Протон

Протон (УР-500, 8К82) — ракета-носитель тяжёлого класса, предназначенная для выведения автоматических космических аппаратов на орбиту Земли и далее в космическое пространство.

История создания

Ракета-носитель «Протон-К» была разработана на базе МБР УР-500 в филиале № 1 (Фили) ОКБ-52, (в настоящее время — НПО машиностроения, также известно, как конструкторское бюро Челомея). Ныне КБ «Салют» входит в состав ГКНПЦ имени М. В. Хруничева. В 1961 году КБ приступило к проработке тяжёлой МБР, получившей название УР-500, предназначенной для доставки к цели ядерной боеголовки мощностью 100 мегатонн и более.

Главным конструктором УР-500 был назначен Павел Альбертович Ивенсен. В 1962 году эту должность занял Юрий Николаевич Труфанов, а затем — Дмитрий Алексеевич Полухин, ставший впоследствии Генеральным конструктором КБ «Салют». Ведущим конструктором (ответственным исполнителем) проекта все это время оставался Виталий Андреевич Выродов. Постановление Совмина СССР о создании МБР УР-500 вышло 29 апреля 1962 года. На разработку ракеты отводилось три года.

Первый пуск 16 июля 1965 с КА Н-4 № 1 «Протон-1», основная современная модификация, используемая для запуска аппаратов по государственным программам, — 8К82К Протон-К (первый запуск 10 марта 1967 г. с РБ «Д» и КА «Космос-146»). В зависимости от модификации ракета способна вывести 20—22 т полезной нагрузки на орбиту высотой 200 км. Существуют трёх- и четырёхступенчатый варианты носителя, ступени собраны по тандемной схеме. Запуски осуществляются только с космодрома Байконур.

Было выполнено 358 старта, 97 % которых были успешны. 7 апреля 2001 состоялся первый пуск модернизированной ракеты 8К82КМ Протон-М с цифровой системой управления и новым разгонным блоком 14С43 Бриз-М. Это позволило заметно увеличить полезную нагрузку при выведении на геостационарные орбиты (ГСО). В запуске 11 февраля 2009 года на ГСО была выведена рекордная для ракет-носителей СССР/России полезная нагрузка весом около 3700 кг (спутники «Экспресс АМ-44» и «Экспресс МД-1»).

В качестве топлива во всех ступенях ракеты используются несимметричный диметилгидразин (известный как НДМГ или гептил) (CH3)2N2H2 и тетраоксид азота N2O4. Самовоспламеняющаяся топливная смесь позволила упростить двигательную установку и увеличить её надёжность. В то же время компоненты топлива являются весьма токсичными и требуют крайней осторожности в обращении.

Протон-М разработан и производится в ГКНПЦ им. М. В. Хруничева, совместная российско-американская фирма International Launch Services (ILS) занимается коммерческим сбытом пусковых услуг с применением ракеты в более современной версии «Протон-М».

Конструкция
Ракета-носитель Протон-М состоит из трех ступеней и разгонного блока «Бриз-М». В качестве компонентов топлива все три ступени РН используют несимметричный диметилгидразин и азотный тетроксид (НДМГ и АТ)

* Первая ступень состоит из центрального блока и шести боковых блоков, расположенных симметрично вокруг центрального. Двигательная установка первой ступени состоит из шести автономных маршевых жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) РД-275 (модификация РД-253). Двигатели имеют турбонасосную систему подачи топлива с дожиганием генераторного газа. Запуск двигателя осуществляется путем прорыва пиромембран на входе в двигатель.

* Вторая ступень имеет цилиндрическую форму и состоит из переходного, топливного и хвостового отсеков. Двигательная установка второй ступени включает в себя четыре автономных маршевых ЖРД конструкции С. А. Косберга: три РД-0210 и один — РД-0211. Двигатель РД-0211 является доработкой двигателя РД-0210 для обеспечения наддува топливного бака. Каждый из двигателей может отклоняться на угол до 3°15' в тангенциальных направлениях. Двигатели второй ступени также имеют турбонасосную систему подачи топлива и выполнены по схеме с дожиганием генераторного газа. Общая тяга двигательной установки второй ступени составляет 2352 кН в пустоте. Двигатели второй ступени запускаются раньше начала выключения маршевых ЖРД первой ступени, что обеспечивает «горячий» принцип разделения ступеней. Как только тяга двигателей второй ступени превысит остаточную тягу ЖРД первой ступени, происходит подрыв пироболтов, соединяющих фермы ступеней, ступени расходятся, а продукты сгорания из камер ЖРД второй ступени, воздействуя на тепловой экран, тормозят и отталкивают первую ступень.

* Третья ступень имеет цилиндрическую форму и состоит из приборного, топливного и хвостового отсеков. Двигательная установка третьей ступени РД-0212 — ЖРД конструкции С. А. Косберга. Этот двигатель состоит из маршевого однокамерного двигателя РД-0213 и четырёхкамерного рулевого двигателя РД-0214. Маршевый двигатель по устройству и работе аналогичен двигателю РД-0210 второй ступени и является его модификацией. Тяга маршевого двигателя 588 кН в пустоте, а рулевого — 32 кН в пустоте. Разделение второй ступени происходит за счет тяги рулевого ЖРД третьей ступени, запускаемого до выключения маршевых ЖРД второй ступени, и торможения отделяемой части второй ступени имеющимися на ней шестью твердотопливными двигателями. Отделение полезного груза осуществляется после выключения рулевого двигателя РД-0214. При этом третья ступень тормозится четырьмя твердотопливными двигателями.

* Для выведения полезной нагрузки на высокие, переходные к геостационарным, геостационарные и отлетные орбиты используется дополнительная ступень, называемая разгонным блоком (РБ). Разгонные блоки позволяют проводить многократные включения двигательных установок. Первые разгонные блоки для РН «Протон-К» были сделаны на базе ракетного блока Д носителя Н-1 (пятая ступень). Разработка велась в ОКБ-1 (сейчас РКК «Энергия» имени С. П. Королева). В составе РН «Протон-К» блок претерпел несколько модификаций. Сейчас используются разгонные блоки моделей ДМ-2 и ДМ-2М производства РКК «Энергия». ГКНПЦ им. М. В. Хруничева разработан разгонный блок «Бриз-М». Создание «Бриз-М» — только один из этапов модернизации РН «Протон-К». В результате осуществления целого комплекса мероприятий в рамках этой модернизации ракета приобретет новый технический облик и более широкие возможности, получая при этом новое название — «Протон-М».

Запуски
* В 2005 году было произведено 7 запусков ракет-носителей семейства «Протон», все успешно.
* 14 декабря 2009 года РН «Протон-М» успешно вывела на орбиту три навигационных спутника «Глонасс-М».
* 2 сентября 2010 года на орбиту были выведены три космических аппарата «Глонасс-М».
* Запуск РН «Протон-М», произведённый 5 декабря 2010 года, закончился неудачей. В результате были потеряны три космических аппарата «Глонасс-М». Запуски ракеты-носителя «Протон-М» приостановлены до выяснения причин аварии.
* В ночь на понедельник, 27 декабря, с космодрома Байконур стартовала российская ракета-носитель «Протон-М».

Варианты конфигурации
* Протон — (8K82)
* Протон-K — (8K82K)
* Протон-K Блок-Д — (8K82K 11С824)
* Протон-K Блок-Д-1 — (8K82K 11С824M)
* Протон-K Блок-Д-2 — (8K82K 11С824F)
* Протон-K Блок-ДМ — (8K82K 11С86)
* Протон-K Блок-ДМ-2 — (8K82K 11С861)
* Протон-K Блок-ДM1 — (8K82K 11С861)
* Протон-K Блок-ДМ-2M — (8K82K 11С861-01)
* Протон-K Блок-ДM3 — (8K82K 11С861-01)
* Протон-K Блок-ДM4 — (8K82K 11С861-01)
* Протон-K Блок-ДМ-5 — (8K82K 17С40)
* Протон-K Блок-ДM2 — (8K82K 17С40)
* Протон-K Бриз-M — (8K82K 14С43)
* Протон-M — (8K82KM)
* Протон-M Блок-ДМ-2 — (8K82M 11С861)
* Протон-M Блок-ДМ-03 — (8K82M 11С861)
* Протон-M Бриз-M — (8K82KM 14С43)
* Протон-M КВРБ — (8K82KM КВРБ)

Аварии
6 сентября 2007 года РН «Протон-М» после неудачного запуска с космодрома «Байконур», упала в 40 км от города Жезказган, залив его окрестности гептилом — высокотоксичным топливом. Ситуацию усугубил тот факт, что в этот же день в городе находился казахстанский президент Нурсултан Назарбаев.

Несмотря на быструю ликвидацию последствий экологической катастрофы, Казахстан потребовал от России компенсационную выплату в размере 60,7 миллионов долларов. А в 1999 году ракеты этого типа дважды падали в Карагандинской области, за что Россия платила по полмиллиона долларов.

5 декабря 2010 года ракета-носитель «Протон-М», которая должна была вывести на орбиту три спутника ГЛОНАСС-М, отклонилась от курса на 8 градусов. В результате этого спутники вышли на незамкнутую орбиту и упали в несудоходном районе Тихого океана. Если бы три спутника были успешно выведены на орбиту, российская навигационная группировка ГЛОНАСС была бы сформирована: заработали бы 24 спутника, по восемь в трех плоскостях.

Стоимость
После усиления конкуренции стоимость запуска была снижена с $70 млн до $25 млн в начале 2004 года. (сравнение стоимости запусков см. Стоимость доставки грузов на орбиту). С тех пор стоимость запусков на «Протонах» постоянно возрастала и в конце 2008 года достигала примерно $100 млн на ГПО с использованием «Протон-М» с блоком «Бриз-М». Однако, с началом мирового экономического кризиса в 2008 году, обменный курс рубля к доллару снизился на 33 %, что привело к снижению стоимости запуска до примерно $80 млн .

Кроме того, в последнее время появилась тенденция к увеличению веса геостационарных телекоммуникационных спутников до 6 тонн и более. Этот факт осложнил подборку «пар» спутников для главного конкурента «Протона», «Ариан-5», который имеет большую грузоподъемность и выводит по два спутника общей массой до 10 тонн («Ариан ECA» с 2005 г.) на ГСО за один запуск. В этом случае парный спутник должен весить в 4 тонны. Это привело к росту стоимости запуска на «Ариан-5», так как теперь некоторые спутники приходится выводить в режиме «соло» . Так, например, стоимость запуска новейшего спутника компании Hughes Communications «Jupiter» массой 6100 кг на «Ариан-5» в 2012 году будет стоить $110 млн, согласно контракту подписанному в начале мая 2010 года .

Как следствие снижения стоимости «Протона» и увеличения стоимости «Ариан-5», компания ILS значительно увеличила свой портфель заказов и даже отбила некоторых клиентов у «Арианспейс». Так например, в марте 2009 года, американская компания ViaSat объявила, что расторгает контракт с «Арианспейс» на запуск спутника «ViaSat-1», с тем чтобы произвести запуск на «Протоне» .

Стоит также отметить, что запуск РН «Ариан-5» происходит с космодрома Куру (космодром), который расположен всего лишь в 500 км от экватора, что позволяет выводить на геостационарную орбиту полезную нагрузку на 50 %[источник не указан 63 дня] больше, чем с космодрома Байконур.

 

http://ru.wikipedia.org(Статья)
http://ru.wikipedia.org(Фото)