SAS «Soyuz»: Prinzipien der Notrettung

Notfallsysteme der Sojus: Entwicklung und Funktionsweise

Am 11. Oktober 2018, 121 Sekunden nach dem Start der Sojus-FG-Rakete mit dem Raumschiff Sojus MS-10, kam es zu einem Defekt bei der Trennung der ersten Stufe. Eine unkontrollierte Ablösung eines Seitenboosters führte zu einer Kollision mit der Kernstufe, die einen Treibstofftank beschädigte und zu Instabilität führte. Das Notfallrettungssystem (LES) löste automatisch aus, zog das Besatzungsmodul – mit Kosmonaut Alexei Ovchinin und Astronaut Nick Hague – von der havarierten Rakete weg. Die Besatzung landete sicher in den Steppen Kasachstans ohne schwere Verletzungen.

Das LES gewährleistet die Sicherheit der Besatzung während der gesamten aktiven Aufstiegsphase, vom Startplatz bis zum Orbitaleintritt. Es handelt sich um ein hochentwickeltes System aus Feststofftriebwerken, Automatisierung und Trennmechanismen, das in realen Notfällen und Bodentests bewährt ist.

Frühe Entwicklungen: Von Vostok zu Voschod

Das erste bemannte Raumschiff erforderte sofortige Lösungen für die Besatzungssicherheit. Vostok nutzte Auswurfssitze: bis 40 Sekunden per Bodensignal, 40–150 Sekunden nach Triebwerksabschaltung in 7 km Höhe, 150–700 Sekunden für Modultrennung und 700–730 Sekunden für das gesamte Fahrzeug. Die ersten 20 Sekunden boten keinen Schutz.

Beim Mehrsitzer Voschod passten Auswurfssitze nicht ins Layout. Die ersten 44 Sekunden hingen allein vom Träger ab. Danach folgte das Abwerfen der Haube mit Federdrückern und vier Feststoffboostern am Rettungsturm, gefolgt von der Modultrennung.

Wichtige Unterschiede der Systeme:

• Vostok: Individuelle Auswurfssitze, begrenzte Bahnabdeckung.
• Voschod: Vollständige Modulabziehung, verstärkte Haubentrennmechanismen.

Entwicklung des LES für Sojus: Designentscheidungen

Ab 1961 entwickelte OKB-1 (später TsKBM, heute RSC Energia) das 7K-Raumschiff. Optionen umfassten ein separates Notfallrettungsaggregat (LEA) oder vollständige Auswurf. Sie wählten das LEA mit statischer Stabilität und Gitterflossen, um G-Kräfte zu minimieren. LES-Triebwerke stammten von KB Chimavtomatiki „Iskra“ und dem Sojus-Feststoffforschungszentrum.

Tests erfolgten mit Modellen und Prüfständen. Pläne deckten drei Szenarien ab:

• Ausfall am Startplatz.
• Stabilitätsverlust früh im Flug.
• Zone maximaler dynamischer Druck.

Das erste Gerät, E1498, bestand Tests im Dezember 1966. Korrekturen behebteten Resonanzen und Isooctan-Brände – ab Fahrzeug Nr. 8 wurde Raumschiff-Antifrost eingesetzt. Eine falsche LES-Aktivierung am 14. Dezember 1966 bewies den Wert: Das Modul landete sicher, während der Träger explodierte.

Ein erfolgreicher 7K-L1-Rettungseinsatz auf Proton 1967 machte teure Dynamikdrucktests überflüssig.

Modernes LES beim Sojus-MS-Raumschiff

Die Bedrohungsüberwachung beginnt 30 Minuten vor dem Start. Das LES löst durch Trägersteuersignale, G-Sensoren oder Funksignal aus. Der Aufstieg ist in vier Phasen unterteilt mit angepassten LEA-Programmen.

Kernkomponenten:

• 855M-Antrieb zur Abziehung von LEA1 vom Träger.
• 860M-Raketentriebwerke an der Haube für LEA1A (nach LES-Abwurf bis Haubenfall).
• LES-Automatisierung (ASAS).
• Baugruppen am Montage-Schutzaggregat.

Betriebsprogramme:

• Programm 1 (LEA1): Frühe Ausfälle, vollständige Abziehung mit Zentraltriebwerk.
• Programm 1A (LEA1A): Mittlerer Aufstieg, 860M-Triebwerke.

ASAS steuert die Abfolge: Anomalieerkennung → Trennung → Abbremsung → Stabilisierung → Fallschirme.

Bodentests und Zuverlässigkeit

Tests umfassten:

• E1498-Simulationen: Triebwerksstrahlen, Schutz durch zylindrischen Hitzeschild.
• Echte Starts: 1966 falscher Auslöser, Proton-Ausfall.

Besatzungs-G-Lasten erreichen kurz 15–20g, dann sinken sie durch Stabilisatoren. Das Sojus-MS-LES rettete Besatzungen 1983 (Sojus T-10-1), 1986 (Sojus TM) und 2018 (MS-10).

Wichtige Erkenntnisse

• LES deckt den gesamten Aufstieg ab, außer den ersten 20–44 Sekunden in frühen Versionen.
• Automatisierung reagiert auf G-Lasten, Trägersignale oder Kommandos.
• LEA nutzt Gitterflossen zur Reduzierung seitlicher Belastungen.
• Feststoff-855M/860M-Triebwerke liefern 100–200 m/s Impuls.
• Zuverlässigkeit durch über 5 echte Aktivierungen mit null Besatzungsverlusten bestätigt.

— Editorial Team