Raketen
Olafs Raumfahrtkalender

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Geschichte und Geschichten aus mehr als 5½ Jahrzehnten Raumfahrt

300823
Statistik erstellt: 2017-03-28T11:59:32+02:00
N1-L3 11A52

Die Geschichte der jahrzehntelang geheimnisumwitterten Superrakete N-​1, dem im Westen mit den Namen Lenin oder Kommunism belegten Superbooster, begann noch vor dem Start des ersten Satelliten. Am 30.01.1956 legte ein Dekret die zukünftigen Schritte in der noch nicht existierenden sowjetischen Raumfahrt fest. Die Ziele umfaßten die Entwicklung einer Rakete mit einer Nutzlastkapazität von 12 Tonnen auf Fluchtgeschwindigkeit (bis 1970) und einer Rakete mit einer Nutzlastkapazität von 100 Tonnen auf Erdumlaufbahnen. Letztere sollte auch zwei bis drei Kosmonauten zum Mond befördern können, wobei für diese Mission kein Zeitrahmen vorgegeben wurde. Anfänglich schien es unmöglich, derartige Leistungen mit konventionellen Raketentriebwerken zu erzielen. Daher gingen die ersten Entwürfe dieser Superrakete von der Nutzung nuklearer Triebwerke aus. Doch dann schritt die Entwicklung beim Bau chemischer Triebwerke rasch voran und erreichte deutlich bessere Kennwerte, während die Entwicklung der Nukleartriebwerke vor gewaltigen Problemen stand und auch erhebliche ökologische Risiken mit sich brachte. Ende 1959 wurden diese Arbeiten daher zurückgestellt. Etwa gleichzeitig wurden die Entwicklungsaufgaben der sowjetischen Raumfahrt für die Periode 19631965 neu formuliert. Darunter befanden sich:

  • Start von 3 bis 6 geostationären Kommunikationssatelliten von 2 bis 3 Tonnen Masse (realisiert erst ab Mitte/​Ende der 70er Jahre)

  • Start (militärischer) bemannter Raumstationen für 2 bis 3 Mann Besatzung und 25 bis 30 Tonnen Masse (erste Saljut Raumstation von knapp 20 Tonnen gestartet im Jahr 1971) sowie später einer größeren Version von 60 bis 70 Tonnen (vergleichbar Raumstation Mir ab 1986)

  • Start eines 2 bis 3 Tonnen schweren Satelliten auf eine heliozentrische Umlaufbahn für solare Forschungen (nie realisiert)

  • Start eines 2 bis 3 Mann Raumschiffs zum Mond, Einflug in einen Mondorbit und Rückkehr zur Erde ohne Mondlandung (nie realisiert)

  • Start interplanetarer bemannter(!) Missionen für 2 bis 3 Kosmonauten zum Mars und zur Venus mit fly-​by und Absetzen unbemannter Forschungssonden dort (nie realisiert)

  • Gruppenflüge bemannter Raumschiffe zur Landung auf Mars und Venus (nie realisiert)

  • Entwicklung interkontinentaler Raketen mit multiplen Sprengköpfen von 40 bis 100 Tonnen Gesamtmasse (Entwicklung begonnen, aber nie zu Ende geführt; kleine Mehrfachsprengköpfe heute weit verbreitet bei ICBM’s)

  • Entwicklung eines flächendeckenden Antiraketen– und Antisatelliten-​Systems (in den 60er und 70er Jahren bis zu einem gewissen Grad entwickelt, getestet und auch teilweise stationiert; militärisch aber nur bedingt wirksam)

  • Entwicklung fotografischer und elektronischer Überwachungssatelliten (erfolgreich realisiert)

  • Entwicklung hochpräziser militärischer Navigationssysteme (erfolgreiche Experimente seit den 60er Jahren, operationell erst seit Ende der 90er Jahre)


  • Mit einigen Änderungen wurden die Aufgaben im Sommer 1960 an die verschiedenen Konstruktionsbüros verteilt, wobei sich Sergej P. Koroljow geschickt die Hauptaufträge sicherte, darunter die Entwicklung der Raketen N1 und N2 (letztere wieder mit nuklearen Oberstufen). Konstruktiv wurde diesmal die klassische Hintereinanderordnung der Stufen gewählt, was einen einfacheren Aufbau und ein besseres Masseverhältnis versprach. Schwierig gestaltete sich die Wahl der Triebwerke. Koroljow favorisierte den Einsatz großer Einkammer-​Triebwerke. , der Leiter des führenden Triebwerkskonstruktionsbüros dagegen plädierte für die Bündelung mittlerer Triebwerke. Koroljow war verärgert, weil sich die Entwicklung neuer Triebwerke aus dem OKB-​456 Valentin P. Gluschko (GDL) für seine R-​7 und R-​9 immer weiter verzögerte und weder Leistung noch Zuverlässigkeit befriedigten. Gluschko hatte die Treibstoffschwingungen und die hohen Temperaturen bei seinen großen Einkammer-​Triebwerken nicht in den Griff bekommen und ging daher auf die besser beherrschbaren Mehrkammer-​Triebwerke zurück. Diese hatten jedoch eine ungünstigere Massenbilanz und waren problematisch in ihrer der Synchronisation. Außerdem propagierte Gluschko den Einsatz des neuen Treibstoffs UDMH (Hyptyl), den Koroljow aber wegen seiner Toxizität und Selbstentzündlichkeit ablehnte. Die beiden damals führenden sowjetischen Raumfahrtkonstrukteure verband ohnehin eine heftige persönliche Abneigung (Koroljow war 1937 aufgrund vermutlich erpreßter Falschaussagen Gluschkos vom NKWD verhaftet und in ein Arbeitslager verbannt worden). Jedenfalls wählte Koroljow als Triebwerkslieferanten für die N1 das OKB-​276 von Nikolai D. Kusnezow. Dieser hatte sich bis 1956 lediglich im Flugzeugtriebwerksbau einen Namen gemacht. Dann erhielt es jedoch den Entwicklungsauftrag für das NK-​9 Triebwerk als Antrieb der Erststufe von Koroljows Interkontinentalrakete R-​9. Das Triebwerk zeigte zwar gute Werte, unterlag aber letztlich doch dem RD-​111 aus dem OKB-​456. Doch im Wettbewerb um den Antrieb der N1 lag die Weiterentwicklung NK-​15 auch nach Expertenmeinung eindeutig vor dem RD-​250 von Gluschko, das auch einmal mehr nicht die geforderten spezifischen Daten erreichte. Auch für die beiden Oberstufen wurden Kusnezow-​Triebwerke gewählt. Im Mai 1962 waren schließlich die Entwürfe der N1 fertig und wurden im Juli vor einer Expertenkommission verteidigt. Am 24.09.1962 wurden die Parameter der Rakete bestätigt und die eigentliche Entwicklung begann. Ein Problem Koroljows blieb jedoch, daß er noch immer keine konkrete Nutzlast für seine N1 vorliegen hatte. Alle Versuche, dem Militär die N1 als Träger militärischer Raumstationen und Waffenplattformen schmackhaft zu machen, waren gescheitert. Letztlich sollte diese mangelnde Unterstützung zum Fiasko des Projekts beitragen. Zunächst wurde aber auf der Basis der ICBM R-​9 eine Art fliegender Versuchsstand für die Kusnezow-​Triebwerke entwickelt, die Globalrakete GR-​1 „Grom“. Deren Erst– und Zweitstufe qualifizierten sich bei deren Tests zur Zweit– und Drittstufe der N1, ihre wiederzündbare Drittstufe aus dem OKB-​1 wurde später in modifizierter Form zum Block-​D der Proton Rakete. Am 13.05.1961, kurz vor der berühmten Rede des US-​Präsidenten John F. Kennedy, die den Startschuß des „Wettlaufs zum Mond“ bedeutete, erteilte die sowjetische Regierung den Auftrag zur Aufnahme von Arbeiten an einem bemannten Mondprogramm. Allerdings kam darin Koroljows N1 wieder nicht vor. Geplant wurde nämlich zunächst eine bemannte Mondumrundung und den Entwicklungsauftrag für Rakete und Raumschiff erhielt Koroljows Konkurrent Wladimir N. Tschelomej. Dessen OKB-​52 entwickelte bereits die Raketenfamilie UR und erhielt nun am 13.04.1962 den Auftrag für das Mondraumschiff LK-​1 zum Start mit einer Variante der UR-​500. Koroljow hielt mit seinem Entwurf „Sewer“ in der Variante L1 dagegen. 1963 entstand dann das Projekt „Sojus“ mit den separat zu startenden Komponenten Sojus-​A (bemanntes Raumschiff), Sojus-​B (Antriebsstufe) und Sojus-​W (Tankersatellit). Mehrfache Rendezvous ließen aber auch diesen Entwurf zu kompliziert erscheinen. 1964 schlug Koroljow dann den Einsatz einer Weiterentwicklung der N1 vor, der N11, um ein Raumschiff direkt zum Mond zu befördern. Keiner der Entwürfe wurde von der sowjetischen Führung angenommen. Insgesamt lief die Entwicklung des Mondprogramms ohnehin eher schleppend. Das Militär forderte mehr Gelder für seine Raumfahrtprojekte und im Dezember 1963 wurde das Budget sogar zugunsten den Landwirtschaft gekürzt. Doch dann ließen die ernsthaften Bemühungen der USA bezüglich einer bemannten Mondlandung die sowjetische Führung aufschrecken. Am 03.08.1964 erschien der Beschluß Nr. 655268 des ZK der KPdSU mit deem Titel „Über die Arbeiten zur Erforschung des Mondes mit kosmischen Mitteln“. Nun erhielt auch Koroljow seine Chance. 1966 bis 1968 sollten 16 Exemplare seiner N1 gebaut werden und zwei Kosmonauten zum Mond bringen. Die Flugerprobung einer leistungsgesteigerten N1 wurde auf 1967/68 festgesetzt, die bemannte Mondlandung für das zweite Halbjahr 1968! Für den Fall von Schwierigkeiten bei der Entwicklung der N1 erhielten nun auch das OKB-​52 (Tschelomej) und OKB-​586 (Jangel) Aufträge zur Entwicklung neuer Superraketen (UR-​700 bzw. R-​56). Am 25.12.1964 konnte das OKB-​1 die Pläne für den neuen vereinfachten Mondflugkomplex L3 vorlegen. Zwei Oberstufen sorgten jetzt für den Einschuß in eine Mondtransferbahn und alle erforderlichen Bahnmanöver. Aufgrund der gewachsenen Nutzlast mußte der Schub der N1 gesteigert werden, was u.a. durch ein geändertes Schubregime, vergrößerte Tanks, den Einsatz tiefgekühlten Treibstoffs und die Installation von 6 zusätzlichen Triebwerken in der Erststufe erreicht werden sollte. Dennoch konnten nur zwei Kosmonauten die Reise zum Mond antreten und nur einer landen. Als sich Ende 1965 gravierende Probleme bei der Entwicklung von Tschelomejs Mondraumschiff LK-​1 abzeichneten ging Koroljow in die Offensive. Er forderte erfolgreich die Zusammenlegung der Programme für die Mondumrundung und die Mondlandung. Basis sollte sein Entwurf Sojus 7K sein. Am 15.12.1965 wurde schließlich die Mondumrundung mit der Variante UR-​500K-​L1 bestätigt. Nur einen Monat später starb Koroljow bei einem chirurgischen Eingriff. Zu diesem Zeitpunkt standen die Chancen für einen sowjetischen Triumph über die USA im Wettlauf zum Mond bereits sehr schlecht. Koroljows langjähriger Stellvertreter, Wassili P. Mischin konnte sich erst nach einem halben Jahr lähmender Streitigkeiten als sein Nachfolger durchsetzen. Dennoch liefen die Konstruktionsarbeiten an Rakete und Nutzlast auf vollen Touren. Zeit– und Geldmangel zwangen jedoch zum Verzicht auf Prüfstandversuche der kompletten Erststufe, was sich als folgenschwerer Fehler erweisen sollte. Zwischen Februar 1969 und November 1972 fanden lediglich vier Teststarts der N1 statt. Alle scheiterten in der ersten Aufstiegsphase durch Defekte an der Erststufe. Doch schon nach dem zweiten Fehlstart verlor das Programm die politische Unterstützung, mit Apollo 11 war den USA schließlich bereits die bemannte Mondlandung gelungen. Der dritte Flug diente schon nur noch der Qualifizierung der Rakete und der vierte schließlich sollte eine Reihe vorgenommener Modifikationen auf dem Weg zur stark verbesserten Version N1F testen. Trotz des vierten Fehlstarts in Folge waren die am Programm Beteiligten optimistisch hinsichtlich der für das 4. Quartal 1974 vorgesehenen Starts von N1F Nr. 8L und 9L. Diese waren grundlegend verbessert worden und verfügten u.a. über die neuen Triebwerke NK-​33 (Erststufe), NK-​43 (Zweitstufe) und NK-​39 (Drittstufe), die ihre hohe Zuverlässigkeit bei Prüfstandversuchen bewiesen hatten. Doch am 15.05.1974 wurde der Chefkonstrukteur des ZKBEM (ehemals OKB-​1) Wassili P. Mischin von seinem Posten entbunden und durch Walentin P. Gluschko ersetzt. Die neue Organisation erhielt den Namen NPO Energija. Umgehend begann Gluschko, alle Spuren des N1 Programms zu tilgen. Die verbliebenen Raketen (10 waren ausgeliefert worden) wurden vernichtet. Als die Regierung im Februar 1976 die Einstellung aller Arbeiten anordnete, hatte Gluschko das Programm bereits ausgelöscht. Seine Pläne für eine eigene Superrakete Vulkan fanden allerdings auch keine Unterstützung. Erst 1976 wurden die Planungen für die Energija-​Rakete begonnen. Doch auch diese fand nach nur zwei (erfolgreichen) Starts ein unrühmliches Ende.
    Ausgerechnet Kusnezows Triebwerke überlebten jedoch alle diese Wirren. 150 von ihnen wurden heimlich im Herstellerwerk eingelagert. 1975 bis 1976 versuchte Kusnezow sein NK-​33 als Antrieb für die Erststufe der Proton zu plazieren. Obwohl der damalige Verteidigungsminister Georgi Gretchko dieses Projekt stützte, wurde es nach dessen Tod nicht verwirklicht. Erfolglos blieben auch Bemühungen um einen Einsatz anstelle des RD-​170 in der Erststufe der Zenit. In den 1990er Jahren kam dann scheinbar der Durchbruch. US Triebwerkshersteller Aerojet kaufte eine Reihe der Triebwerke auf und begann ihre Vermarktung. Das private Unternehmen Kistler Aerospace Corporation übernahm 1997 58 NK-​33 und 18 NK-​43 für seine Rakete Kistler K-​1. Als dieses Projekt mangels einer soliden Finanzierung eingestellt werden mußte, wurde es wieder still um die Kusnezow Triebwerke. Doch im Jahr 2005 machten sie einmal mehr von sich reden im Zusammenhang mit dem ambitionierten russischen „Kliper“ Raumschiffprojekt. Ihren ersten Einsatz erlebten sie schließlich aber erst im April 2013 in der Erststufe der Antares-​110 Rakete des US Unternehmens OSC.



    Gesamtsystem
    Nation Sowjetunion
    Bezeichnung(en) N1-​L3 „Herkules“, Erzeugnis 11A52
    Entwicklungszeitraum 19641974
    erster Start 21.02.1969 (Fehlstart)
    Einsatzzeitraum 19691972
    Stufenzahl 3
    Gesamthöhe 105,29 m
    Basisdurchmesser 16,88 m
    Spannweite über Stabilisatoren 22,33 m
    max. Nutzmasse ca. 90.000 kg (200 km Kreisbahn)
    Leermasse inkl. Nutzlast ca. 277.000 kg
    Treibstoffmasse
    Startmasse ca. 2.750.000 kg
    Startschub ca. 43.300 kN
    1. Stufe
    Hersteller
    Bezeichnung(en) Block A
    Länge 30,09 m
    Durchmesser 16,88 m
    Leermasse
    Treibstoffmasse ca. 1.750.000 kg
    Gesamtmasse ca. 1.870.000 kg
    Antrieb 30 Flüssigkeitstriebwerke NK-​15 (Erzeugnis 11D51)
    Treibstoff Kerosin + Flüssigsauerstoff
    Startschub 30×1.526 kN
    spezifischer Impuls (Seehöhe) 284 s
    Nominal-​Brenndauer 113..120 s
    2. Stufe
    Hersteller
    Bezeichnung(en) Block B
    Länge mit Adapter 20,46 m
    Durchmesser 9,80 m
    Leermasse ca. 52.200 kg
    Treibstoffmasse ca. 505.000 kg
    Gesamtmasse ca. 540.000 kg
    Antrieb 8 Flüssigkeitstriebwerke NK-​15W (Erzeugnis 11D52)
    Treibstoff Kerosin + Flüssigsauerstoff
    Vakuumschub 8×1.648 kN
    spezifischer Impuls (Vakuum) 346 s
    Brenndauer 108..130 s
    3. Stufe
    Hersteller
    Bezeichnung(en) Block W
    Länge 11,01 m
    Durchmesser 8,40 m
    Leermasse ca. 13.700 kg
    Treibstoffmasse ca. 175.000 kg
    Gesamtmasse ca. 185.000 kg
    Antrieb 4 Flüssigkeitstriebwerke NK-​9W (Erzeugnis 11D53)
    Treibstoff Kerosin + Flüssigsauerstoff
    Vakuumschub 4×441 kN
    spezifischer Impuls (Vakuum) 352 s
    Brenndauer 288 s
    Nutzlastsektion
    Länge mit Rettungssystem 43,22 m
    max. Durchmesser 6,10 m