Fregat

Fregat-Stufe mit den sphärischen Tanks, hier in der Konfiguration für Fobos-Grunt

Fregat (russisch Фрегат für Fregatte) ist eine Raketenoberstufe, die vom russischen Unternehmen Lawotschkin gebaut und gegenwärtig in Sojus-Trägerraketen verwendet wird. Die Stufe wird zum Starten von hochfliegenden Satelliten, wie beispielsweise geostationären Kommunikationssatelliten, und Raumsonden verwendet. Fregat kann bis zu 20 Mal wiedergezündet werden und ist somit auch zum Aussetzen von mehreren Satelliten in verschiedenen Umlaufbahnen geeignet.

Entwicklung

Die Fregat-Stufe wurde von dem Antriebsmodul der Fobos- und Mars-96-Raumsonden abgeleitet. Die Entwicklung der Stufe begann 1993, kam jedoch aufgrund von Finanzierungsschwierigkeiten nur sehr langsam voran. Erst mit der Gründung des Unternehmens Starsem zur Vermarktung der Sojus-Rakete und der Unterzeichnung des Vertrags zum Start von vier Cluster-Satelliten für die ESA beschleunigte sich Ende der 1990er die Entwicklung der Fregat-Stufe.

Der erste Start einer Fregat-Oberstufe auf einer Sojus-Rakete (in der Version Sojus-U) fand am 8. Februar 2000 statt. Nach einem weiteren Testflug wurden bei zwei Sojus-U/Fregat-Flügen erfolgreich vier Cluster-Satelliten ins All gebracht. Dabei konnte Fregat ihre Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit beweisen, als sie nach einem zu frühen Abschalten der dritten Stufe der Sojus die Steuerung des Fluges rechtzeitig übernahm und durch ihre überschüssige Treibstoffladung die Mission doch noch retten konnte.

Gegenwärtig wird die Sojus (in den Versionen Sojus-U, Sojus-FG und ab 2006 auch Sojus-2.1a und Sojus-2.1b) mit der Fregat-Stufe zum Starten von kommerziellen Nutzlasten und Raumsonden (Mars Express, Venus Express) genutzt. Dabei werden die Startaufträge durch die Firma Starsem abgewickelt.

Seit 2011 starten standardmäßig mit Fregat-Stufen ausgerüstete Sojus-Raketen vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, hier erfolgt die Vermarktung über Arianespace.

Ebenfalls 2011 startete die Fobos-Grunt Mission, bei der mit Hilfe einer modifizierten Fregat-Stufe erstmals eine Sonde auf dem Mars-Mond Phobos landen und Bodenproben zur Erde zurückbringen sollte.

Technik

Die Fregat-Oberstufe ist eine autonome Raketenstufe, die mit einem modernen digitalen Steuerungssystem ausgestattet ist und über eigenständige Kommunikations- und Navigationssysteme verfügt. Dadurch ist die Stufe theoretisch in verschiedene Typen von mittelschweren bis schweren Trägerraketen integrierbar. Die Stufe ist 1,50 m hoch mit einem Durchmesser von 3,35 m. Die Leermasse beträgt 950 kg und es können bis zu 5.250 kg Treibstoff (NTO/UDMH) mitgenommen werden.

Die Struktur der Stufe besteht aus sechs sphärischen Aluminiumtanks, die im Kreis angeordnet sind. Zwei dieser Tanks enthalten den Treibstoff (UDMH), zwei das Oxidationsmittel (NTO) und zwei weitere dienen als Behälter für die Avionik. Acht Trägerstrukturen, die durch die Tanks verlaufen, dienen der Strukturstabilität.

Das Haupttriebwerk der Stufe ist ein von KB Chimmasch bei Moskau hergestelltes S5.92-Triebwerk, welches über eine Brennkammer verfügt und durch ein hydraulisches Steuerungssystem seine Position und somit den Schubvektor der Stufe ändern kann. Das Triebwerk kann in zwei Modi betrieben werden: mit einem Schub von 19,85/14 kN und einem spezifischen Impuls von 3.247/3.100 Ns/kg (bzw. 331/316 s).

Zur Lageregelung verfügt Fregat neben den Steuerungsmöglichkeiten des S5.92 über 12 zusätzliche Hydrazin verbrennende 50-N-Triebwerke, die in vier Gruppen angeordnet sind und aus zwei separaten kleineren Tanks mit Treibstoff gespeist werden. Bis zu 85 kg Hydrazin können von der Stufe mitgenommen werden.

Die vergrößerte Fregat-SB-Stufe (russisch Фрегат-СБ) verfügt über zusätzliche abwerfbare Treibstofftanks. Diese Stufe ist 2,3 m hoch bei einem Durchmesser von 3,44 m und wiegt zusammen mit Treibstoff bis zu 11.600 kg. Die Leermasse der Stufe beträgt 950 kg, die Leermasse der abwerfbaren Tanks 375 kg. Fregat-SB soll auf schwereren Trägerraketen – zunächst ist der Einsatz auf der Zenit geplant – eingesetzt werden. Der erste Start fand am 20.Januar 2011 statt. Dabei wurde die Fregat-SB auf einer Zenit gestartet und beförderte den russischen Elektro-L-Wettersatelliten in den geostationären Orbit.

Startliste

Dies ist eine unvollständige Liste aller Fregat-Starts. Stand der Liste: 8. November 2011.

Datum	Typ	Startplatz	Nutzlast	Art der Nutzlast	Orbit¹	Anmerkungen
8. Februar 2000	Sojus-U/Fregat	Ba LC31/PU6	IRDT 1	Wiedereintrittstechnologie	LEO	Erfolg, 1. Qualifikationsflug
20. März 2000	Sojus-U/Fregat	Ba LC31/PU6	Dumsat	Dummy-Nutzlast	HEO	Erfolg, 2. Qualifikationsflug
16. Juli 2000	Sojus-U/Fregat	Ba LC31/PU6	Cluster FM6/FM7	Zwei Forschungssatelliten	HEO	Erfolg
8. August 2000	Sojus-U/Fregat	Ba LC31/PU6	Cluster FM5/FM8	Zwei Forschungssatelliten	HEO	Erfolg
2. Juni 2003	Sojus-FG/Fregat	Ba LC31/PU6	Mars Express	Marssonde	Marstransfer	Erfolg
27. Dezember 2003	Sojus-FG/Fregat	Ba LC31/PU6	Amos 2	Kommunikationssatellit	GTO	Erfolg
13. August 2005	Sojus-FG/Fregat	Ba LC31/PU6	Galaxy 14	Kommunikationssatellit zur Versorgung von Kabelfernsehnetzen	GTO	Erfolg
9. November 2005	Sojus-FG/Fregat	Ba LC31/PU6	Venus Express	Venussonde	Venustransfer	Erfolg
28. Dezember 2005	Sojus-FG/Fregat	Ba LC31/PU6	GIOVE A	Testsatellit für das Galileo Navigationssystem	MEO	Erfolg
19. Oktober 2006	Sojus-2.1a/Fregat	Ba LC31/PU6	MetOp A	Wettersatellit auf polarer Bahn	SSO	Erfolg
24. Dezember 2006	Sojus-2.1a/Fregat	Pl LC43/PU4	Meridian 1	militärischer Kommunikationssatellit	HEO	Erfolg
27. Dezember 2006	Sojus-2.1b/Fregat	Ba LC31/PU6	COROT	Weltraumteleskop	LEO	Erfolg
29. Mai 2007	Sojus-FG/Fregat	Ba LC31/PU6	Globalstar	4 Kommunikationssatelliten	LEO	Erfolg
20. Oktober 2007	Sojus-FG/Fregat	Ba LC31/PU6	Globalstar	4 Kommunikationssatelliten	LEO	Erfolg
14. Dezember 2007	Sojus-FG/Fregat	Ba LC31/PU6	RADARSAT-2	Erdbeobachtungssatellit	SSO	Erfolg
20. Januar 2011	Zenit-3F/Fregat-SB	Ba LC45/PU1	Elektro-L	Wettersatellit	GEO	Erfolg
18. Juli 2011	Zenit-3F/Fregat-SB	Ba LC45/PU1	RadioAstron	Weltraumteleskop	HEO	Erfolg
21. Oktober 2011	Sojus-ST/Fregat	ELS, Kourou	Galileo IOV	2 Navigationssatelliten	MEO	Erfolg, Erststart einer Sojus Fregat von Kourou
8. November 2011	Zenit-2FG/Fregat-SB	Ba LC45/PU1	Fobos-Grunt	Mars & Phobossonde	Marstransfer	Fregat_SB war hier keine eigenständige Oberstufe, sondern Antriebseinheit der Raumsonde Fobos-Grunt Misserfolg: von der Fregat abgeleitete Antriebseinheit MDU zündete nicht.

• ¹ Nicht zwangsläufig der Zielorbit der Nutzlast - sondern die Bahn auf der die Nutzlast von der Oberstufe ausgesetzt wurde.

Für geplante Starts der Fregat-Stufe siehe die Liste der geplanten Sojus-Starts und die Liste der geplanten Zenit-Starts.

Weblinks

• Soyuz GSC User's Manual von Arianespace (PDF-Datei, englische Sprache; 7,1 MB)
• Webseite des Herstellers Lawotschkin zur Fregat-Stufe (russisch)

Quellen

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)