kommerzieller Kommunikationssatellit (4333 kg)	GTO	Erfolg
56	12. April 2006 23:30	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	JCSAT 9	Kommerzieller Kommunikationssatellit (4401 kg)	GTO	Erfolg
57	18. Juni 2006	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Galaxy 16	Kommerzieller Kommunikationssatellit (4640 kg)	GTO	Erfolg
58	22. August 2006	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Koreasat 5	Kommerzieller und militärischer Kommunikationssatellit (4550 kg)	GTO	Erfolg
59	30. Oktober 2006	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	XM 4	Kommerzieller Kommunikationssatellit (4682 kg)	GTO	Erfolg
60	30. Januar 2007 23:22	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	NSS 8	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Fehlschlag: Rakete explodierte auf der Startplattform
61	29. Juni 2007 10:00	Zenit-2M	Ba LC-45/PU1	Kosmos 2428	Militärischer Aufklärungssatellit vom Typ Zelina-2	LEO	Erfolg
62	15. Januar 2008 11:49	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Thuraya-3	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg, erster Sea-Launch-Start nach NSS-8
63	19. März 2008 22:48	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	DirecTV-11	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg
64	28. April 2008 5:00	Zenit-3SLB	Ba	Amos 3	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg, erster Land-Launch-Start
65	21. Mai 2008 9:43	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Galaxy 18	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg
66	16. Juli 2008 5:21	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Echostar 11	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg
67	24. September 2008	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	Galaxy 19	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg
68	26. Februar 2009	Zenit-3SLB	Ba LC-45/PU1	Telstar 11N	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg
69	20. April 2009	Zenit-3SL	Pa (Odyssey)	SICRAL 1B	Kommunikationssatellit der italienischen Streitkräfte	GTO	Erfolg
70	21. Juni 2009	Zenit-3SLB	Ba LC-45/PU1	MEASAT 3a	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg
71	30. November 2009 21:00	Zenit 3 SLB	Ba	Intelsat 15	Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg
72	20. Januar 2011 13:29	Zenit-3F/Fregat-SB	Ba LC-45/PU1	Elektro-L	Wettersatellit	GEO	Erfolg, erster Zenit-Start mit Fregat-Oberstufe
73	18. Juli 2011 02:31	Zenit-3F/Fregat-SB	Ba LC-45/PU1	Spektr-R	Weltraumteleskop	HEO	Erfolg
74	24. September 2011 20:18	Zenit-3SL/Blok DM-SL	Pa (Odyssey)	Atlantic Bird 7	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg
75	5. Oktober 2011 21:00	Zenit-3SLB	Baikonur	Intelsat 18	Kommerzieller Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg
76	8. November 2011 20:16	Zenit-2SB	Baikonur	Fobos-Grunt	Marssonde	Marsorbit	Erfolg, Sonde erfolgreich in Erdumlaufbahn gebracht, deren eigenes Triebwerk zündete dort jedoch nicht

¹ NICHT zwangsläufig der Zielorbit der Nutzlast – sondern die Bahn, auf der die Nutzlast von der Oberstufe ausgesetzt werden soll.

Geplante Starts

Stand der Liste: November 2011

Nr	Datum u. Uhrzeit (UTC)	Typ	Startplatz	Nutzlast	Art der Nutzlast	Orbit¹	Anmerkungen
?	Anfang 2012[4]	Zenit	Sea Launch	Intelsat 19	Kommunikationssatellit	GTO	Geplant

¹ NICHT zwangsläufig der Zielorbit der Nutzlast – sondern die Bahn, auf der die Nutzlast von der Oberstufe ausgesetzt werden soll.

Weblinks

 Commons: Zenit – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

• Die Zenit Trägerrakete
• The Zenit launch vehicle bei Russianspaceweb.com (englisch)
• Sea Launch Homepage (englisch)
• Zenit bei Buran-eneriga.com (englisch)
• Homepage des ukrainischen Herstellers Yuzhnoye (englisch)
• Daten und Startliste der Zenit von Gunter Krebs (englisch)

Quellen

1. ↑ Sea Launch: Sea Launch Assesses Status and Plans for Next Steps, 1. Februar 2007
2. ↑ Ursache des Fehlstarts der Zenit-3SL - Versagen eines Triebwerkes – Artikel bei RIA novosti, vom 13. März 2007, abgerufen am 26. Oktober 2011
3. ↑ Sea Launch: Startliste [1], abgerufen am 26. Oktober 2011
4. ↑ Sea Launch selected to launch Intelsat 19. Sea Launch, 12. September 2011, abgerufen am 13. September 2011 (englisch). 

Sowjetische und russische/ukrainische Trägerraketen

Angara | Dnepr | Energija | Kosmos | Molnija | N-1 | Proton | R-7 | Rockot | Schtil | Sojus | Start | Strela | Wolna | Woschod | Wostok | Zenit | Zyklon

Verwendete Raketenoberstufen: Blok-D | Bris | Fregat | Ikar

(Siehe auch: Liste der Raketentypen)