Soyuz  STARSEM

STARSEM * TsSKB Progress * ROSKOSMOS

Ziel des im Juli 1996 gegründeten franko-russischen Konsortiums "STARSEM" (Space Technology Alliance based on R-7 Semyorka Launch Vehicles) ist die internationale Vermarktung der russischen Trägerrakete Soyuz mit den Varianten Soyuz-U und Molnya-M einschließlich ihrer geplanten Weiterentwicklungen. Beteiligt sind Aerospatial, Arianespace, der Hersteller TsSKB Progress und die russische Raumfahrtbehörde.
Erster Kunde ist "Globalstar". Eigens für dessen Satellitensystem wurde die Version Soyuz-U (ST)/Ikar entwickelt. Es handelt sich um eine vierstufige Variante der Soyuz-U. Die neue vierte Stufe "Ikar" befindet sich zusammen mit der Nutzlast innerhalb des Fairing. Die Stufe ist wiederzündbar und wurde aus der Antriebssektion des russischen Aufklärungssatelliten Kometa (Yantar 1KFT) abgeleitet. Die Ikar hat ein Haupttriebwerk (2,943 kN) und 16 Steuertriebwerke (max. 0,695 kN) und kann bei 0,820 t Treibstoff eine theoretische Brenndauer von 600 sec erreichen. Der Fairing wurde von dem militärischen Soyuz-Yantar Programm übernommen.
Der erste Start einer Soyuz-Ikar datiert vom 09.02.1999. Bisher wurden 6 Globalstar-Starts von Tyuratam in Kasakstan durchgeführt. Der erste Start einer Soyuz-U (ST)/Fregat erfolgte am 08.02.2000.
Die erste Weiterentwicklung der Soyuz-U wird die Soyuz-FG (ST)/Fregat sein. Geplant ist eine Schuberhöhung der ersten beiden Stufen durch Einbau modifizierter Triebwerke (RD-107A/RD-108A). Bei der folgenden Soyuz-2 (ST) /Fregat)  wird die dritte Stufe Block I dann schrittweise verbessert. Zunächst werden die Tankgrößen einem veränderten Mischungsverhältnis der Treibstoffkomponenten angepaßt (Soyuz-2-1a). In der zweiten Phase wird das Triebwerk RD-0110 durch ein RD-0124 ersetzt (Soyuz-2K-1b). Als zusätzliche vierte Stufe kommt eine verbesserte "Fregat" zum Einsatz.
Die Fregat wird aus der Antriebseinheit der Mars- und Venussonden der U.S.S.R. abgeleitet. Das Einkammer-Triebwerk von Lavozkhin (entwickelt aus einem KTDU-425) erreicht bei einem Massendurchsatz von 6,1 kg einen maximalen Vakuumschub von 19,6 kN. Bei einer Brenndauer von 877 sec werden 17,2 MN*s Total-Impuls erzielt.
Die Fregat muß aufgrund ihres Durchmessers von 3,48 m in eine erweiterte Nutzlastbucht integriert werden. Es soll  ein neuer STARSEM-Fairing mit max. 11,4 m Länge und 4,11 m Durchmesser entwickelt werden, der dem Ariane 4 Fairing ähnelt.
Zunächst wurde die Fregat jedoch auf einer unveränderten Soyuz-U eingesetzt. Dazu wurde ein modifizierter Fairing der Proton-K mit einem Durchmesser von 3,70 m und einer Länge von 7,70 und 8,30 m aufgesetzt.
Der erste Einsatz der weiter verbesserten  Soyuz-FG (ST)/Fregat erfolgte am 02.06.2003 mit Mars Express.

STARSEM is the Soyuz company, dedicated to providing commercial launch services with the reliable and proven Soyuz family of launch vehicles.
The European-Russian organization brings together all key players involved in the production and operation of Soyuz and is responsible for international sales of the world's most versatile launch vehicle.
Created in 1996, STARSEM offers the Soyuz for a broad range of mission needs, including satellite telecommunications systems, scientific spacecraft, and Earth observation / meteorological platforms.
STARSEM provides each customer a true turnkey service, from manufacture of the launch vehicle to mission preparations at the Baikonur Cosmodrome and successful in-orbit delivery of payloads.

The Ikar upper stage is closely derived from a spacecraft propulsion system used Soviet reconnaissance satellites and Resurs remote sensing spacecraft. For Soyuz-STARSEM, the Ikar stage has updated equipment and software, and new interfaces to mate to the launch vehicle and payload. The Ikar stage has a main engine 17D61 (KB Melnikov), and is controlled using 16 thrusters mounted in four clusters at the bottom of the stage.

The Fregat is a more capable upper stage, which will be used in conjunction with STARSEM's new Soyuz-FG. The Fregat is  derived from the Phobos interplanetary spacecraft. The S5.92 main engine (Khimash) can operate at two thrust levels. Fregat has four sets of three thrusters each. The PSACEI thrusters are 50 N monopropellant units. They are fueled with 85 kg of hydrazine stored in two tanks. The  stage structure consists of six truncated spheres forming a ring with the engine in the center. Two spheres are oxidizer tanks, two are fuel tanks, and two are pressurized avionics an equipment compartiment.

STARSEM's  Soyuz-FG and  Soyuz-2 are versions of the Soyuz-U with upgraded engines RD-107A and RD-108A (booster/core), and a new Block I engine RD-0124  for Soyuz-2K  in future. All  will be designed specifically for commercial spacecraft. The Soyuz will use a new fairing, which the fairing of the Ariane 4 is similar.
The Soyuz vehicles are produced by  TsSKB Progress in the Samara Space Center. All Soyuz is launched from Tyuratam/Kasahkstan. STARSEM has also studied launching the Soyuz-2 from Centre Spatial Guyanais in Kourou.

It must be noted that the Soyuz-2K (1b) was developed on the basis of Soyuz-U through several upgrades: first centrifugal single component nozzles were installed in the propulsion system of the first and second stages (a 480 kilo increase in payload), new elements were used in electronic systems (a 120 kilo increase in payload), the analog control system was replaced by digital with the terminal control principle (a 200 kilo rise in payload); then the engine was changed from 11D55 (RD-0110) to 11D451 (RD-0124) on the third stage (a 950 kilo rise in payload).

Now an enlarged new payload fairing for Starsem's upgraded Soyuz 2-1a launch vehicle is now ready for integration with its MetOp-A satellite passenger, which will be launched  from Baikonur Cosmodrome in Kazakhstan.
This new fairing enables a full range of satellite payloads to be accommodated, increasing the workhorse Soyuz launch vehicle's capabilities on commercial missions. The derived Ariane fairing has a length of 11.4 meters and an external diameter of 4.1 meters.