Прото́н (УР-500 (індекс ГРАУ 8К82))— ракета-носій важкого класу, призначена для виведення автоматичних космічних апаратів на орбіту Землі та на відлітні траєкторії в космічний простір. Розроблений в підрозділі ОКБ-23 (нині ГКНПЦ ім. М. В. Хрунічева), який був частиною ОКБ-52 В. М. Челомея. Первинний двоступінчастий варіант носія «Протон» (УР-500) став одним з перших носіїв середньо-важкого класу, а триступеневий «Протон-К»— важкого, поряд з американською РН «Сатурн-1Б».

РН «Протон» стала засобом виведення всіх радянських і російських орбітальних станцій «Салют-ДОС» і «Алмаз», модулів станцій «Мир» і МКС, перспективних пілотованих космічних кораблів ТКС і Л-1/«Зонд» (радянська місячно-облітна програма), а також важких супутників комерційного та військового призначення і міжпланетних станцій.

З середини 2000-х років основною модифікацією ракети-носія «Протон» стала РН «Протон-М», яка використовується для запуску як федеральних російських, так і комерційних іноземних космічних апаратів.

Історія створення

На початку 60-х років XX сторіччя керівництво СРСР було зацікавлене у створенні ракет, здатних виводити в космос велике корисне навантаження військового призначення, а також нести боєголовку в кілька десятків мегатонн у тротиловому еквіваленті. Проєкти на розробку цих ракет представили всі конструкторські бюро (КБ): КБ С. П. Корольова, яке в той час вже працювало над міжконтинентальною балістичною ракетою (МБР) Р-9, представило проєкт важкої «місячної» ракети Н-1; КБ М. К. Янгеля запропонувало проєкт уніфікованих МБР Р-46 і важкої РН Р-56 з стартовою масою 1165—1421 т; дослідне конструкторське бюро № 52 (ОКБ-52) під керівництвом В. М. Челомея пропонувало створити сімейство ракет різної стартової маси для широкого діапазону закидаємого вантажу: МБР легкого класу УР-100 («Універсальна Ракета»), МБР середнього класу УР-200, МБР важкого класу УР-500 і надпотужну РН УР-700.

Завдяки наполегливості Челомея, відповідно до Постановами ЦК КПРС і РМ СРСР від 16 березня та 1 серпня 1961 р., ОКБ-52 початок проєктування стратегічної МБР УР-200 (8К81).

Роком пізніше, за Постановою ЦК КПРС і РМ СРСР № 409—183 від 29 квітня 1962 р., в ОКБ-23 (в даний час КБ «Салют», підрозділ ГКНПЦ ім. Хрунічева), який увійшов до складу ОКБ-52 як філія № 1 всього лише двома роками раніше (3 жовтня 1960 року), почалося проєктування ракети УР-500. Головним конструктором УР-500 був призначений Павло Івенса. У 1962 році цю посаду зайняв Юрій Труфанов, а потім— Дмитро Полухін, що став згодом Генеральним конструктором КБ «Салют». Провідним конструктором (відповідальним виконавцем) проєкту весь цей час залишався Віталій Виродов. На розробку ракети відводилося три роки.

За первинним проєктом УР-500 являла собою чотири паралельно з'єднані двоступінчасті ракети УР-200 з третім ступенем, виготовленим на базі модифікованого другого ступеня УР-200. Після ретельного опрацювання цього варіанту виявилося, що така конструкція ракети не дозволяє досягти бажаної відносної вантажопідйомності.

Провівши поглиблене опрацювання концепції ракети, ОКБ-23 почало розробку УР-500 за триступеневою схемою з послідовним (тандемним) розташуванням ступенів. Тим не менш, як і передбачалося на початковому етапі, як верхні ступені було вирішено застосувати модифікований варіант УР-200.

Ракета розроблялася як в бойових варіантах: орбітальної і міжконтинентальної балістичної ракети для ураження надпотужної термоядерної боєголовкою (100 мегатонн і більше) особливо важливих цілей у будь-якій точці планети, так і у варіанті ракети-носія важких супутників.

Згідно з конструктивно-компонувальною схемою, ракета виготовлялася на машинобудівному заводі ім. М. В. Хрунічева і транспортувалася в розібраному вигляді залізничним транспортом на «Байконур». Діаметр центральних блоків ракети був визначений за розміром залізничного габариту навантаження— 4100 мм.

Довжина конструкції центрального блоку першого ступеня була визначена необхідним об'ємом окисника в прискорювачі першого ступеня і довжиною залізничного великогабаритного вантажу.

Двигуни першого ступеня, РРД РД-253, були розроблені в КБ Енергетичного машинобудування (генеральний конструктор В. П. Глушко). Використання цього двигуна в ракеті Н-1 було відкинуте С. П. Корольовим через токсичність компонентів його палива та недостатній питомий імпульс. Було вирішено, що після деякої переробки РД-253 буде використаний на першому ступені УР-500.

Для бойового варіанту проєктувався в тому числі і маневруючий бойовий блок АБ-500.

У розробку нової ракети були залучені і інші конструкторські бюро: КБ Хімавтоматики виготовляло двигуни другого і третього ступеня (головний конструктор С. А. Косберг, а потім А. Д. Конопатов), «НДІ автоматики та приладобудування»— систему керування і електроавтоматику, КБ «Рубін» і КБ «Восток»— рульові приводи, керуючі відхиленням двигунів всіх ступенів, НДІ Приладобудування— систему спорожнення баків, НДІ Точної механіки— систему безпеки РН і КБ Київського заводу «Арсенал»— систему прицілювання.

Розробка ракети підтримувалася М. С. Хрущовим. Однак після його відставки було прийнято рішення про припинення робіт по ракеті УР-200, аналогічної за можливостями МБР Р-9 С. П. Корольова. Оскільки УР-500 містила у собі варіант УР-200, така ж доля загрожувала і їй. Тим не менш, завдяки твердій позиції академіка М. В. Келдиша, врешті-решт було вирішено використовувати УР-500 як важкий носій для космічних апаратів (КА).

Перший пуск нової двоступеневої РН УР-500 відбувся 16 липня 1965 року з космічним апаратом Н-4 № 1 «Протон-1». Цей супутник вагою 12,2 т, крім іонізаційного калориметра СЕЗ-14 (Спектр, Енергія, Заряд до еВ) вагою близько 7 т та інших службових модулів, також включав частину агрегатів другого ступеня.

Таким чином, без агрегатів другого ступеня, маса корисного навантаження РН УР-500 дорівнювала 8,4 т. Всього в 1965-66 роках було здійснено чотири запуски супутників «Протон».

Хоча офіційно ракета була названа «Геркулес» (або, за іншими даними, «Атлант»), в пресі вона згадувалася за ім'ям свого першого корисного навантаження— «Протон».

Починаючи з липня 1965 року почалася розробка триступеневого варіанту РН УР-500К (8К82К «Протон-К»). Нова РН була також розроблена у філії № 1 ОКБ-52. РН «Протон-К» повинна була використовуватися для виведення на відлітну траєкторію нових КА для обльоту Місяця. Крім того, почалися роботи над четвертим ступенем РН «Протон-К» на базі п'ятого ступеня ракети-носія Н-1, що отримала назву блок Д. Згідно з цим проєктом (УР-500К-Л1), двосекційний корабель 7К-Л1 (варіант «Союзу») виводився на відлітну траєкторію для польоту до Місяця, здійснював обліт Місяця і благополучно повертався. Польоти були заплановані спочатку в безпілотному, а потім у пілотованому варіантах.

Перший пуск триступеневої ракети «Протон-К» був проведений 10 березня 1967 з блоком Д і КК 7К-Л1П («Космос-146»), прототипом майбутнього місячного корабля 7К-Л1. Ця дата вважається днем народження РН «Протон-К».

З 11 запусків 7К-Л1 тільки політ КА «Зонд 7» був визнаний повністю успішним, що означає, що загальна ймовірність здійснення обльоту Місяця і приземлення на території Радянського Союзу склала не більше 9 %. В інших 10 пусках в п'яти випадках місії не були завершені з вини «Протона-К» і ще п'ять місій— з вини 7К-Л1. В результаті через велику кількість невдач з Н-1, «Протон» і 7К-Л1 і того факту, що Аполлон-11 успішно висадився на Місяць 20 липня 1969, було вирішено згорнути радянську місячну програму.

Крім того, через велику кількість аварій на початковому етапі льотних випробувань (з березня 1967 року по серпень 1970 року було здійснено всього лише 6 повністю успішних пусків з 21-го). РН «Протон-К» була прийнята на озброєння тільки в 1978 році, після 61-го пуску.

«Протон-К» з розгінним блоком Д регулярно використовувалася для запуску різних наукових, військових і цивільних космічних апаратів.

Триступеневий «Протон-К» використовувався для виведення корисного навантаження на низькі орбіти, чотириступеневий — для виведення космічних апаратів на високоенергетичні орбіти. Залежно від модифікації ракета була здатна вивести до 21 т корисного навантаження на орбіту висотою 200 км і до 2,6 т на геостаціонарну орбіту (ГСО). В даний час виробництво «Протона-К» припинено. Остання РН цієї серії була випущена наприкінці 2000-х років що зберігалася в арсеналі. Її пуск був проведений 30 березня 2012 року. У загальній складності з 1967 по 2012 рік РН «Протон-К» стартувала 312 разів

З 2001 року в ГКНПЦ ім. М. В. Хрунічева випускається сучасніша модифікація ракети— 8К82КМ «Протон-М». Новий варіант РН «Протон» відрізняється підвищеною екологічністю, цифровою системою керування і новим розгінним блоком 14С43 Бриз-М, що дозволило помітно збільшити корисне навантаження при виведенні на геоперехідну і геостаціонарну орбіти. Модифікована версія дозволяє встановлювати обтічники більших розмірів у порівнянні з «Протон-К».

Конструкція Перший варіант ракети-носія «Протон» був двоступеневим. Наступні модифікації ракети, «Протон-К» і «Протон-М», запускалися або в три-(на опорну орбіту), або в чотириступеневому варіантах (з розгінним блоком).

РН УР-500 Ракета-носій (РН) УР-500 («Протон», індекс ГРАУ 8K82) складалася з двох ступенів, перший з яких був розроблений спеціально для цієї РН, а другий успадкований від проєкту ракети УР-200. У цьому варіанті РН «Протон» була здатна виводити 8,4 т корисного вантажу на низьку навколоземну орбіту.

Перший ступінь Перший ступінь складається з центрального і шести бічних блоків, розташованих симетрично навколо центрального.

Центральний блок включає в себе перехідний відсік, бак окисника і хвостовий відсік, в той час як кожен з бічних блоків прискорювача першого ступеня складається з переднього відсіку, бака пального і хвостового відсіку, в якому закріплений двигун.

Таким чином, двигунна установка першого ступеня складається з шести автономних маршових рідинних ракетних двигунів (РРД) РД-253. Двигуни мають турбонасосну систему подачі палива з допалюванням генераторного газу. Запуск двигуна здійснюється шляхом прориву піромембран на вході в двигун.

Другий ступінь Другий ступінь має циліндричну форму і складається з перехідного, паливного і хвостового відсіків. Рухова установка другого ступеня має у своєму складі чотири автономні маршові РРД конструкції С. А. Косберга: три РД-0210 і один— РД-0211. Двигун РД-0211 є доробкою двигуна РД-0210 для забезпечення наддуву паливного бака. Кожен з двигунів може відхилятися на кут до 3°15' в тангенціальних напрямках. Двигуни другого ступеня також мають турбонасосну систему подачі палива і виконані за схемою з допалюванням генераторного газу. Загальна тяга рухової установки другого ступеня становить 2352 кН в порожнечі.

Двигуни другого ступеня запускаються до початку вимикання маршових РРД першого ступеня, що забезпечує «гарячий» принцип поділу ступенів. Як тільки тяга двигунів другого ступеня перевищує залишкову тягу РРД першого ступеня, відбувається підрив піроболтів, що з'єднують ферми ступенів, ступені розходяться, а продукти згоряння з камер РРД другого ступеня, діючи на тепловий екран, гальмують і відштовхують перший ступінь.

РН «Протон-К» Ракета-носій (РН) «Протон-К» була розроблена на базі двоступеневої РН УР-500 з деякими змінами на другому ступені і з додаванням третього і четвертого ступенів. Це дозволило збільшити масу КН на низькій навколоземній орбіті, а також виводити космічні апарати на більш високі орбіти.

Перший ступінь

У початковому варіанті РН «Протон-К» успадкувала перший ступінь РН УР-500. Пізніше, на початку 90-х років двадцятого століття, тяга двигунів першого ступеня РД-253 була збільшена на 7,7 %, і новий варіант двигуна отримав назву РД-275.

Другий ступінь Другий ступінь РН «Протон-К» був розроблений на базі другого ступеня РН УР-500. Для збільшення маси КН на орбіті були збільшені обсяги паливних баків і змінена конструкція фермового перехідного відсіку, що з'єднує її з першим ступенем.

Третій ступінь