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Web Log Teil 444: 15.12.2015 - 16.12.2015

15.12.2015: Macht was aus der Angara

Niels hat vor zwei Jahren mal "Macht mehr aus der Angara" und "Macht noch mehr aus der Angara" publiziert die Jewgeni, dank seiner gewohnt einfühlsamen Art Kommentare zu machen, wieder ins Gedächtnis gebracht. Gerade habe ich das Angara Kapitel in der zweiten Auflage von "Internationale Trägerraketen" fertiggestellt. Da ich mich daher mit den Trägern neu beschäftigen musste, liegt es auf der Hand einen Blog drüber zu schreiben. Aber zuerst was zum Buch. Ich bin jetzt mit der Hälfte durch und hoffe es geht jetzt schneller. Die russischen Träger sind erledigt. Bei den europäischen kann ich auf andere Bücher von mir zurückgreifen und über Indiens, Japans und Chinas Träger gibt es sehr wenige Informationen, was dann auch die Recherche verkürzt. Ich dachte ich komme mit 500 Seiten aus, aber das wird wohl nicht reichen, derzeit habe ich schon 481 Seiten voll.

Aber zur Angara. Es geht in dem Blog nicht um die Verzögerungen, die Kostenexplosion oder andere Entscheidungen, die mit der Angara zusammenhängen (z.B. der in Wostotschny einen neuen Weltraumbahnhof aufzubauen, aber dort entsteht als erste Rampe eine für die Sojus nicht Angara, wo doch die Angara angetreten ist die Sojus abzulösen ...). Es geht darum, dass aus einem Konzept mit wenigen Stufen die bisherigen Träger abzulösen, das genaue Gegenteil wurde.

So war es mal gedacht:

Es gibt eine Erststufe, das URM-1 mit dem RD-191 Triebwerk, das vom RD-171/180 abstammt. Nur eben eine Brennkammer hat, anstatt zwei oder vier. Das sollte die Entwicklungskosten niedrig halten.

Je nach Version sollen dann vier Oberstufen zum Einsatz kommen. Unverändert die Breeze KM der Rockot und Breeze M der Proton. Leicht verändert der Block I der Sojus 2.1b mit etwas mehr Treibstoff und eine neue Stufe KVTK mit LOX/LH2 als Antrieb.

Daraus kann man folgende Versionen erzeugen:

Schon an der Anfangskonfiguration kann man einiges kritisieren. Das erste ist dass die Angara ja alte Träger ablösen sollte. Das klappt auch mit einer Ausnahme:

Leider fehlt die Rakete die Russland am häufigsten einsetzt: die Sojus. Eine Angara mit zwei Boostern läge in dem Bereich, doch sie wurde nie angegangen (Raketen müssen nicht symmetrisch aufgebaut sein: das Shuttle ist ein gutes Beispiel dafür)

Das zweite ist die Größe des URM. Es wiegt voll betankt 141,5 t bei 196 t Startschub. Bei einem Start mit 1,2 g, wie bei anderen Typen üblich, kann jedes URM noch 21,5 Masse transportieren, also Oberstufen oder Nutzlast. Das ist zu wenig. Bei den kleinen Typen muss man so Treibstoff weglassen, bei den großen reicht es nicht, dass man ein URM später zündet. Lediglich ohne Oberstufe geht es bei der Angara 7 mit relativ geringer Beschleunigung (1,16 g).

Anstatt dass man die Größe richtig auslegt, z.B. nur 120 t kam man - als ersten Schritt der Verwässerung - auf die Idee bei der Angara 7 das zentrale URM auf 4,1 m Durchmesser zu vergrößern was die Treibstoffzuladung verdoppelt. Doch dann ist das eben schon wieder eine neue Stufe. So verwässert man ein Konzept.

Doch zurück zum ursprünglichen Konzept. Die Angara 1.1 ist eine gezielt verschlechterte Rakete, denn die Oberstufe ist zu klein. Man kann mit dem leben, wenn die Einsparung durch Serienfertigung dies rechtfertigt. So etwas kennen wir auch von woanders, so der Einsatz der Atlas-Agena noch Jahre nachdem es mit der Atlas Centaur eine bessere Alternative gab.

Bei der Angara 1.2 muss man Treibstoff ablassen sonst wäre Block I zu schwer. Stattdessen hätte man auch die Breeze M einsetzen können, die ist leichter und durch die geringere Trockenmasse wäre die Nutzlast fast gleich hoch.

Bei der Angara 3 und 5 könnte man sich Block I sparen und gleich eine KTVK einsetzen. Doch diese Einsparung ist nur bei der Angara 7 vorgesehen. Die Angara 3 sollte im ursprünglichen Konzept überhaupt keine KTVK bekommen. Umgekehrt ist die Breeze M wie die KTVK bei fast gleicher Masse dann überflüssig, könnte also eingespart werden.

Es gäbe also schon einiges beim Ursprungskonzept zu verbessern. Doch was hat sich in den letzten Jahren getan?

Die Angara 1.1 wurde gestrichen und zwar zugunsten (nein das ist kein Scherz) der Sojus 2.1v. Man lässt also eine neue entwickelte Konfiguration fallen um sie durch einen veralteten Träger zu ersetzen, der 40 Jahre alte aufgearbeitete NK-33 (Ursache für den ersten Fehlstart der Antares) und eine neue Volga Oberstufe einsetzt (die nebenbei schon beim zweiten Flug versagt hat). So wirds nichts mit dem Ersetzen der Sojus. Das ist das Duale System in Russland: Wiederverwendung veralteter Hardware.

Aus dem modifizierten Block I wurde eine neue Stufe mit einem deutlich größeren Durchmesser von 3,60 m (Block I: 2,66 m). Und die Treibstoffzuladung wurde um 50% vergrößert: Das ist in meinen Augen eine sinnvolle Erweiterung. Wären die URM etwas leichter, so wäre eine noch größere Stufe denkbar. Dann gäbe es auch ein besseres Verhältnis der Stufenmassen zu den beiden Oberstufen Breeze M und KVTK. Das lässt aber das RD-0124A nicht zu, es hat zu wenig Schub. Eine Stufe mit dem RD-120 wäre besser geeignet, doch dieses stammt aus der Ukraine. Energomasch hat es mal entwickelt, doch produziert es seit 1982 KB Juschnoje.

Ganz schlimm erwischte es die KVTK. Aus einer Stufe wurde eine ganze Familie von 13,6 bis 48 t Startmasse: je eine für die Angara 3,5 und 7 und dann noch zwei weitere mit zwei Triebwerken für besondere Angara 7 Versionen. Das leitet über zur KTVK. Sie hinkt Jahre hinter der Entwicklung zurück. Inzwischen wird gemunkelt dass sie gar nicht kommt, stattdessen Block DM-3 die neueste Variation des Block DM, der nun auch schon 45 Jahre auf dem Buckel hat. Ja so ersetzt man alte Raketen durch neue ...

Die KTVK ist die zweite Neuentwicklung mit einem neuen Triebwerk, dem RD-0146. Das verwundert, denn Russland hat schon eine LOX/LH2 Stufe: Die KVD-1 die sie für Indien produziert hat. Sie hat fast de gleiche Startmasse der kleinsten KTVK-Version. Warum setzt man sie nicht ein und entwickelt ein neues Triebwerk und eine neue Stufe? Es ist wohl die Technologie-Mannia die man jetzt ja auch bei Acetam/Methan sieht. Das RD-56 in der KVD-1 ist wie alle anderen russische Triebwerk ab 20 kN Schub eines mit Staged-Combustion Cycle. Das ist für die Schubklasse ungewöhnlich. Das neue RD-0146 setzt wie andere Triebwerke der Klasse den Expander Cycle ein. Das bringt etwas mehr spezifischen Impuls und senkt die Triebwerksmasse um 100 kg - aber deswegen eines neue Stufe? Zumal die kleinste KVTK nicht leichter als die KVD1 ist. Beide wiegen 2,6 t leer, die KVD-1 aber bei 15,1 t Startmasse und die KVTK bei 13,7 t. Noch verwunderlicher sind fünf Untertypen. Sicher beim Einsatz auf drei Typen mit unterschiedlicher Startmasse reicht eine nicht aus, aber zwei Stück mit einem und zwei Triebwerken hätten gereicht. Eine könnte dann die KVD-1 sein, die zweite etwa doppelt so schwer. Dann kann man den Einsatz von Block I (nun URM-2) auch auf die Angara 1.2 oder LEO-Missionen begrenzen.

Doch das ist noch nicht alles. Da nun eine Schwerlastrakete wegfällt, die man 2011-2013 plante will man die Angara umrüsten. Die Angara 7 sollte ein kryogenes URM mit 5,7 m Durchmesser bekommen. Das hätte dann etwa 170 bis 180 t Treibstoff aufgenommen. Als Antrieb käme meiner Ansicht nach das RD-0120 in Frage, das existiert wenigstens, auch wenn der letzte Einsatz 1988 war. Doch was macht man in Russland? Alte Triebwerke die man 10 Jahre lang getestet hat, intensiver als jedes andere Triebwerke nachzubauen? "Nö so was machen wir nicht. Wir bauen ein neues mit 400 bis 800 kN Schub.. Dann baucht man zwar mehrere davon, aber Scheiß drauf, sonst ist es ja nicht neu." In etwa das muss man sich dort wohl gerade denken.

Wo die Kryostufe hinkommt weiß man noch nicht so genau. Weil es ja für die Angara 7 schon heute keine Nutzlasten gibt, sie ist einfach zu groß, diskutiert man nun eine Angara 5 mit der Kryostufe. Das erinnert an das letzte was ich ansprechen will: Die Angara und bemannte Raumfahrt. Ursprünglich war die Angara 3 dafür vorgesehen. Die hätte ein 12-13 t schweres Gefährt starten können. Dann hat man die Konzeption gewechselt und ist auf die Angara 7 gewechselt. Irgendwie war die Angara 7 zu groß und derzeit soll es nun die Angara 5 richten.

Die bemannte Version der Angara verzichtet einfach auf Oberstufe, dafür brennt das mittlere URM noch etwas länger als sonst (um die Belastung zu reduzieren brennen die mittleren URM länger, drosseln aber nach dem Start bis zur Boosterabtrennung den Schub). Das Tolle daran: Das Raumschiff gibt es nur auf dem Papier und keine Angara ist ausgelegt die derzeit einsetzten Typen Sojus und Progress zu starten, ja genauso so ersetzt man alte Raketen in Russland. Eine Angara 2 (zwei URM) ohne Oberstufe hätte übrigens mit 8 t Nutzlast gerade die richtige Größe für die Sojus - vielleicht liest diesen Blog ja jemand der Russland nachdenken kann ....

Die Angara 3 braucht niemand, weil sie die gleiche Nutzlast der Zenit hat. Die hat man schon vor der Ukrainekrise langsam aber sicher ausgemustert, indem man die Nutzlast ihrer Gewichtsklasse auslaufen lies. Sie hatte letzte Woche ihren letzten Flug. Traurig aber wahr: Russland stellt seine neuen und modernsten Träger ein und fliegt lieber mit den alten weiter. Die Proton wird noch mindestens 10 Jahre lang fliegen. (Ein Fehlstart auf 10 Starts) Die Rockot wird nur deswegen ausgemustert, weil sie ukrainische Computerhardware einsetzt, das fast gleiche Schwerster Modell Strela wird aber die Flüge übernehmen und kommerzielle Starts der Rockot durch Eurockot wird es weiterhin geben.

Einer Meldung von Intertass, dass man nun nach dem Jungfernflug der Angara 1.2 die Dnepr ausmustern würde, widersprach ISC Kosmotras vehement, die Firma  vermarktet die Dnepr kommerziell.

Die Sojus kann man wegen der Transporte zur ISS nicht vollständig ersetzen, darüber hinaus hat Arianespace Aufträge die im letzten Jahr sogar deutlich zugenommen haben (mit der OneWeb Konstellation) und mit der Sojus 2.1v gibt es sogar eine neue Konfiguration als Konkurrenz zur Rockot.

Also so richtig trennen will man sich nicht von den anderen Trägern. Eher scheint es darauf hinauszulaufen dass nur zwei der Angara Konfigurationen eine Zukunft haben und die auch nur in Konkurrenz zu eingeführten Trägern. Wenn wundert es dass dann das Roskosmos Leiter Oleg Ostapenko 2013 die Angara Family als „Dead End Projekt“ bezeichnete. 150 Milliarden Rubel hatte man bis dahin schon ausgegeben, der Startpreis einer Angara 5 wurde zu dem Zeitpunkt mit 105 bis 115 Millionen Dollar angegeben. Geplant waren mal 73. Inzwischen ist die Proton sogar billiger als die Angara 5, die sie mal ablösen sollte ...

Ja macht was aus der Angara - aber was richtiges. Dazu hier bald mehr.

16.12.2015: Die Angara - so mach ich was draus

In einem neuen der Block der Reihe "Wir wissen es besser als die Raumfahrtfirmen und -behörden" widme ich heute der Angara und wie man das Konzept richtig umsetzen könnte. Zuallererst ein paar Worte über den Grundgedanken der Angara und der Umsetzung.

Die Idee einer skalierbaren Raketenfamilie ist eigentlich nicht neu und es gab auch schon früher Vorschläge über einen skalierbaren Träger. In gewisser Weise existieren diese ja schon - Atlas V, Ariane 4 oder Delta II waren durch Booster skalierbar, teilweise um den Faktor 2 in der Nutzlast. Wenn man weiter geht und die Angara wollte ja mal einen Bereich von 2 bis 40 t abdecken, muss man irgendwo Kompromisse machen. Meiner Ansicht nach hätte man die kleinen Nutzlasten außen vor lassen können, die kann man durch ausgediente ICBM starten von denen Russland ja in den nächsten Jahren noch etliche ausmustert. Noch immer sind RS-18, RS-24 und RS-36M im Dienst mit denen man 2 bis 3,8 t schwere Nutzlasten starten kann.

Es gab in der Frühzeit der Angara den Vorschlag diese auf Basis der RD-180 zu konstruieren, zugunsten der kleinen Nutzlasten hat man sich wohl auf die RD-191 festgelegt. Das RD-180 hätte einige Vorteile: es war schon entwickelt. Es gibt Synergien mit der Produktion für die Atlas und vor dem Jungfernflug gab es bisher 50 Starts der Atlas - alle ohne Probleme. Man hat also ein erprobtes Triebwerk. Eine Rakete auf Basis des RD-180 hätte wegen des doppelt so hohen Schubs einen Bereich von 8 bis 60-70 t Nutzlast abgedeckt. Damit hätte man auch die Sojus ersetzt und hätte zumindest eine halbe Schwerlastrakete. Von der träumt Russland ja auch seit Jahren.

Aber nehmen wir die Angara in der Grundkonzeption mit den URM. Die URM halte ich für nicht schlecht, nur bei den Oberstufen hat man sich verzettelt (siehe letzter Blog). Von denen aus will ich aus das Konzept aufziehen. Die Angara sollte ja auch mal preiswert sein. Das erreicht man, indem man bestehendes verwendet. Nun hat Russland eine existierende LOX/LH2 Oberstufe: die KVD-1 für die GSLV. Sie hat in etwa die gleiche Leistung wie die kleinste KTVK. Daher macht die Entwicklung der KVTK und eines neuen Triebwerks RD-0146 für mich weniger Sinn. Sie passt in der Masse von 15 t recht gut zum URM, man kann das leicht mit der Atlas und Centaur vergleichen die ursprünglich auch 15,6 und 125 t wogen.

Braucht man dann für 3, 5, 7 URM 3-7 mal größere Oberstufen: nein nicht unbedingt. Die kleinste Version ist zwangsläufig zweistufig. Bei den größeren müsste man eine neue Stufe einführen. Ich habe dies durchdacht und mich dagegen entschieden. Das URM-2 hat einen tollen spezifischen Impuls, aber mit 300 kN ist das Triebwerk zu schubschwach. Das RD-120 wäre mit >800 kN in der richtigen Größenordnung, wird aber in er Ukraine gefertigt. Energomasch hat es aber entwickelt, sodass es sicher eine Alternative ist. Warum ich dann doch auf eine weitere Stufe verzichtet habe, dann weil das RD-191 auf 30% im Schub senkbar ist, was man heute schon ausnutzt. Bei der Angara 5 brennt das mittlere URM z.B. 325 s lang, die Booster 214 s. Dadurch wiegt das zentrale UEM bei Boosterabtrennung noch knapp 80 t, das entspricht eigentlich der Einführung einer neuen Stufe von 80 t Gewicht. Das machte eine weitere Stufe überflüssig. Was man noch braucht ist für die größeren Angara (3-7) eine kryogene Oberstufe die etwas größer ist und sich den größeren Nutzlasten anpasst. Ich habe mich für eine mit zwei RD-56 und 32 t Startmasse entscheiden. Die Leermasse habe ich von der in etwa gleich großen KTVK der Angara 7A übernommen.

Bleibt noch die Größe der URM. Man kann ausgehend von der Nutzlast deren Größe festlegen. Ein RD-191 hat einen Schub von 196 t. Bei einer Beschleunigung mit 1,2 g kann es also bis zu 164 t anheben. Das ist maximale kombinierte Masse der Angara 1. Rechnet man 15,2 t für die KVD-1, 0,7 t für die Nutzlastverkleidung und 5 t für die maximale Nutzlast ab so bleiben 143 t für die maximale Masse eines URM übrig.

Bei den größeren Angara Versionen spielen die Massen der Oberstufen und Nutzlasten für die Berechnung der Masse eines URM keine Rolle, weil die Oberstufen gleich schwer bleiben, mit jedem URM aber Schub hinzukommt. Stattdessen kommt irgendwann der Punkt ab dem man ein URM erst später zünden kann. Ich habe das für die Angara 5+7 untersucht.

Angara 5: Bei einer geschätzten Masse von 32 t für die Oberstufe und 27 t für maximale Nutzlast und Nutzlastverkleidung dürfen bei 4 am Boden gezündeten URM die 5 URM insgesamt 594 t wiegen, jedes einzelne also 118,8 t.

Bei der Angara 7 und 40 t Nutzlast und 37 t für Oberstufe und Nutzlastverkleidung kommt man auf 129 t pro URM. Man müsste in beiden Fällen also Treibstoff weglassen wenn man die Größe basierend auf der Angara 1 auf 143 t festlegt.

Es gibt noch eine Alternative: man macht es wie die Angara heute: und zündet alle URM und drosselt dann das zentrale herunter. Beim Start müssen alle vollen Schub erreichen, doch mit steigender Höhe und geringerem Außendruck kann man reduzieren. Das RD-191 kann sehr stark reduziert werden auf 30% der Leistung. Daneben hat das den Vorteil dass das Triebwerk nicht für eine Zündung im Flug qualifiziert sein muss. Das sind nicht alle. das SSME schied für die zweite Stufe der Ares V z.B. deswegen aus weil es dazu nicht fähig ist. Da alle RD-171/180/191 nur in Erststufen eingesetzt werden, würde ich drauf tippen, das es auch das RD-191 nicht ist.

Ich habe mich daher für ein URM von 143 t Masse entschlossen, das entspricht dem heutigen URM und man kann bei späterer Zündung eines URM dann Treibstoff weglassen.

Nun zu den Versionen. Wenn man noch Versionen die sich in früher oder später URM-Zündung durch Kombination der beiden Oberstufen hinzunimmt kommt man auf folgende Versionen: (1600 m/s Verluste bei zweistufigen und 1800 m/s bei dreistufigen mit einkalkuliert). Die Ziffern haben nichts mit den realen Angara Versionen zu tun, sie sind einfach durchnummeriert.

Rakete: Angara 1-1

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
165570657080078001600
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1114300090003308
211520026004532

Rakete: Angara 1-2

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
165929792880078001600
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1112600090003308
213200042004532

Rakete: Angara 3-1

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
4625761757680078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11358400180003308
217060090003308
311520026004532

Rakete: Angara 3-2

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
4834682166880078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11358400180003308
217060090003308
313200042004532

Rakete: Angara 5

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
61600719007300078001600
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1411880090003308
2111880090003308

Rakete: Angara 5-1

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
63587823678300078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1411880090003308
2111880090003308
311520026004532

Rakete: Angara 5-2

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
65722028220300078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1411880090003308
2111880090003308
313200042004532

Rakete: Angara 5-3

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
76022027020300078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11637000360003308
217800090003308
311520026004532

Rakete: Angara 5-4

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
78226832268300078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11637000360003308
217800090003308
313200042004532

Rakete: Angara 5-5

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
80018034980300078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11637000360003308
217800090003308
313200042004532
411520026004532

Rakete: Angara 7

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
93901931019500078001600
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1612900090003308
2112900090003308

Rakete: Angara 7-1

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
69134826148500078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1412900090003308
2112900090003308
311520026004532

Rakete: Angara 7-2

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
71281730817500078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1412900090003308
2112900090003308
313200042004532

Rakete: Angara 7-3

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
105815036950500078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11901000540003308
2110000090003308
311520026004532

Rakete: Angara 7-4

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
108083842838500078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11901000540003308
2110000090003308
313200042004532

Rakete: Angara 7-5

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
109846945269500078001800
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11901000540003308
2110000090003308
313200042004532
411520026004532

Hier die Nutzlast für den LEO:

Nutzlasttabelle für eine Geschwindigkeit von 7802,0 m/s

Rakete Nutzlast
Angara 1-1 6564,9 kg
Angara 1-2 7928,7 kg
Angara 3-1 17564,3 kg
Angara 3-2 21653,9 kg
Angara 5 18988,5 kg
Angara 5-1 23662,6 kg
Angara 5-2 28202,0 kg
Angara 5-3 27002,3 kg
Angara 5-4 32247,4 kg
Angara 5-5 34958,6 kg
Angara 7 30992,2 kg
Angara 7-1 26131,1 kg
Angara 7-2 30797,5 kg
Angara 7-3 36926,2 kg
Angara 7-4 42811,0 kg
Angara 7-5 45241,3 kg

und hier die für den GTO (ohne Berücksichtigung der Inklination, z. B. beim Start von der Sealaunch Plattform aus). Wichtig: die russischen Angaben beziehen sich auf Baikonur, so ist bei einigen Angara Versionen die Nutzlast kleiner als die für die Fluchtgeschwindigkeit die nominell größer ist (11000 m/s), dies liegt daran dass durch den Start vom Norden aus eine Stufe aufwendige Manöver zur Reduktion der Inklination machen muss.

Nutzlasttabelle für eine Geschwindigkeit von 10258,0 m/s

Rakete Nutzlast
Angara 1-1 2031,0 kg
Angara 1-2 2245,5 kg
Angara 3-1 6928,5 kg
Angara 3-2 8934,7 kg
Angara 5 3639,7 kg
Angara 5-1 9586,2 kg
Angara 5-2 12026,8 kg
Angara 5-3 10816,4 kg
Angara 5-4 13720,9 kg
Angara 5-5 15576,6 kg
Angara 7 8812,4 kg
Angara 7-1 10658,3 kg
Angara 7-2 13246,4 kg
Angara 7-3 14918,0 kg
Angara 7-4 18423,9 kg
Angara 7-5 20046,0 kg

und zur Ergänzung noch die Nutzlast für den GSO, ungefähr entsprechend dem einer Marstransferbahn auch hier nicht vergleichbar mit den russischen Daten, bei denen man wegen des nördlichen Starts s mehr aufwenden muss.

Nutzlasttabelle für eine Geschwindigkeit von 11790,0 m/s

Rakete Nutzlast
Angara 1-1 546,0 kg
Angara 1-2 270,3 kg
Angara 3-1 3663,7 kg
Angara 3-2 4730,1 kg
Angara 5-1 5317,6 kg
Angara 5-2 6755,5 kg
Angara 5-3 6030,0 kg
Angara 5-4 7807,6 kg
Angara 5-5 9422,9 kg
Angara 7 2064,5 kg
Angara 7-1 5980,3 kg
Angara 7-2 7550,2 kg
Angara 7-3 8502,8 kg
Angara 7-4 10802,0 kg
Angara 7-5 12214,3 kg

Man erkennt relativ schnell, das einige Versionen relativ überflüssig sind. Das spätere Zünden eines URM (5-1, 7-2, 7-1 / 7-2) als zweite Stufe ist immer der Zündung am Boden unterlegen. Die Versionen ohne Oberstufe (Angara 5 und 7) können eine Alternative für LEO-Bahnen, man spart schließlich die Kosten für eine Oberstufe ein. Der Gewinn durch zwei kryogene Oberstufen (5-5 und 7-5) ist ebenfalls gering und wohl nur bei sehr hohen Geschwindigkeit z.B. zum Jupiter durch die zusätzlichen Kosten noch gerechtfertigt.

Trotzdem erreicht diese Angara mit nur drei Stufen die gleiche Nutzlast zu, wie die Angara wie sie jetzt gebaut wird mit zwei URM-1, einem Block I, einem URM-2, einer Breeze M und nicht weniger als fünf Varianten der KTVK. Das dürfte ziemliche Einsparungen bei den Oberstufen durch Serienbauweise erlauben. Netterweise hat die Angara 1-2 auch noch die Nutzlast der Sojus und kann diese ersetzen - anders als die originale Angara 1.2.

RKK Energija, Staatsunternehmen ist ja im Besitz der Sea Launch Plattform. Die Angara 3-1 hat mehr Nutzlast als die Proton Angara 3-2, 5-1 und 5-2 lassen Doppelstarts zu die Angara 5-2 auch von zwei schweren Satelliten. Auch das ist eine Chance für die Angara - auch die real existierende.


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