Molnija (Rakete)

Molnija-8K78M

Molnija (russisch Молния für Blitz, englisch Molniya) ist eine vierstufige, sowjetische Rakete, die speziell zum Starten von hochfliegenden Satelliten und interplanetaren Raumsonden ausgelegt ist.

Geschichte

Die Entwicklung der Rakete geht auf die R-7-Rakete zurück, die für interplanetare Missionen oder für hohe Erdumlaufbahnen auf vier Stufen erweitert wurde. Dazu unterschrieb Sergei Koroljow am 15. Januar 1960 einen entsprechenden Entwicklungsauftrag und im Mai 1960 lag der erste Entwurf vor.^[1] Der erste Start einer Molnija fand bereits am 10. Oktober 1960 in Baikonur statt, seitdem wurden mit ihr bis Ende 1960er Mond-, Mars- und Venussonden gestartet. Sehr viele frühe Molnija-Starts endeten damit, dass die Nutzlast in einer zu niedrigen Erdumlaufbahn verblieb. Dies lag an der fehleranfälligen Technik der vierten Stufe der Rakete. Molnija ist heute nicht mehr im Einsatz und wurde von 1964 bis Ende 2010 häufig zum Start ihres Namensgebers (den Molnija-Kommunikationssatelliten) und militärischen Frühwarnsatelliten vom Typ Oko verwendet. Gebaut wurde sie vom ZSKB-Progress (Samara Space Center), die Triebwerke lieferte Motorostroitjel (Samara) und die Oberstufe stammte von Konstruktionsbüro Lawotschkin (Moskau-Chimki). Die Molnija galt später als eine der zuverlässigsten Raketen Russlands, am 21. Juni 2005 erlitt sie durch einen Fehler im Triebwerk der zweiten Stufe den ersten Fehlstart seit 1990. Kommerziell wurde sie nur einmalig 1995 eingesetzt, als sie den indischen Erdbeobachtungssatelliten IRS-1C und den amerikanischen Militärsatelliten Skipper in eine Erdumlaufbahn brachte. Da die Technik der Molnija bereits veraltet und im Einsatz nicht flexibel genug ist, wird sie nun schrittweise durch die modernere Sojus-Fregat abgelöst. Der letzte Start einer (schon 2005 gebauten) Molnija-M erfolgte am 30. September 2010, wobei sie den Satelliten Kosmos 2469 (ein Frühwarnsatellit des Typs Oko) in eine hochelliptische (siehe Molnija-Orbit) Umlaufbahn brachte. Insgesamt wurden 320 Raketen von Baikonur und Plessezk aus ins All gestartet.^[2] Es gab insgesamt 21 Fehlstarts, davon allein 7 bei den ersten 15 Starts.^[3]

Technik

Die ersten zwei Stufen der Molnija (GRAU-Index 8K78) entsprechen den der Wostok-Rakete, auf deren Grundlage sie basierte. Für die dritte Stufe wurde jedoch nicht der Blok E der Wostok genommen, sondern eine stärkere Raketenstufe namens Blok I entwickelt, die später auch in der Woschod und Sojus Verwendung fand. Blok I wurde von einem RD-108-Vierkammertriebwerk (das eigentlich für die R-9-Interkontinentalrakete entwickelt wurde) angetrieben, das die Kerosinart RP-1 und flüssigen Sauerstoff (LOX) als Treibstoff nutzte.^[1] Im Unterschied zum nur halb so langen Blok E erhielt diese sphärische Treibstoffbehälter mit dreifacher Treibstoffkapazität.

Die vierte Stufe der Molnija (Blok L) basierte auf der Drittstufe der Wostok-Rakete, verbrannte ebenfalls RP-1 mit flüssigem Sauerstoff und wurde von einem durch den Triebwerksspezialisten Michael Melnikow entwickelten S1.5400-Hauptstromtriebwerk mit 66,7 kN Schub angetrieben.^[2] Die Stufe verfügte über 1160 kg Leermasse und konnte etwa 3700 kg Treibstoff mitnehmen. Blok L konnte nur einmal gezündet werden und musste daher zu einem genauen Zeitpunkt gezündet werden, um die für den Satelliten nötige Umlaufbahn zu erreichen. Zusätzlich ergab dies die Notwendigkeit eines eigenen Orientierungs- und Stabilisierungssystems sowie einer Wärmeisolierung für die Tanks welche die Leermasse erhöhten. Die Zündung der Triebwerke in der Schwerelosigkeit bereitete zusätzlich einige Probleme. So wurde vor der Zündung der eigentlichen Triebwerke am erdfernsten Punkt der Übergangsbahn ein abwerfbares Feststoff-Hilfstriebwerk BOZ gestartet, welches durch seinen Schub dafür sorgte, das sich der Treibstoff in den Tanks am Boden sammelte und dadurch die Triebwerkszündung unter den Bedingungen der Erdgravitation simulierte. Dadurch war Blok L kompliziert, fehleranfällig und unflexibel, was oftmals, insbesondere bei den frühen Starts, zu einem Aussetzen der Nutzlast in einer unbrauchbaren Umlaufbahn führte.

Ab 1964 wurde Molnija-M (GRAU-Index 8K78M) eingeführt, die über geringfügige Modifizierungen an den ersten beiden Stufen und einen Blok L mit dem verbessertem S1.5400A-Triebwerk verfügte. Später entstanden drei Varianten des Bloks L (Blok 2BL, Blok-ML und Blok SO-L), die sich nur in dem an die jeweilige Nutzlast angepassten Flugprofil unterschieden.

Technische Daten

Version	Molnija-M (8K78M)[2][3]
Startmasse	305,5 t
Höhe (maximal)	43,4 m
Durchmesser (maximal)	10,3 m
Startplatz	Baikonur
Nutzlast (MEO 400-40000 km, 65°)	1,9 t
Erstflug	10. Oktober 1960
1. Stufe (Blok B, W, G, D)
Triebwerk	4 x RD-107
Länge	19,2 m
Durchmesser	2,68 m
Masse	43,3 t / 3,77 t (leer)
Schub (max)	813 kN (Boden) + 38 kN Steuerdüsen
Brennzeit	118 s
Treibstoff	LOX/RP-1
2. Stufe (Blok A / 8K78M-1)
Triebwerk	RD-110 (RD-108 bei 8K78)
Länge	27,8 m
Durchmesser	2,95 m
Masse	100,6 t / 6,8 t (leer)
Schub (max))	778 kN (Boden), 977 (Vakuum)
Brennzeit	285 s
Treibstoff	LOX/RP-1
3. Stufe (Blok I / 8K78M-2)
Triebwerk	RD-0110
Länge	7,2 m
Durchmesser	2,7 m
Masse (t)	24,8 t / 1,98 t (leer)
Schub	298 kN (Vakuum)
Brennzeit	230 s
Treibstoff	LOX/RP-1
4. Stufe (Blok L / 8K78M-3)
Triebwerk	S1.5400A
Länge	2,64 m (5,15 m mit Nutzlastverkleidung)
Durchmesser	2,7 m
Masse	6,66 t / 1,16 t (leer)
Schub	66,7 kN (Vakuum)
Brennzeit	340 s
Treibstoff	LOX/RP-1
Nutzlastverkleidung
Länge	7,8 m
Durchmesser	2,7 m
Nutzlastraum	3,67 x 2,65 m

Siehe auch

• Liste der Molnija-Raketenstarts
• Molnija-Orbit

Weblinks

• Bernd Leitenberger: Die Semjorka Trägerrakete
• Raumfahrer.net: Wostok / Molnja

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Encyclopedia Astronautica: Molniya 8K78
2. ↑ ^{a b c} FliegerRevue Februar 2011, S. 51-53, Der letzte Blitz
3. ↑ ^{a b} Eugen Reichl: Das Raketentypenbuch. 1. Auflage. 2007, ISBN 978-3-613-02788-6.

Sowjetische und russische/ukrainische Trägerraketen

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

(Siehe auch: Liste der Raketentypen)