RN "Proton" | |
---|---|
| |
Obecná informace | |
Země |
SSSR Rusko |
Rodina | "Proton" |
Index | 8K82, 8K82K, 8K82KM |
Účel | nosná raketa |
Vývojář | GKNPTs pojmenované po M. V. Khrunichev (KB "Salyut") |
Výrobce | GKNPTs pojmenované po M. V. Khrunichev |
Startovací náklady | 65–70 milionů USD [1] [2] |
Hlavní charakteristiky | |
Počet kroků | 3-4 (dále jen "Proton-M" třetí fáze modifikace) |
Délka (s MS) | 58,2 m |
Průměr | 4,1 m (7,4 m) |
počáteční hmotnost | 705 t |
Druh paliva | UDMH + AT |
Hmotnost užitečného zatížení | |
• ve společnosti LEO | 23,7 t [3] |
• na GPO-1500 | 6,35 t (s Breeze - M RB ) |
• na GPO-1800 | 7,10 t (s Breeze - M RB ) |
• na GSO | až 3,7 tuny [4] (s RB " Breeze-M ") |
Historie spouštění | |
Stát | proud |
Spouštěcí místa | " Bajkonur " |
Počet spuštění |
426
Proton - 4 Proton-K - 310 Proton-M - 112 (stav k 13.12.2021) [5] |
• úspěšný | 379 |
• neúspěšné | 27 |
• částečně neúspěšné |
dvacet |
První start | 16.07 . 1965 |
Poslední běh | 13.12 . 2021 |
Celkem vyrobeno | > 426 |
Možnosti | "Proton", "Proton-K", "Proton-M" |
První stupeň ("Proton-M" 3. fáze [6] [7] [8] [9] ) | |
Délka | 21,18 m |
Průměr | 7,4 m |
Suchá hmotnost | 30,6 t |
počáteční hmotnost | 458,9 t |
Pochodové motory | 6 × LRE RD-276 |
tah | 10026 kN (zem) |
Specifický impuls |
uzemnění: 288 s vakuum: 316 s |
Pracovní doba | 121,35 s [10] |
Druhý stupeň ("Proton-M" 3. fáze [6] [9] ) | |
Délka | 17,05 m |
Průměr | 4,1 m |
Suchá hmotnost | 11,0 t |
počáteční hmotnost | 168,3 t |
udržovací motor | LRE RD-0210 (3 jednotky) a RD-0211 (1 jednotka) |
tah | 2400 kN |
Specifický impuls | 320 s |
Pracovní doba | 211,10 s [10] |
Třetí stupeň ("Proton-M" 3. fáze [9] [11] ) | |
Suchá hmotnost | 3,5 t |
počáteční hmotnost | 46,562 t |
udržovací motor | LRE RD-0213 |
motor řízení | LRE RD-0214 |
tah |
583 kN (pochod) (31 kN (kormidelník)) |
Specifický impuls | 325 s |
Pracovní doba |
240,5 s [10] (258,3 s [10] ) |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
"Proton" ( UR-500 - Universal raketa , "Proton-K" , " Proton -M" ) je nosná raketa těžké třídy (RN) určená k vypouštění automatických kosmických lodí na oběžnou dráhu Země a dále do vesmíru . Schopný vynést náklad až 3,3 tuny na geostacionární oběžnou dráhu ( GSO ) .
Původní dvoustupňová verze nosiče Proton (UR-500) se stala jedním z prvních nosičů středně těžké třídy a třístupňová Proton-K mezi těžké.
Nosná raketa Proton byla prostředkem ke startu všech sovětských a ruských orbitálních stanic Saljut - DOS a Almaz , modulů stanic Mir a ISS , plánovaných pilotovaných kosmických lodí TKS a L-1 / Zond ( sovětského lunárního programu průletu ), stejně jako těžké družice pro různé účely a meziplanetární stanice .
Od poloviny roku 2000 se nosná raketa Proton-M stala hlavní modifikací nosné rakety Proton, která se používá k vypouštění jak federálních ruských, tak komerčních zahraničních kosmických lodí (SC) [12] .
V červnu 2018 si generální ředitel Roskosmos Dmitrij Rogozin stanovil za úkol po dokončení kontraktů zastavit výrobu nosné rakety Proton a poté používat výhradně nosnou raketu Angara [13] [14] . 24. prosince 2019 byla ukončena výroba motorů pro první stupeň nosné rakety Proton [15] .
Nosná raketa Proton-M bude provozována do roku 2025 v komerčních i federálních startech.
Modifikace | Třída | PN na GPO [I] , kg | Počet bloků 1. etapy |
---|---|---|---|
"Proton-M" | Těžký | 6 300 | 1 centrální + 6 bočních |
"Protonové médium" | Průměrný | 5000 | 1 centrální + 6 bočních |
"Protonové světlo" | Světlo | 3 600 | 1 centrální + 4 boční |
Na počátku 60. let se vedení SSSR zajímalo o vytvoření raket schopných vypustit do vesmíru velký vojenský náklad a nést hlavici o síle několika desítek megatun TNT . Projekty na vývoj těchto střel předložily všechny konstrukční kanceláře (KB): Design Bureau S.P. Korolev , které v té době již pracovalo na mezikontinentální balistické střele (ICBM) R-9 , představilo návrh těžké „měsíční“ rakety N -1 ; Konstrukční kancelář M.K. Yangela navrhla projekt jednotné ICBM R-46 a těžké nosné rakety R-56 s nosností 1165-1421 tun [16] ; Experimental Design Bureau No. 52 (OKB-52) pod vedením V. N. Chelomeye navrhlo vytvořit rodinu raket různých startovacích hmotností pro širokou škálu užitečného zatížení: ICBM lehké třídy UR - 100 (" Universal Rocket " ), střední -třída ICBM UR- 200 , ICBM těžké třídy UR-500 a nosná raketa pro těžký provoz UR-700 [17] .
Díky vytrvalosti Vladimira Chelomeye, v souladu s vyhláškami ÚV KSSS a Rady ministrů SSSR ze dne 16. března a 1. srpna 1961, OKB-52 zahájila projektování strategické ICBM UR-200 (8K81 ). O rok později podle výnosu ÚV KSSS a Rady ministrů SSSR č. 409-183 ze dne 29. dubna 1962 v OKB-23 (v současnosti Design Bureau Saljut, divize M.V. Khruničeva GKNPTs), které se staly součástí OKB-52 jako Branch č. 1 (3. října 1960), byl zahájen návrh rakety UR-500 [17] [18] [19] . Pavel Ivensen byl jmenován hlavním konstruktérem UR-500 . V roce 1962 tuto pozici zaujal Jurij Trufanov [17] a poté Dmitrij Poluchin , který se později stal generálním designérem Saljut Design Bureau. Vitalij Vyrodov zůstal po celou dobu hlavním projektantem (odpovědným realizátorem) projektu [19] . Na vývoj rakety byly vyhrazeny tři roky [18] .
Podle původního návrhu se UR -500 skládal ze čtyř paralelně zapojených dvoustupňových střel UR-200 s třetím stupněm vyrobeným na základě upraveného druhého stupně UR-200. Po pečlivém prostudování této možnosti se ukázalo, že taková konstrukce rakety neumožňuje dosažení požadované relativní nosnosti. Po provedení hloubkové studie koncepce rakety OKB-23 zahájila vývoj UR-500 podle třístupňového schématu se sekvenčním (tandemovým) uspořádáním stupňů. Nicméně, jak se očekávalo v počáteční fázi, bylo rozhodnuto použít upravenou verzi UR-200 jako horní stupně [17] .
Střela byla vyvinuta jak v bojových verzích: globální orbitální i mezikontinentální balistická střela (12 000 km) k ničení supervýkonné termonukleární hlavice (index - 8Ф17 [20] , síla - 150 megatun [21] ) zvláště důležitých cílů kdekoli v svět, a ve verzi nosné rakety těžkých družic [22] .
Podle návrhu a schématu rozložení byla raketa vyrobena v Mashinostroitelny Zavod im. M. V. Khruničev a byl převezen v demontu po železnici na Bajkonur. Průměr centrálních bloků rakety byl určen velikostí železničního ložného profilu - 4100 mm. Délka konstrukce centrálního bloku prvního stupně byla přitom dána požadovaným objemem okysličovadla v posilovači prvního stupně a délkou železničního objemného nákladu [23] .
Motory prvního stupně, LRE RD-253 , byly vyvinuty v Power Engineering Design Bureau (generální konstruktér V.P. Glushko ). Tento motor byl odmítnut S.P. Koroljovem pro použití v raketě N-1 kvůli toxicitě jeho palivových složek a nedostatečnému specifickému impulsu . Bylo rozhodnuto, že po určité úpravě bude RD-253 použit v první fázi UR-500 [17] [19] . Pro bojovou verzi byla navržena i manévrovací hlavice AB-500 [24] .
Na vývoji nové rakety se podílely i další konstrukční kanceláře: Khimavtomatika Design Bureau vyráběla motory druhého a třetího stupně (hlavní konstruktér S. A. Kosberg a poté A. D. Konopatov), Výzkumný ústav automatizace a přístrojové techniky - řídicí systém a elektrická automatika, konstrukční kancelář "Rubin" a KB "Voskhod" - pohony řízení, které řídí výchylku motorů všech stupňů, Výzkumný ústav přístrojové techniky - systém vyprazdňování nádrží , Výzkumný ústav přesné mechaniky - bezpečnost systém pro nosné rakety a konstrukční kancelář kyjevského závodu "Arsenal" - zaměřovací systém [23] .
Vývoj rakety nadšeně podporoval N. S. Chruščov . Po jeho rezignaci však bylo rozhodnuto zastavit práce na střele UR -200, která je svými schopnostmi podobná R-9 ICBM S.P. Koroljova. Protože UR-500 obsahovala variantu UR-200, hrozil jí stejný osud. Přesto, díky pevné pozici akademika M. V. Keldyshe , bylo nakonec rozhodnuto použít UR-500 jako těžký nosič pro kosmické lodě [17] [19] .
Začátkem roku 1964 byly zahájeny práce na instalaci technologického zařízení pro pozemní odpalovací komplex na Bajkonuru. První start rakety pomocí pozemního vybavení se uskutečnil 15. května 1964. Projekt mezikontinentální balistické střely UR-500 byl ukončen v roce 1964 [25] .
První start s kosmickou lodí na nové dvoustupňové nosné raketě UR -500 se uskutečnil 16. července 1965 s kosmickou lodí N-4 č. 1 " Proton-1 ". Tato družice o hmotnosti 12,2 tuny obsahovala kromě ionizačního kalorimetru SEZ-14 ( spektrum C , Energie , Náboj až 10 14 eV) o hmotnosti cca 7 tun a dalších servisních modulů také část jednotek druhého stupně [26] [27 ] . Takže bez jednotek druhého stupně byla hmotnost užitečného zatížení nosné rakety UR-500 8,4 tuny [28] . Celkem byly v letech 1965-1966 provedeny čtyři starty družic Proton. Přestože byla raketa oficiálně pojmenována „Hercules“ (nebo podle jiných zdrojů „Atlant“), v tisku byla zmíněna pod názvem jejího prvního nákladu – „Proton“ [29] .
Počínaje červencem 1965 byl zahájen vývoj třístupňové verze nosné rakety UR -500K (8K82K Proton-K ). Nová nosná raketa byla rovněž vyvinuta v pobočce č. 1 OKB-52 . Nosná raketa Proton-K měla být použita k uvedení nové kosmické lodi na dráhu vzletu, aby mohla obletět Měsíc . Kromě toho byly zahájeny práce na čtvrtém stupni nosné rakety Proton-K založené na pátém stupni nosné rakety N-1 , nazvaném blok D. Podle tohoto projektu (UR-500K-L-1) byla dvoudílná kosmická loď 7K-L1 ( varianta Sojuz ) uvedena na odletovou dráhu k letu na Měsíc, obletěla Měsíc a bezpečně se vrátila. Lety byly plánovány nejprve v bezpilotních a poté v pilotovaných verzích [19] [28] .
První start třístupňové rakety „Proton-K“ byl proveden 10. března 1967 s blokem D a KK 7K-L1P („ Cosmos-146 “), prototypem budoucí lunární lodi 7K-L1 [28 ] [30] . Toto datum je považováno za narozeniny nosné rakety Proton-K [31] .
Z 11 startů 7K-L1 byl za zcela úspěšný považován pouze let Zond -7 , což znamená, že celková pravděpodobnost obletu Měsíce a přistání na území Sovětského svazu nebyla větší než 9 %. Ve zbývajících 10 startech v pěti případech nebyly mise dokončeny vinou Protonu-K a dalších pět misí nebylo dokončeno vinou 7K-L1. V důsledku toho bylo kvůli velkému počtu poruch s N-1, Protonem a 7K-L1 a skutečnosti, že Apollo 11 úspěšně přistálo 20. července 1969, rozhodnuto omezit sovětský lunární program [19] [30] .
Navíc kvůli velkému počtu nehod v počáteční fázi letových zkoušek (od března 1967 do srpna 1970 bylo uskutečněno pouze 6 zcela úspěšných startů z 21) byla nosná raketa Proton -K uvedena do provozu až v r. 1978, po 61. spuštění [28] .
„Proton-K“ s horním stupněm D byl pravidelně používán k vypouštění různých vědeckých, vojenských a civilních kosmických lodí [23] . Třístupňový "Proton-K" byl použit k vynesení nákladu na nízké oběžné dráhy, čtyřstupňový - k vynesení kosmické lodi na vysokoenergetické dráhy. V závislosti na modifikaci byla raketa schopna vynést až 21 tun nákladu na oběžnou dráhu s výškou 200 km a až 2,6 tuny na geostacionární dráhu . Výroba Protonu-K byla ukončena. Poslední nosná raketa této série byla vydána na konci roku 2000 a zůstala v arzenálu. Byl vypuštěn 30. března 2012 [32] za účelem vynesení poslední družice řady US-KMO na oběžnou dráhu pomocí nejnovější verze DM-2 RB [33] [34] . Celkem od roku 1967 do roku 2012 byla nosná raketa Proton-K vypuštěna 310krát a byla vyrobena v GKNPTs im. M. V. Chruničev.
Od roku 2001 na GKNPTs im. M. V. Khrunichev, vyrábí se modernější modifikace rakety - 8K82KM Proton-M . Nová verze nosné rakety Proton se vyznačuje zvýšenou šetrností k životnímu prostředí, digitálním řídicím systémem a novým horním stupněm 14S43 Briz-M , který umožnil výrazně zvýšit užitečné zatížení při startu na geotransferové a geostacionární dráhy . Upravená verze umožňuje instalovat větší kapotáže oproti Protonu-K.
V září 2016 Centrum pro M. V. Khrunichev oznámil rozšíření produktové řady nosných raket Proton o horní stupeň Breeze-M. Za tímto účelem bylo plánováno vytvoření nových dvoustupňových modifikací nosné rakety - "Proton Medium" (schopný vypustit zatížení až 2,2 tuny na GEO) a "Proton Light" (schopný vypustit zatížení až 1,45 tun na GSO) [35] . V dubnu 2017 bylo oznámeno, že vytvoření nosné rakety Proton Light bylo odloženo [36] [37] .
První verze nosné rakety Proton byla dvoustupňová. Následné modifikace rakety Proton-K a Proton-M byly vypuštěny buď ve tří- (na referenční dráhu ) nebo ve čtyřstupňové verzi (s horním stupněm ).
Nosná raketa UR-500 ("Proton", index GRAU 8K82 ) se skládala ze dvou stupňů, z nichž první byl vyvinut speciálně pro tuto nosnou raketu a druhý byl zděděn z projektu rakety UR-200 . V této verzi byla nosná raketa Proton schopna vynést 8,4 tuny užitečného nákladu na nízkou oběžnou dráhu Země [18] [29] [38] .
První krokPrvní stupeň se skládá z centrálního a šesti bočních bloků (nedochází k separaci) uspořádaných symetricky kolem centrálního. Centrální blok obsahuje přechodový prostor, nádrž okysličovadla a ocasní prostor, přičemž každý z bočních bloků posilovače prvního stupně se skládá z předního oddílu, palivové nádrže a ocasního prostoru, ve kterém je upevněn motor. Pohonný systém prvního stupně se tedy skládá ze šesti autonomních podpůrných raketových motorů na kapalné pohonné hmoty (LRE) RD-253 . Motory mají systém přívodu paliva turbočerpadla s dodatečným spalováním generátorového plynu. Motor se spouští porušením pyromembrány na vstupu motoru [39] [40] .
Druhá fázeDruhý stupeň má válcový tvar a skládá se z překládacího, palivového a ocasního prostoru. Pohonný systém druhého stupně zahrnuje čtyři autonomní udržovací raketové motory navržené S. A. Kosbergem : tři RD-0210 a jeden RD-0211. Motor RD-0211 je zdokonalením motoru RD-0210, aby zajistil přetlakování palivové nádrže. Každý z motorů se může vychýlit až o 3° 15' v tangenciálních směrech. Motory druhého stupně mají také systém přívodu paliva turbočerpadla a jsou vyrobeny podle schématu s dodatečným spalováním generátorového plynu. Celkový tah pohonného systému druhého stupně je 2352 kN ve vakuu. Motory druhého stupně jsou spouštěny před začátkem odstávky raketových motorů sustainer prvního stupně, což zajišťuje „horký“ princip oddělení stupňů. Jakmile tah motorů druhého stupně překročí zbytkový tah LRE prvního stupně, pyrobolty spojující nosníky stupně se vyhodí do povětří, stupně se rozcházejí a zplodiny hoření z komor LRE druhého stupně , působící na tepelný štít, zpomalit a odrazit první stupeň [39] [40] .
Nosná raketa Proton-K byla vyvinuta na základě dvoustupňové nosné rakety UR-500 s některými změnami ve druhém stupni a s přidáním třetího a čtvrtého stupně. To umožnilo zvýšit hmotnost PN na nízké oběžné dráze Země a také vypustit kosmické lodě na vyšší oběžné dráhy.
První krokV počáteční verzi nosné rakety Proton -K zdědila první stupeň nosné rakety UR-500. Později, na počátku 90. let, byl tah motorů prvního stupně RD-253 zvýšen o 7,7 % a nová verze motoru dostala název RD-275 [8] .
Druhá fázeDruhý stupeň nosné rakety Proton -K byl vyvinut na základě druhého stupně nosné rakety UR-500. Pro zvýšení hmotnosti PN na oběžné dráze byly zvětšeny objemy palivových nádrží a změněna konstrukce příhradového přechodového prostoru spojujícího jej s prvním stupněm [18] .
Třetí fázeTřetí stupeň nosné rakety Proton -K má válcový tvar a skládá se z přístrojového, palivového a ocasního prostoru. Stejně jako druhý stupeň byl i třetí stupeň nosné rakety Proton-K vyvinut na základě druhého stupně nosné rakety UR-500. Za tímto účelem byla původní verze druhého stupně nosné rakety UR-500 zkrácena a místo čtyř na ni byl instalován jeden udržovací raketový motor . Proto je hlavní motor RD-0212 (konstruovaný S. A. Kosbergem) svou konstrukcí a provozem podobný motoru RD-0210 druhého stupně a je jeho modifikací. Tento motor se skládá z jednokomorového hnacího motoru RD-0213 a čtyřkomorového řídicího motoru RD-0214. Tah hnacího motoru je 588 kN v prázdnotě a motoru řízení 32 kN v prázdnu. K oddělení druhého stupně dochází v důsledku tahu řízení třetího stupně LRE, které je spuštěno před vypnutím udržovače LRE druhého stupně, a brzdění oddělené části druhého stupně šesti 8D84 na tuhá paliva. motory na něm dostupné . Oddělení užitečného zatížení se provádí po vypnutí motoru řízení RD-0214. V tomto případě je třetí stupeň brzděn čtyřmi motory na tuhá paliva [18] [39] [40] .
Čtvrtý krok Řídicí systém nosné rakety Proton-KNosná raketa Proton -K je vybavena systémem autonomního inerciálního řízení ( CS ), který zajišťuje vysokou přesnost vypouštění nosné rakety na různé dráhy [41] . Řídicí systém byl navržen pod vedením N. A. Pilyugina a používal řadu originálních řešení založených na gyroskopech , jejichž vývoj započal již dříve na střelách R-5 a R-7 [20] [42] .
CS nástroje jsou umístěny v přístrojovém prostoru umístěném na posilovači třetího stupně. Nýtovaný netlakový přístrojový prostor je vyroben ve formě rotačního torusového pláště obdélníkového průřezu. V oddílech torusu jsou umístěna hlavní zařízení řídicího systému, vyrobená podle trojitého schématu (s trojitou redundancí ). Kromě toho jsou v přístrojovém prostoru umístěny přístroje systému řízení zdánlivé rychlosti; zařízení, která určují parametry konce aktivní části trajektorie, a tři gyroskopické stabilizátory . Povelové a řídicí signály jsou také postaveny na principu ztrojnásobení. Takové řešení zvyšuje spolehlivost a přesnost vypouštění kosmických lodí [20] .
Od roku 1964 je řídicí systém vyráběn ve Státním vědeckém a výrobním podniku "Kommunar" [43] ( Charkov ).
Jako složky paliva ve všech stupních rakety se používá nesymetrický dimethylhydrazin (UDMH nebo "heptyl") (CH3)2N2H2 a oxid dusnatý N204 (AT nebo "amyl"). Samozápalná palivová směs umožnila zjednodušit pohonný systém a zvýšit jeho spolehlivost. Složky paliva jsou přitom vysoce toxické a vyžadují extrémní opatrnost při manipulaci [39] .
V letech 2001 až 2012 byla nosná raketa Proton-K postupně nahrazena novou modernizovanou verzí nosné rakety, nosnou raketou Proton-M. Přestože konstrukce nosné rakety Proton-M vychází především z nosné rakety Proton-K, došlo k zásadním změnám v systému řízení nosné rakety , který byl zcela nahrazen novým řídicím systémem založeným na palubním digitálním počítačovém komplexu . (OBCC). S použitím nového řídicího systému na nosné raketě Proton-M je dosaženo následujících vylepšení [3] :
Tyto změny následně vedly ke zlepšení hmotnostních charakteristik nosné rakety Proton-M [3] . Po zahájení jejich používání byla navíc provedena modernizace nosné rakety Proton-M s horním stupněm Breeze-M . Od roku 2001 prošly LV a RB čtyřmi etapami modernizace (Fáze I, Fáze II, Fáze III a Fáze IV), jejímž účelem bylo usnadnit konstrukci různých bloků rakety a horního stupně, zvýšit výkon motorů prvního stupně LV (náhrada RD-275 za RD -276 ), jakož i další vylepšení.
Odpalovací vozidlo "Proton-M" 4. etapyTypická verze nosné rakety Proton-M, která je v současné době v provozu, se nazývá Phase III Proton Breeze M (Proton-M launch vehicle - Breeze -M launch vehicle třetí fáze). Tato varianta je schopna vypustit na Geotransfer Orbit (GTO) PG o hmotnosti až 6150 kg pomocí konvenční startovací dráhy (se sklonem 51,6°) a PG o hmotnosti až 6300 kg pomocí optimalizovaného dráha se sklonem 48° (se zbytkovým ΔV do GEO 1500 m /c) [44] [45] .
Vzhledem k neustálému nárůstu hmotnosti telekomunikačních satelitů a nemožnosti použít optimalizovanou trasu se sklonem 48° (protože tato trasa není specifikována ve smlouvě o pronájmu kosmodromu Bajkonur a pokaždé, když je Proton vypuštěn v tomto sklonu, je nutné dodatečně koordinovat s Kazachstánem [45] ), byla zvýšena nosnost nosné rakety Proton-M. V roce 2016 je GKNPTs. M. V. Khruničev dokončil 4. etapu modernizace nosné rakety Proton-M - Breeze-M (Phase IV Proton Breeze M). V důsledku provedených vylepšení byla hmotnost užitečného zatížení systému vypuštěného do GPO zvýšena na 6300–6350 kg na standardní dráze (sklon 51,6°, zbytkové ΔV až GSO 1500 m/s) [44] a až 6500 kg při vypuštění na supersynchronní dráhu (oběžná dráha s výškou apogea až 65 000 km). První start pokročilého nosiče se uskutečnil 9. června 2016 s družicí Intelsat 31 [46] [47] [48] .
Další vylepšení nosné rakety Proton-MK vypuštění užitečného zatížení na vysoké, přechodné až geostacionární , geostacionární a odletové dráhy se používá další stupeň, nazývaný horní stupeň . Boostery umožňují opakovaně zapínat váš hlavní motor a přeorientovat se v prostoru, abyste dosáhli dané oběžné dráhy. První pomocné bloky pro nosnou raketu Proton -K byly vyrobeny na základě raketového bloku D nosiče N-1 (jeho pátý stupeň). Na konci 90. let vyvinuly Khrunichev GKNPTs nový horní stupeň Breeze-M používaný v nosné raketě Proton-M spolu s RB rodiny D [9] .
Blokovat DMBlok D byl vyvinut v OKB-1 (nyní RSC Energia pojmenovaná po S.P. Korolevovi). Jako součást nosné rakety Proton -K prošel blok D od poloviny 60. let několika úpravami. Po úpravě zaměřené na zvýšení nosnosti a snížení nákladů na blok D se RB stal známým jako Block-DM. Upravená akcelerační jednotka měla aktivní životnost 9 hodin a počet startů motoru byl omezen na tři. V současné době se používají horní stupně modelů DM-2, DM-2M a DM-03 vyráběné firmou RSC Energia , u kterých byl počet inkluzí zvýšen na 5 [50] [51] .
Blok "Breeze-M"Breeze-M je horní stupeň pro nosné rakety Proton-M a Angara. "Breeze-M" zajišťuje start kosmických lodí na nízké, střední, vysoké oběžné dráhy a GSO . Použití horního stupně Breeze-M jako součásti nosné rakety Proton-M umožňuje zvýšit hmotnost užitečného nákladu vypuštěného na geostacionární dráhu až na 3,5 tuny a na přenosovou dráhu až na více než 6 tun. první start protonového komplexu -M" - "Breeze-M" se uskutečnil 7. dubna 2001 [52] .
Charakteristika horních stupňů používaných u nosné rakety Proton | |||||
---|---|---|---|---|---|
název | DM-2 [50] [53] | DM-2M [51] [54] | DM-03 [55] | " Breeze-M " [52] | |
index GUKOS | 11S861 | 11С861-01 | 11С861-03 | 14C43 | |
Hmotnost RB | na zemi | 3.2 | 3,245 | 2.5 | |
ve vesmíru | 2.3 | 2.2 | 2.35 | ||
Pohonné hmoty | Sintin + kapalný kyslík | Sintin + kapalný kyslík | Sintin + kapalný kyslík | AT + UDMH | |
Zásoba paliva, t | 15.1 | 15.1 | 18.7 | až 20 | |
udržovací motor | 11D58M | 11D58S | 11D58M / 11D58MDF [56] | 14D30 | |
Tah ve vakuu, tf | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 2 | |
Specifický impuls, s | 360 [57] | 361 | 361 / 367 [56] | 329 | |
Počet startů motoru | až do 5 | až do 5 | až do 5 | až 8 | |
Hmotnost PG na GSO , t | "Proton-K" | 2.4 | 2.5 | 2,95 | |
"Proton-M" (3. stupeň) | 3.44 | 3.7 | |||
Zahájení provozu | 1982 | 1994 | 2007 | 1999 |
Při standardním schématu startu se mechanické a elektrické spojení kosmické lodi s Breeze-M US provádí pomocí přechodového systému sestávajícího z izomřížového adaptéru z uhlíkových vláken nebo kovu a separačního systému (SR) . Pro vložení do geostacionárních drah lze použít několik různých přechodových systémů, které se liší průměrem připevňovacího kroužku kosmické lodi: 937, 1194, 1664 a 1666 mm. Konkrétní adaptér a separační systém se volí v závislosti na konkrétní kosmické lodi. Adaptéry používané v nosné raketě Proton-M jsou navrženy a vyrobeny společností GKNPTs im. M. V. Khrunichev, a separační systémy vyrábí RUAG Space AB , GKNPTs im. M. V. Khrunichev a EADS CASA Espacio [58] [59] [60] .
Příkladem je separační systém 1666V, který se skládá z uzamykacího pásku, který navzájem spojuje kosmickou loď a adaptér. Páska se skládá ze dvou částí, stažených k sobě pomocí spojovacích šroubů. V okamžiku oddělení RP a kosmické lodi pyrogilotiny separačního systému přeříznou spojovací šrouby zámkové pásky, načež se páska otevře, a uvolněním osmi tlačných pružin (počet se může lišit v závislosti na typu oddělení použitý systém), umístěný na adaptéru, je kosmická loď oddělena od RP [ 59] [60] [61] .
Kromě výše zmíněných hlavních mechanických jednotek má nosná raketa Proton -M řadu elektrických systémů používaných během předstartovní přípravy a startu ILV. Pomocí těchto systémů se při přípravě ke startu provádí elektrické a telemetrické propojení systémů kosmické lodi a NN s dispečinkem 4102 a také sběr telemetrických dat během letu [58] .
Po celou dobu provozu nosné rakety Proton se s ní používalo velké množství různých hlavových kapotáží (GO). Typ kapotáže závisí na typu užitečného zatížení, úpravě nosné rakety a použitém horním stupni.
GO se resetuje během počáteční fáze provozu urychlovače třetího stupně. Válcová distanční vložka je shozena po oddělení prostorové hlavy.
Klasické standardní kapotáže nosných raket Proton-K a Proton-M pro vypouštění kosmické lodi na nízké oběžné dráhy bez USA mají vnitřní průměr 4,1 m (vnější 4,35 m) a délku 12,65 m, respektive 14,56 m [ 62] . Tento typ kapotáže byl například použit při startu nosné rakety Proton-K s modulem Zarya pro ISS 20. listopadu 1998.
Pro komerční starty se v konfiguraci s blokem „DM“ používají kapotáže hlavy o délce 10 ma vnějším průměru 4,35 m (maximální šířka užitečného zatížení by neměla být větší než 3,8 m). V případě použití raketometu Breeze-M má standardní kapotáž pro jednotlivé komerční starty délku 11,6 m a pro dvojité komerční starty - 13,2 m. V obou případech je vnější průměr HE 4,35 m [39] [62] .
Kapotáž hlavy vyrábí FSUE ONPP Tekhnologiya ve městě Obninsk v regionu Kaluga . GO se skládá z několika skořepin , což jsou třívrstvé struktury s hliníkovou voštinovou výplní a potahy z uhlíkových vláken , které obsahují výztuhy a výřezy pro poklopy. Použití materiálů tohoto typu umožňuje dosáhnout snížení hmotnosti ve srovnání s analogem vyrobeným z kovů a sklolaminátu o minimálně 28–35 %, zvýšit tuhost konstrukce o 15 % a zlepšit akustické vlastnosti 2krát [63] .
V případě komerčních startů prostřednictvím ILS, která nabízí služby vypouštění Proton na mezinárodní trh, se používají větší alternativní HE: 13,3 m a 15,25 m dlouhé a 4,35 m v průměru. Navíc pro zvýšení schopností Nosná raketa Proton-M aktivně studuje možnost použití GO o průměru 5 metrů. To umožní vynášet větší družice a zvýšit konkurenceschopnost nosné rakety Proton-M proti jejímu hlavnímu konkurentovi Ariane-5 , který se již používá s GO o průměru 5 m [9] .
Nosná raketa Proton (UR-500) existovala pouze v jedné konfiguraci – 8K82. Nosné rakety Proton-K a Proton-M využívaly různé typy horních stupňů po mnoho let provozu. Kromě toho RKK , výrobce RB DM, optimalizoval své produkty pro konkrétní užitečné zatížení a každé nové konfiguraci přiřadil nový název. Takže například různé konfigurace RB 11S861-01 měly různé názvy v závislosti na komerčním užitečném zatížení: Block DM3, Block DM4. Možnosti úprav jsou uvedeny v tabulce [5] :
typ PH | Typ RB | |
---|---|---|
"Proton-K" (8K82K) | "Proton-M" (8K82KM) | |
11С824 | Blok D (8K82K 11S824) | |
11С824M | Blok D-1 (8K82K 11S824M) | |
11S824F | Blok D-2 (8K82K 11S824F) | |
11S86 | Block DM (8K82K 11С86) | |
11S861 | Blok DM-2, blok DM1 (8K82K 11S861) | Blok DM-2 (8K82KM 11S861) |
11С861-01 | Blok DM-2M, blok DM3, blok DM4 (8K82K 11С861-01) | Blok DM-2M (8K82KM 11С861-01) |
11С861-03 | Blok DM-03 (8K82KM 11С861-03) | |
17S40 | Blok DM-5, blok DM2 (8K82K 17С40) | |
14S43 | Breeze-M (8K82K 14С43) | Breeze-M (8K82KM 14С43) |
Možnosti různých úprav nosné rakety Proton | |||||
---|---|---|---|---|---|
Modifikace | "Proton-K" - Blok DM [39] [64] (s RD-253 [α] ) |
"Proton-K" - Blok DM-2M [39] [51] (s RD-275 [β] ) |
"Proton-M" - "Breeze-M" [39] [44] (fáze I) |
"Proton-M" - "Breeze-M" [65] (fáze III) | |
Zahájení provozu | 1974 | 1995 | 2001 | 2009 | |
Počáteční hmotnost, t | ~700 | ~700 | ~702 | 705 | |
Hmotnost užitečného zatížení, t | LEO [γ] | 19,76 | 20.7—20.9 | ~22,0 | 23.0 |
GPO [δ] | 4.35 | 4.9 | 5.5 | 6.15 | |
GSO | 1,88 | 1,88 | 2,92 | 3.25 | |
Objem prostoru pod kapotáží, m³ | 60 | až 100 | 89 | ||
Technické vlastnosti různých modifikací nosné rakety Proton | ||||
---|---|---|---|---|
krok | První | Druhý | Třetí | Horní blok |
"Proton-K" - Blok DM [7] [8] [39] | ||||
Motory | 6× RD-275 | 3×RD-0210 a RD-0211 | RD-0213 a RD-0214 | 11D58M |
Tah pohonného systému, kN | 9540 (v blízkosti země) | 2300 (ve vakuu) | 583+ 4×31 (vakuum) | 83,5 |
Hmotnost paliva, t | 419,41 | 156,1 | 46,56 | 15.05 |
Suchá hmotnost, t | 31 | 11,715 | 4,185 | 2.44 |
Pracovní doba, s | 120 | 216 | 231 | 680 |
Specifický impuls , s | 287 | 320 | 325 | 352 |
"Proton-M" - "Breeze-M" (fáze III) [7] [8] [9] | ||||
Motory | 6× RD-276 | 3×RD-0210 a RD-0211 | RD-0213 a RD-0214 | 14D30, 4× 11D458M a 12×17D58E |
Tah pohonného systému, kN | 10020 (blízko země) | 2400 (ve vakuu) | 583 + 4×31 (vakuum) | 19,62 + 4 × 0,396 + 12 × 0,0133 |
Hmotnost paliva, t | 428,3 | 157,3 | 46,56 | 19.8 |
Suchá hmotnost, t | 30.6 | jedenáct | 3.5 | 2.5 |
Pracovní doba, s | 121 | 216 | 239 | 3200 (maximum) |
Specifický impuls , s | 288 | 320 | 325 | 328,6 |
Starty nosné rakety Proton jsou prováděny pouze z kosmodromu Bajkonur , kde do roku 1965 vznikl technický a startovací komplex se dvěma pracovišti (místo 92/1) a dvěma odpalovacími zařízeními (PU) ( stanoviště 81 ). Do konce 70. let byl postaven další startovací komplex ( místo 200 ), který měl zajistit rozšiřující se program startů různých kosmických lodí na nosné raketě Proton [23] .
Obě startovací místa jsou spojena společnou komunikační sítí a využívají společnou sadu zařízení, která každému z nich poskytují stlačené plyny, vodu, elektřinu a chladiva pro řízení teploty palivových komponent a kosmických lodí. Montáž raketových bloků, integrace nosiče s užitečným zatížením a celková kontrola systému se provádí ve vodorovné poloze v montážní a zkušební budově (MIK) na technickém stanovišti (místo č. 92) závodu. Kosmodrom Bajkonur. Prostřednictvím transportéru-instalátoru na železniční trati je vesmírná raketa (RKN) dopravena z MIK do čerpací stanice paliva pro doplnění paliva do raketometu Breeze - M . Po doplnění paliva je ILV transportován do odpalovacího komplexu a instalován na odpalovací zařízení. Pomocí mobilní údržbové farmy na kolejích, elektrických kontrol nosné rakety a hlavice, doplňování paliva nosné rakety a nosné rakety (v případě použití nosné rakety DM ) komponentami paliva a stlačenými plyny byla připravena raketového pohonného systému a vypuštění ILV [62] [66] se provádí .
V současné době jsou na Bajkonuru čtyři startovací místa Proton-K a Proton-M: po dvou na stanovištích 81 a 200, ale pouze tři z nich jsou v provozuschopném stavu. Výchozí pozice umístěné na západě se nazývají „vlevo“; umístěný na východ - "Vpravo". Každé z těchto pozic odpovídá číslo: 81L (vlevo) - č. 23, 81P (vpravo) - č. 24, 200L - č. 39, 200P - č. 40 [67] .
Montáž a příprava ke startu nosné rakety Proton-M probíhá v montážních a zkušebních budovách 92-1 a 92A-50 na území „ místa 92 “.
V současnosti se používá především MIK 92-A50, který byl dokončen a zdokonalen v letech 1997-1998 [69] . V roce 2001 byl navíc zprovozněn jednotný optický systém pro dálkové ovládání a monitorování kosmických lodí, který zákazníkům umožňuje připravovat kosmické lodě v technických a startovacích komplexech přímo z velínu umístěného v MIK 92A-50 [70] .
Montáž nosné rakety v MIK 92-A50 probíhá v následujícím pořadí:
Montáž nosné rakety Proton-K se provádí na MIK 92-1. Tento MIC byl hlavní před uvedením MIC 92-A50 do provozu. Jsou zde umístěny technické komplexy pro montáž a testování nosných raket Proton-K a KCH , kde je KCH také zakotvena s nosnou raketou Proton-K [72] .
Pro vypuštění kosmické lodi na geostacionární oběžnou dráhu se nosná raketa Proton - M řídí standardním schématem startu s použitím standardní dráhy letu, aby byla zajištěna přesnost pádu oddělitelných částí nosné rakety v určených oblastech. Výsledkem je, že po zprovoznění prvních tří stupňů nosné rakety a první aktivaci nosné rakety Breeze -M se orbitální jednotka (OB) jako součást nosné rakety Breeze-M, přechodový systém a kosmická loď jsou vypuštěny na referenční dráhu o výšce 170 × 230 km, která poskytuje sklon 51,5°. Breeze-M RB dále provádí 3 další inkluze, v důsledku čehož se vytvoří přenosová dráha s apogeem blízko apogeu cílové dráhy. Po pátém zapnutí USA umístí kosmickou loď na cílovou oběžnou dráhu a oddělí se od kosmické lodi. Celková doba letu od signálu „Contact lift“ (KP) po oddělení kosmické lodi od RB „Breeze-M“ je obvykle asi 9,3 hodiny [73] [74] .
Následující popis uvádí přibližné časy zapnutí a vypnutí motorů všech stupňů, čas resetování HE a prostorovou orientaci nosné rakety pro zajištění dané trajektorie. Přesné časy jsou specifické pro každý start v závislosti na konkrétním užitečném zatížení a konečné oběžné dráze.
1,75 s (T −1,75 s) před startem je zapnuto šest motorů 1. stupně RD-276 , jejichž tah je v tuto chvíli 40 % nominální hodnoty a v okamžiku signálu KP získá tah 107 % . Potvrzení signálu KP přichází v čase T +0,5s. Po 6 sekundách letu (T +6 s) se tah zvýší na 112 % jmenovité hodnoty. Střídavá sekvence zapínání motorů umožňuje získat potvrzení o jejich normální činnosti před zvýšením tahu na maximum [73] [74] .
Po počátečním vertikálním úseku trvajícím asi 10 s provede ILV manévr rotace, aby se stanovil požadovaný azimut letu . Při sklonu oběžné dráhy 51,5°, jako v případě geostacionární inzerce , je azimut 61,3°. Pro ostatní sklony dráhy se používají jiné azimuty: pro dráhy se sklonem 72,6° je azimut 22,5° a pro dráhy se sklonem 64,8° je to 35,0° [73] [74] .
Tři RD-0210 a jeden RD-0211 druhého stupně se zapnou ve 119. sekundě letu a přejdou do režimu plného tahu v okamžiku oddělení prvního stupně ve 123. sekundě. Motory kormidel třetího stupně se zapnou ve 332 sekundách, poté se motory druhého stupně vypnou po 334 sekundách letu. Oddělení druhého stupně se provádí po zapnutí šesti brzdných motorů na tuhá paliva ve 335. sekundě a jeho odtažení [73] [74] .
Motor RD-0213 třetího stupně se zapne na 338 s, poté se kapotáž hlavy resetuje přibližně po 347 sekundách od signálu KP . Pokud jde o stupně, okamžik uvolnění GO je zvolen tak, aby byl zajištěn zaručený zásah boosteru druhého stupně nosné rakety v dané oblasti dopadu a aby byly splněny tepelné požadavky kosmické lodi. Poté, co se v 576. sekundě vypne hnací motor třetího stupně, čtyři řídicí motory pracují dalších 12 sekund, aby zkalibrovaly vypočítanou rychlost stoupání [73] [74] .
Po dosažení zadaných parametrů, přibližně v 588. sekundě letu, vydá řídicí systém povel k vypnutí motoru řízení, načež je třetí stupeň oddělen od orbitálního bloku a vytažen pomocí brzdných raketových motorů na tuhá paliva . Okamžik oddělení od třetího stupně je brán jako zahájení autonomního letu OB . Další start kosmické lodi se provádí pomocí raketometu Breeze -M [73] [74] .
Etapa | Čas, s | Rychlost, m/s | Výška, km |
---|---|---|---|
Začátek sady připravenosti ke spuštění | −3.10 | 0 | 0 |
Zapnutí motorů prvního stupně (40 % nominální hodnoty) | −1,75 | ||
Motory prvního stupně 107 % jmenovitého | −0,15 | ||
Příkaz zvedněte kontakt | 0,0 | ||
Dosažení maximální rychlosti hlavy | 65,5 | 465 | jedenáct |
Zapnutí motorů druhého stupně | 119,0 | ||
Oddělení I. stupně | 123,4 | 1724 | 42 |
Zapnutí motorů řízení třetího stupně | 332,1 | ||
Vypínání motorů druhého stupně | 334,5 | ||
Oddělení druhého a třetího kroku | 335,2 | 4453 | 120 |
Zapínání motorů třetího stupně | 337,6 | ||
Resetování kapotáže hlavy | 348,2 | 4497 | 123 |
Vypínání motorů třetího stupně | 576,4 | ||
Vypnutí motorů řízení třetího stupně | 588,3 | ||
Oddělení třetího stupně a orbitálního bloku | 588,4 | 7182 | 151 |
Vypuštění OB na geotransferovou dráhu se provádí podle schématu s pěti inkluzemi podpůrného motoru (MD) Breeze -M RB . Stejně jako v případě nosné rakety závisí přesné časy inkluzí a parametry drah na konkrétní misi [73] [74] .
Bezprostředně po oddělení třetího stupně nosné rakety se zapnou náporové trysky stabilizace raketometu , které zajišťují orientaci a stabilizaci OB v pasivní letové sekci po suborbitální trajektorii až do prvního startu raketometu. motor. Přibližně jeden a půl minuty po oddělení od nosné rakety (v závislosti na konkrétní kosmické lodi ) je provedena první aktivace MD v délce 4,5 min, v důsledku čehož se vytvoří referenční dráha o výšce 170 × 230 km a sklonu 51,5° [73] [74] .
Druhé zapnutí MD s dobou trvání asi 18 min se provádí v oblasti prvního vzestupného uzlu referenční dráhy po 50 min pasivního letu (s vypnutými motory), v důsledku čehož první střední dráha se tvoří s apogeem ve výšce 5000–7000 km. Poté, co OB během 2–2,5 hodiny pasivního letu dosáhne perigea první střední dráhy, je hlavní motor v oblasti vzestupného uzlu potřetí zapnut až do úplného vyčerpání paliva z přídavné palivové nádrže (DTB , asi 12 minut). Přibližně po dvou minutách, během kterých se DTB resetuje , se MD počtvrté zapne. V důsledku třetí a čtvrté inkluze se vytvoří přenosová dráha s apogeem blízkým apogeu cílové geotransferové dráhy (35 786 km). Na této oběžné dráze stráví kosmická loď pasivním letem přibližně 5,2 hodiny. Poslední, páté zapnutí DM se provádí v apogeu přenosové dráhy v oblasti sestupného uzlu, aby se zvedlo perigeum a změnil se sklon na zadaný, v důsledku čehož USA umístí kosmickou loď do cílové orbity. Přibližně 12–40 min po páté aktivaci MD je OB orientován ve směru separace CA a následně separace CA [73] [74] .
V intervalech mezi zapnutím MD provádí americký řídicí systém otočky orbitální jednotky, aby zajistil udržování optimální teploty na palubě, vydávání tahových impulsů, provádění rádiových monitorovacích relací a také k oddělení kosmické lodi po pátém zapnutí [73] [74] .
Od roku 1993 marketing služeb pro odpalování Protonu na mezinárodním trhu provádí společný podnik International Launch Services (ILS) (od roku 1993 do roku 1995: Lockheed-Khrunichev-Energy). ILS má výhradní právo na marketing a komerční provoz nosné rakety Proton a slibného raketového a vesmírného komplexu Angara . Přestože je ILS registrována ve Spojených státech, její většinový podíl vlastní ruské GKNPTs im. M. V. Chruničev. K říjnu 2011 bylo v rámci společnosti ILS uskutečněno 72 startů kosmických lodí pomocí nosných raket Proton-K a Proton-M [75] .
Další start z kosmodromu Bajkonur se uskutečnil 31. července 2020. Vesmírná raketa Proton-M na palubě na druhý pokus vynesla komunikační satelity Express-80 a Express-103 na oběžnou dráhu za rekordních 18 hodin a 16 minut. — šlo o nejdelší start na oběžnou dráhu [76] .
Náklady na nosnou raketu Proton se rok od roku liší a nejsou stejné pro federální a komerční zákazníky, ačkoli cenové pořadí je pro všechny spotřebitele stejné. .
Komerční spuštěníKoncem 90. let se náklady na komerční start nosné rakety Proton-K s DM blokem pohybovaly od 65 do 80 milionů $ [77] . Na začátku roku 2004 byly náklady na spuštění sníženy na 25 milionů $ v důsledku výrazného nárůstu konkurence [78] (porovnání nákladů na start viz Náklady na doručení užitečného zatížení na oběžnou dráhu ). Od té doby se náklady na starty na Protonech neustále zvyšovaly a na konci roku 2008 dosáhly přibližně 100 milionů USD na GPO pomocí Proton-M s blokem Breeze-M . Od začátku světové hospodářské krize v roce 2008 se však směnný kurz rublu vůči dolaru snížil o 33 %, což snížilo náklady na spuštění na zhruba 80 milionů dolarů [79] .
V červenci 2015 byly náklady na start nosné rakety Proton-M sníženy na 65 milionů dolarů, aby mohla konkurovat nosné raketě Falcon 9 [2] .
Komerční uvedení | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pro federální zákazníky dochází od počátku 21. století ke stálému nárůstu nákladů na nosič: náklady na nosnou raketu Proton-M (bez bloku DM) vzrostly od roku 2001 do roku 2011 5,4krát – z 252,1 milionu na 1356, 5 milionů rublů [80] . Celkové náklady na Proton-M s blokem DM nebo Breeze-M v polovině roku 2011 byly asi 2,4 miliardy rublů (asi 80 milionů $ nebo 58 milionů EUR). Tato cena se skládá ze samotné nosné rakety Proton (1,348 miliardy), raketometu Breeze -M (420 milionů) [81] , dodávky komponentů na Bajkonur (20 milionů) a souboru odpalovacích služeb (570 milionů) [82] [ 83] [84] .
Ceny od roku 2013: Samotný Proton-M stál 1,521 miliardy rublů, horní stupeň Breeze-M stál 447 milionů, startovací služby stály 690 milionů, přeprava rakety na kosmodrom stála dalších 20 milionů rublů, 170 milionů rublů - kapotáž hlavy. Celkem jeden start Protonu stál ruský rozpočet 2,84 miliardy rublů [85] .
Od roku 1965 se nosná raketa Proton vyráběla ve třech hlavních verzích: UR-500, Proton-K a Proton-M.
8K82/UR-50016. července 1965 byl na oběžnou dráhu vědecké vesmírné stanice Proton-1 vypuštěn dvoustupňový LV UR-500 o hmotnosti 12,2 t. Celkem byly RN-500 v letech 1965-1966 vypuštěny tři satelity: Proton-1 - " Proton-3 ", další start skončil neúspěchem. Vědecké vybavení družic Proton, vyvinuté na SINP MGU , zajišťovalo studium kosmického záření a interakce ultravysokoenergetických částic s hmotou: na družice byl instalován ionizační kalorimetr, gama dalekohled a další přístroje [23 ] . Následně UR-500 LV zdědil jméno těchto kosmických lodí a stal se známým jako Proton LV [23] .
startovní číslo | Datum ( UTC ) | Užitečné zatížení | Výsledek spuštění |
---|---|---|---|
jeden | 16. července 1965 | Proton-1 H-4, ser. Č.1 | Úspěch |
2 | 2. listopadu 1965 | Proton-2 H-4, sér. č. 2 | Úspěch |
3 | 24. března 1966 | Proton-3 H-4, sér. číslo 3 | Porucha , nehoda 2. stupně |
čtyři | 6. července 1966 | Proton-3 H-4, sér. č. 4 | Úspěch |
Za celou dobu svého provozu byla nosná raketa Proton -K vypuštěna 310krát, z toho 277 zcela úspěšných (89 %). Vezmeme-li v úvahu částečně úspěšné starty (bez havárií horního stupně), spolehlivost této verze rakety se zvyšuje na 91 %.
Nosná raketa Proton-K byla použita v letech 1967-1973 k vypuštění kosmických lodí Zond , Luna , Mars a Kosmos , stejně jako vědecké vesmírné stanice Proton-4 a dlouhodobých pilotovaných stanic Saljut-1 a Saljut -2 . Od roku 1974 je nosná raketa používána společně s RB DM , která má vlastní řídicí systém. V této verzi bylo možné vypustit na vysokou oběžnou dráhu a geostacionární kosmické lodě pro různé účely. Nosná raketa Proton-K byla nejdůležitější součástí sovětského a později ruského programu průzkumu vesmíru. Byly na něm provedeny následující důležité starty:
Bylo provedeno celkem 32 komerčních startů Protonu-K. Poslední komerční start se uskutečnil 6. června 2003 s družicí AMS-9.
Poslední nosná raketa této série byla vypuštěna 30. března 2012 [32] , aby vynesla na oběžnou dráhu poslední družici řady US-KMO pomocí nejnovější verze RB DM-2s . Start byl 310. za téměř 45 let provozu nosné rakety Proton-K [33] [34] .
Odpalovací vozidlo "Proton-M" (8K82KM)K 13. prosinci 2021 odstartoval Proton-M 112krát, z toho 102 zcela úspěšných (91,1 %). Vezmeme-li v úvahu starty, při kterých samotná nosná raketa fungovala normálně (tedy bez zohlednění havárií horních stupňů), spolehlivost této verze rakety se zvyšuje na 95,5 %. Významné starty:
Od roku 1967 bylo uskutečněno 404 startů nosné rakety Proton [100] . Z toho 49 skončilo neúspěchem během provozu prvních tří stupňů a horního stupně [101] .
Nehody v letech 1967-1970Nejvíce nouzové období nastalo při vývoji nosné rakety v podmínkách „ měsíčního závodu “ SSSR-USA v letech 1967-1970. V této době proběhly letové zkoušky nosné rakety horního stupně D, návratového vozidla typu Zond a také vozidel rodiny Luna a Mars . Během provozu prvních tří stupňů nosné rakety Proton došlo k 9 poruchám: pět - během provozu 2. a 3. stupně, dvě - 1. stupně a po jedné - kvůli falešnému příkazu od bezpečnostního systému a z důvodu zničení kapotáže hlavy KA . K dalším čtyřem poruchám došlo kvůli poruchám pohonného systému horního stupně D. Obecně byly úkoly splněny pouze u 10 z 25 startů [102] .
Nehoda na kosmodromu skončila v červenci 1968 tragicky. Při přípravě startu kosmické lodi Zond-5B , plánovaného na 21. července 1968, praskla nádrž okysličovadla bloku D a částečně zničila kapotáž hlavy (GO). Loď 7K-L1 s rozpadlým GO spadla několik metrů dolů a uvízla na plošinách údržbářské farmy; palivová nádrž bloku D s pěti tunami petroleje se odtrhla od farmy a spočívala na prvcích třetího stupně rakety. Podle některých zdrojů zemřel 1 člověk, jeden byl zraněn, podle jiných zdrojů zemřeli 3 lidé [103] [104] .
Do tohoto období patří i nehoda z 19. února 1969 , kdy v 51,4 sekundách letu rakety došlo ke zničení kapotáže hlavy při průletu zónou maximální rychlosti hlavy. V důsledku toho bylo ztraceno první samohybné zařízení typu „ Lunochod “ [105] . K další nebezpečné nehodě došlo 2. dubna 1969 při startu Mars AMS , kdy jeden z motorů RD-253 selhal v 0,02 sekundy. Ve 41. vteřině letu dopadla raketa nosem na zem asi 3 km od odpalovací rampy. Odpalovací komplex byl prakticky nepoškozen, ale v nedalekém MIKu byla rozbita okna [106] .
Obrazovka padáV roce 1976 začalo nasazování systému Ekran. Satelity této řady byly určeny pro přenos centrálních kanálů na území Sibiře a Dálného východu: příjem byl prováděn na společné pozemské stanici a poté byly programy přenášeny do okolních čtvrtí [107] . V roce 1978, v důsledku série tří nehod na nosné raketě Proton-K, byly ztraceny tři satelity řady Screen , které měly nahradit ty stávající (ačkoli jiné kosmické lodě úspěšně startovaly mezi obrazovkami). Přerušení provozu systému Ekran vedlo k nespokojenosti obyvatelstva [108] .
Nehody v postsovětské éřeV postsovětském období došlo s nosnou raketou Proton k několika nehodám .
Vzhledem k tomu, že pádová pole vyčerpaných stupňů se nacházejí na území Kazachstánu, každý abnormální start vyvolává negativní reakci kazašské vlády. V roce 1999 se nosná raketa Proton dvakrát zřítila v oblasti Karaganda ( SC "Gran" a SC "Express-A1" ). Při první nehodě spadl jeden úlomek nosné rakety na obytnou zónu, ale nic nepoškodil. Přesto ve stepi vypukl požár způsobený únikem paliva ve střední části raketometu Breeze M. Palivo druhého a třetího stupně nosné rakety vyhořelo a vypařilo se při zničení nádrží těchto stupňů ve výškách 28–30 km. Během druhé nehody spadly úlomky nosné rakety, nosné rakety a satelitu Express-A v řídce osídlené oblasti Karaganda v Kazašské republice. V důsledku nehod nedošlo k žádným obětem na životech. Zástupci kazašské vlády však vydali prohlášení o přání Kazachstánu revidovat nájemní smlouvu na komplex Bajkonur. Byly rovněž vyjádřeny požadavky na přechod z oznamovací praxe startů na povolnou. Někteří poslanci kazašského parlamentu požadovali zákaz startů ruských vojenských kosmických lodí z kosmodromu Bajkonur [109] [110] .
Série nehod v letech 2006-2015 [111]Od prosince 2006 došlo u nosné rakety Proton-M k několika vážným nehodám, které vedly ke ztrátě několika ruských satelitů [89] a také jednoho zahraničního satelitu ruské výroby. Tato série nehod vyvolala vážné veřejné pobouření a vedla k propuštění několika vysoce postavených úředníků, stejně jako k pokusům o vážnou restrukturalizaci ruského kosmického průmyslu.
Komunikační družice Arabsat 4A Dne 28. února 2006 se v důsledku nehody nedostala na vypočítanou oběžnou dráhu komunikační družice Arab Satellite, vypuštěná z kosmodromu Bajkonur pomocí ruské nosné rakety Proton-M. K nehodě došlo v důsledku abnormálního provozu při druhé aktivaci horního stupně Breeze-M po úspěšném oddělení všech stupňů rakety a vypuštění zařízení na referenční dráhu, odkud by měl být start uskutečněn. Družice byla později zbavena oběžné dráhy a potopena. [112]
Družice GLONASS Dne 6. září 2007 spadla nosná raketa Proton - M po neúspěšném startu z kosmodromu Bajkonur 40 km od města Zhezkazgan a zaplavila své okolí " heptyl " - vysoce toxické palivo. Situaci ztížil fakt, že ve městě byl téhož dne kazašský prezident Nursultan Nazarbajev [113] . I přes rychlou likvidaci následků ekologické katastrofy požadoval Kazachstán od Ruska kompenzační platbu ve výši 60,7 mil. USD Rusko dosáhlo snížení výše kompenzace na 2,5 mil . USD [114] [115] .
Americká komunikační družice AMS-14. Dne 15. března 2008, po startu z kosmodromu Bajkonur nosné rakety Proton-M s americkou komunikační družicí AMC-14 na palubě, kdy došlo k druhému zapnutí hlavního motoru horního stupně, došlo k druhému zapnutí hlavního motoru horního stupně. motor byl zastaven 130 sekund před odhadovaným časem, v důsledku čehož kosmická loď nebyla vypuštěna na vypočítanou oběžnou dráhu. Oddělení všech stupňů rakety a první start horního stupně Breeze-M probíhaly v normálním režimu. AMC-14 byl vypuštěn k vysílání satelitního televizního signálu do Spojených států. [116]
3 KA Glonass-M . 5. prosince 2010 se nosná raketa Proton-M, která měla vynést na oběžnou dráhu tři družice Glonass-M , odchýlila o 8 stupňů od kurzu. V důsledku toho se satelity dostaly na otevřenou oběžnou dráhu a dopadly do nesplavné oblasti Tichého oceánu [117] . Nehoda neumožnila dokončit formování ruské navigační skupiny GLONASS : v případě úspěchu by bylo vypuštěno 24 satelitů, osm ve třech letadlech. Důvodem abnormálního letu byla nadměrná hmotnost horního stupně DM-03 v důsledku konstrukční chyby ve vzorci pro výpočet dávky kapalného kyslíku tankování v návodu k systému kontroly tankování (bylo naplněno nadměrné množství paliva ) [118] [119] . V souvislosti s nehodou byli propuštěni Vjačeslav Filin, viceprezident a hlavní konstruktér nosných raket RSC Energia, a Viktor Remiševskij, zástupce šéfa Roskosmosu. Šéf Roskosmosu Anatolij Perminov dostal důtku [120] . Škody způsobené ztrátou satelitů dosáhly 2,5 miliardy rublů, nepočítaje náklady na nosnou raketu Proton-M.
Po této nehodě, stejně jako po nouzovém startu kosmické lodi Geo-IK-2 pomocí nosné rakety Rokot , v dubnu 2011 odstoupil Anatolij Perminov z funkce šéfa Roskosmosu [120] .
Express AM4 . Dne 18. srpna 2011 zůstala v důsledku havárie Briz-M RB komunikační družice Express AM4 ruského satelitního operátora GPKS ponechána na nesprávné oběžné dráze . Orbitální parametry ( i = 51,23°, apogeum 20 294 km, perigeum 995 km) neumožňovaly záchranu družice pomocí vlastních motorů [121] . Express AM4 měl být nejvýkonnějším komunikačním satelitem v Evropě. Podle ruského ministra komunikací Igora Ščegoleva byl Express AM4 „výjimečným telekomunikačním satelitem svými parametry nejen pro Rusko, ale pro celý svět“. Ruská státní společnost FSUE RTRS se s její pomocí mimo jiné chystala provést přechod z analogové na digitální TV [122] . Náklady na vytvoření a vypuštění satelitu byly údajně asi 10 miliard rublů [123] . Družice byla pojištěna na 7,5 miliardy rublů pojišťovnou Ingosstrach [124] .
Telkom-3 a Express MD2 . Dne 6. srpna 2012 došlo v důsledku havárie Breeze-M RB k tomu, že komunikační satelit Express MD2 ruského satelitního operátora RSCC (který měl částečně nahradit dříve ztracený Express-AM4 [125] ), jakož i Indonéské komunikační satelity Telkom byly ponechány na nesprávných drahách -3 Ruská výroba. Kvůli příliš nízké oběžné dráze byly satelity považovány za ztracené. Příčina havárie byla uznána jako výrobní problém: došlo k ucpání tlakovacího potrubí přídavných palivových nádrží paliva Breeze-M [126] [127] . Škoda z havárie se odhaduje na 5-6 miliard rublů [128] , nepočítáme-li fakt, že byly pojištěny oba satelity, z toho Express MD2 na 1,2 miliardy rublů [129] .
Po této nehodě ruský prezident Vladimir Putin odvolal Vladimira Nesterova z funkce generálního ředitele Vesmírného střediska. M. V. Khruničev [130] .
Yamal-402 . 8. prosince 2012 nehoda s raketometem Breeze-M. Při startu kosmické lodi Yamal-402 ruského operátora Gazprom Space Systems došlo k odblokování z horního stupně Briz-M o 4 minuty dříve, než byl odhadovaný čas [131] a družice byla ponechána na oběžné dráze pod vypočítanou. . Yamal-402 však dosáhl pracovní oběžné dráhy pomocí vlastních motorů [132] . Vzhledem k tomu, že část paliva určeného pro korekci oběžné dráhy byla vynaložena na dodatečné manévry, bude Yamal-402 schopen provádět korekce oběžné dráhy pouze 11,5 roku namísto očekávaných 19. To je také méně než původní životnost družice, která byla rovných 15 let [133] . V tomto ohledu společnost Gazprom Space Systems obdržela 73 milionů EUR jako pojistné odškodnění za následky selhání vypuštění satelitu [134] .
3 KA Glonass-M . Dne 2. července 2013 po startu nosné rakety Proton-M s horním stupněm DM-03 došlo k nehodě a ILV klesl o ~32,682 z letu na území kosmodromu přibližně 2,5 km od startovacího komplexu. V raketě se v tu chvíli nacházelo asi 600 tun palivových součástí, z nichž většina při výbuchu shořela. Nejsou žádné oběti ani zničení. Start rakety a její havárie byly vysílány živě na televizním kanálu Rossija-24 [135] [136] [137] [138] [139] . Škoda při nehodě se odhaduje na 4,4 miliardy rublů, protože tento start nebyl pojištěn [140] . Po nehodě byla vytvořena nouzová komise pod vedením Alexandra Lopatina, zástupce šéfa Federální kosmické agentury. Komise dospěla k závěru, že příčinou havárie nosné rakety Proton-M byla nesprávná instalace senzorů úhlové rychlosti podél vybočovacího kanálu při montáži rakety v listopadu 2011. Tři ze šesti senzorů byly překlopeny o 180 stupňů, což vedlo k tomu, že řídicí systém střely obdržel nesprávná data o její orientaci. Vzhledem k tomu, že snímače jsou technologicky náročné na nesprávnou instalaci, byly po nesprávné instalaci zajištěny silou podle návodu [141] [142] . Komise také zjistila, že během startu ILV došlo k vytvoření signálu „Lift Contact“ předtím, než skutečné LVV opustilo podpěry odpalovacího zařízení, o 0,4 s dříve, než je odhadovaný čas. To však nezpůsobilo nehodu [141] . V souvislosti s nehodou Dmitrij Medveděv , předseda vlády Ruské federace , 2. srpna 2013 napomenul šéfa Roskosmosu Vladimira Popovkina za nesprávné plnění jeho povinností [143] .
Express AM4P . 16. května 2014 po 530. vteřině letu vznikla na nosné raketě mimořádná situace, po které bylo hlášení letu zastaveno. Komise pro vyšetřování příčin pádu zjistila, že příčinou nehody bylo zničení ložiska v agregátu turbočerpadla.
Havárie z let 2013-2014 vedly k negativním důsledkům nejen pro vesmír a telekomunikace, ale také pro pojišťovnictví – tarify za zajištění rizik při startech Proton-M převyšovaly tarify pro nosné rakety Ariane [144] . Pro zlepšení spolehlivosti pojištění přidělilo Ministerstvo financí Ruské federace Roskosmosu na rok 2014 dalších 1,7 miliardy rublů [145] .
Mexsat 1 . 16. května 2015 byla vypuštěna nosná raketa Proton-M, která měla umístit mexickou telekomunikační družici na geostacionární oběžnou dráhu. Po 497 sekundách letu selhaly řídicí motory třetího stupně. V důsledku toho všechny prvky rakety a satelitu shořely v atmosféře, nedošlo k žádným obětem ani škodám. Start byl pojištěn mexickou stranou. Byla ustavena komise v čele s prvním zástupcem šéfa Roskosmosu Alexandrem Ivanovem [146] . Do doby, než se vyjasní okolnosti havárie, jsou pozastaveny všechny starty střel Proton-M [147] .
V červnu 2013 se předpokládalo [148] , že nosná raketa Proton-M bude kompletně nahrazena nosnou raketou Angara , která by se rovněž vyráběla v GKNPTs im. M. V. Chruničev. První start Angara-5, původně plánovaný na rok 2013 [149] , se uskutečnil 23. prosince 2014 [150] . Úplné vyřazení Protonu-M z provozu je možné nejdříve po uvedení Angary A5 do provozu [151] [152] .
Odmítnutí používat Proton má několik důvodů:
Zpoždění ve vývoji nosné rakety Angara však znamená, že nosná raketa Proton-M bude ještě nějakou dobu používána.
Kyslíkovo-vodíkový posilovačOd 90. let 20. století jsou GKNPTs im. M. V. Khrunichev, pracovalo se na kyslíkovo-vodíkovém horním stupni (KVRB), protože by to výrazně zvýšilo hmotnost užitečného zatížení na vysokých drahách. V důsledku toho byl motor RD-0146 úspěšně vyvinut a dokonce začala výroba dílů a jednotlivých bloků tohoto RB . Nicméně, protože KVRB je znatelně větší než DM nebo Breeze-M RB a musí být použit s 5metrovou přední kapotáží, aspekty jako aerodynamika nosné rakety , řídicí systém, software a dokonce i některá elektronika musí být upgradován. V současné době navíc není místo startu připraveno pro doplňování paliva do RB kryogenním palivem ( kapalný vodík ). To znamená, že k dosažení těchto cílů bude zapotřebí vážných finančních investic, které se nyní soustředí na vytvoření nosné rakety Angara . V tomto směru byly práce v tomto směru pozastaveny a samotné jednotky byly přejmenovány na KVTK (Oxygen-Hydrogen Heavy Class) a optimalizovány pro použití v nové nosné raketě Angara [153] [154] .
Vývoj nosné rakety Proton byl jedním z hlavních programů sovětské kosmonautiky [17] [155] [156] . I přes řadu neúspěchů v prvních letech své existence se nosná raketa Proton stala spolu se „ sedmičkou “ (nosná raketa Vostok, nosná raketa Sojuz atd.) jednou z nejpoužívanějších nosných raket v Sovětském svazu a později v r. ruská kosmonautika. Postupem času byly počáteční konstrukční nedostatky vyřešeny a Proton je v současné době jedním z nejspolehlivějších nosičů, které byly kdy vyrobeny [157] .
Za uplynulé téměř půlstoletí různé modifikace nosné rakety Proton uskutečnily více než 360 startů a s její pomocí bylo vypuštěno více než 40 typů různých kosmických lodí pro národohospodářské, vědecké a obranné účely [23] [158] .
Za prvé, nosná raketa Proton byla široce používána v sovětských a ruských pilotovaných programech . Koncem 60. a začátkem 70. let byla nosná raketa Proton testována v pilotovaném letu L-1 / Zond kolem Měsíce a na konci 70. a počátkem 80. let měla být nosičem navržené znovupoužitelné pilotované kosmické lodi LKS . Po uzavření programu vývoje nosné rakety N-1 se stala jediným sovětským prostředkem ke startu na oběžnou dráhu, zajišťujícím start těžkých modulů o hmotnosti více než 8 tun a s vývojem středního Zenitu-2 -těžká nosná raketa , do roku 1985 - více než 14 tun [159] . S jeho pomocí byly na oběžnou dráhu vyneseny dlouhodobé pilotované stanice Saljut , včetně civilních DOSových a vojenských Almazů , bezpilotní moduly kosmických lodí TKS pro tyto stanice a také blokové moduly pro sestavení vícemodulové stanice Mir na oběžné dráze ( základní jednotka a všechny moduly - " Kvant-1 ", " Kvant-2 ", " Crystal ", " Spectrum " a " Priroda ") [23] [158] . Nosná raketa Proton se stala hlavním prostředkem startu ruské strany v projektu vytvoření Mezinárodní vesmírné stanice (Proton vynesl na oběžnou dráhu moduly Zarya , Zvezda , Nauka ) [160] .
V bezpilotní kosmonautice bylo použití nových telekomunikačních družic , jejichž vypuštění bylo možné pomocí nosné rakety Proton, důležitým krokem pro rozvoj televize, telefonie a satelitní komunikace v SSSR a Rusku. "Proton" vypustil satelity systémů " Ekran ", " Ekran-M ", " Horizon ", " Hals " a " Express ". Žádný jiný sovětský dopravce neměl dostatek energie k tomu, aby dopravil tyto telekomunikační satelity přímo do GSO [18] [23] .
Nosná raketa Proton také sloužila k budování obranných systémů a systémů dvojího použití. S jeho pomocí byla nasazena část Unified Satellite Communication System (ESSS) na bázi kosmických lodí Raduga , Raduga-1 a Raduga-1M (součást ESSS, sestávající z lodí Molniya-2 a Molniya-3 , byla nasazena na vysoce eliptických drahách pomocí nosné rakety Molniya ). Kromě toho nosná raketa Proton vynesla na GEO různé přenosové satelity systémů Luch a Potok a v současné době začíná nasazení systému Harpoon . Kromě toho se nosná raketa Proton od 80. let 20. století podílí na nasazení globálního navigačního satelitního systému GLONASS založeného na kosmických lodích řady Uragan a Uragan-M , vypouštěných třemi vozidly na jeden Proton [ 18] [ 23] .
V oblasti vědeckého výzkumu sluneční soustavy s pomocí nosné rakety Proton, počínaje koncem 60. let 20. století, všechny sovětské a ruské automatické meziplanetární stanice pro vědecký výzkum Měsíce , Venuše , Marsu , Phobosu , Halleyovy komety atd. Protonová vysokooběžná vozidla " Astron " a " Grannet " (na obrázku) provedla studii hlubokého vesmíru v oblasti ultrafialového , gama a rentgenového záření [23] .
Navzdory skutečnosti, že nosná raketa Proton byla vyvinuta na počátku 60. let, nosná raketa úspěšně konkurovala podobným zahraničním nosným raketám až do poloviny 2010. Takže podle komerčních programů společnosti ILS byla k říjnu 2011 nosná raketa Proton použita 68krát od prvního letu v roce 1996 [86] [161] . Do roku 2013 bylo ročně uskutečněno 10-12 startů této nosné rakety, přičemž u zahraničních nosných raket těžké třídy toto číslo nepřesahuje šest startů [ [163]162] [164] .
V září 2019 generální ředitel Centra. Chruničev Alexej Varochko uvedl, že do konce roku 2021 bude vyrobeno 11 střel Proton-M, poté bude výroba ukončena [165] .
V současné době je na světě několik nosných raket těžké třídy, které jsou výkonově srovnatelné s nosnou raketou Proton - M. Níže v tabulce "Porovnání charakteristik nosných raket těžké třídy" jsou uvedeny hlavní charakteristiky nejnovějších modifikací těchto nosných raket.
Je třeba poznamenat, že všechny uvedené nosné rakety používají kosmodromy umístěné mnohem blíže rovníku než Bajkonur . To jim dává výhodu v hmotnosti užitečného zatížení na různých drahách . Většina zahraničních nosných raket navíc používá jako palivo v horních stupních kapalný vodík , jehož specifický impuls je znatelně vyšší (450 s oproti 320 s u heptylu ). To jim umožňuje vypustit mnohem větší náklad na vysoké oběžné dráhy (GPO, GSO a odlet), ale zároveň se náklady na vypuštění znatelně zvyšují [166] . Navzdory těmto nedostatkům a jako dědic více než 50 let staré konstrukce předčí Proton-M mnoho nosných raket, pokud jde o hmotnost užitečného zatížení na nízké referenční oběžné dráze . Zároveň od roku 2016 zlevnily náklady na vypouštění nákladu Falcon 9 ve verzi FT než starty Protonu.
Porovnání charakteristik nosných raket těžké třídy [a] | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
nosná raketa | Země | První let |
Počet spuštění za rok (celkem) |
Zeměpisná šířka SK | Počáteční hmotnost, t |
Hmotnost PN , t | GO průměr , m |
Úspěšné spuštění, % |
Počáteční cena, mil. $ | ||
NOÚ | GPO [b] | GSO | |||||||||
"Proton-M" - "Breeze-M" [65] | 2001 | 8-12 (99) | 46° | 705 | 23 | 6.35 | 3.25 | 4.35 | 91,91 | 65-70 [1] [2] | |
" Zenith-3SL " [167] | 1999 | 4–5 (36) | 0° | 473 | 13,7 [s] | 6.06 | 2,6 [d] | 4.15 | 88,88 | 80 | |
Ariane 5 ECA [168] | 2002 | 3-7 (76) | 5° | 780 | dvacet | deset | 5.4 | 97,36 | 220 | ||
Delta IV Heavy [169] [170] | 2004 | 1(13) [e] | 35° a 28° | 732 | 23 [f] | 10,75 | 6,57 | 5.1 | 97,61 [g] | 265 [171] | |
Delta IV M+(5,4) [169] [170] | 2009 | 2-3 (8) [e] | 35° a 28° | 399 | 13,5 [f] | 5.5 | 3.12 | 5.1 | 97,61 [g] | 170 [171] | |
Atlas V 521 [172] | 2003 | 2 (2) [h] | 35° a 28° | 419 | 13,49 | 4,88 | 2.63 | 5.4 | 98,92 [g] | 160 [171] | |
Atlas V 551 [172] | 2006 | 1–2 (12) [h] | 35° a 28° | 541 | 18.8 | 6,86 | 3,90 | 5.4 | 98,92 [g] | 190 [171] | |
Falcon 9FT [173] | 2015 | 11-50 (163) | 35° a 28° | 549 | 22.8 | 5,5–8,3 [i] | 5.2 | 99,34 [j] | 67 | ||
Falcon Heavy [173] | 2018 | 1-2 (4) | 28° | 1421 | 63,8 | 8,0–26,7 [k] | 5.2 | 100 | 97-150 [174] | ||
H-IIB [175] | 2009 | 2 (9) | 30° | 531 | 19 | osm | 5.1 | 100 | 182 [176] | ||
CZ-3B [177] [178] | 1996 | 4-11 (75) | 28° | 426 | 11.2 | 5.1 | 2 | 4.2 | 94,66 | 50-70 | |
CZ-5 [179] | 2016 | 1-3 (8) | 19,6° | 687 | dvacet | čtrnáct | 4.5 | 5.2 | 87,5 | ||
I když lze všechny zmíněné střely těžké třídy považovat za konkurenty, ne všechny jsou, jelikož nejsou schopny v řadě ohledů konkurovat nosné raketě Proton-M: v ceně startu, v užitečném zatížení. hmoty dodané GPO , pokud jde o náklady na kilogram užitečného zatížení na oběžné dráze a pokud možno vyrobit dostatečný počet nosných raket během roku [163] .
Hlavními konkurenty nosné rakety Proton-M z hlediska ceny a nosnosti jsou americká nosná raketa Falcon 9 , evropská raketa těžké třídy Arianespace Ariane-5 a mezinárodní projekt Sea Launch se středně těžkou nosnou raketou Zenit. Kromě toho lze americké nosné rakety Atlas-5 a Delta-4 , stejně jako japonskou nosnou raketu H-IIB , považovat za konkurenty z hlediska hmotnosti užitečného zatížení vynesené na oběžnou dráhu . Přesto náklady na poslední tři zmíněné nosné rakety výrazně převyšují náklady na nosnou raketu Proton-M, a proto ve skutečnosti nekonkurují Protonu na trhu komerčních startů [162] .
Dalším potenciálním konkurentem je také čínská středně těžká nosná raketa „ Changzheng-3B “, ale kvůli zákazu uvaleného Spojenými státy na export amerických high-tech produktů do Číny („ International Arms Trade Rules“), tato nosná raketa se v současnosti používá velmi málo [180] .
Ariane 5Nosnou raketu Arian-5 vyrábí a provozuje společnost Arianspace . V roce 2011 byla společnost lídrem ve vypouštění komerčních satelitů, vlastnila cca 50-60 % tohoto trhu [181] . Starty Ariane-5 probíhají z kosmodromu Kourou , který se nachází pouhých 500 km od rovníku, což umožňuje umístit na geostacionární dráhu náklad o 27 % větší než z kosmodromu Bajkonur [166] . Přestože nosná raketa Ariane-5 (varianta Ariane-5 ECA) stojí více než dvakrát tolik než nosná raketa Proton-M-Breeze-M (asi 220 milionů $ [162] ), má větší nosnost než „ Proton“, a obvykle vypustí dva satelity k GPO při jednom startu, s celkovou hmotností až 9300 kg [182] . V takových případech zákazníci sdílejí náklady na start, což Ariane-5 umožňuje soutěžit s nosnou raketou Proton. To si zároveň vynucuje výběr vhodných párů satelitů a může vést ke zpoždění startů (až šest měsíců) [182] [183] . Rozšíření elektrických pohonných motorů s korekcí oběžné dráhy poněkud snížilo hmotnost moderních satelitů a zvýšilo atraktivitu schématu duálního startu [184] .
Sea Launch" Sea Launch " je plovoucí kosmodrom pro odpalování ukrajinských raket " Zenit-3SL " a stejnojmenné mezinárodní konsorcium pro provoz kosmodromu Sea Launch , který v současnosti ovládá RSC Energia . Startuje z odpalovací platformy ODYSSEY z rovníku , odkud je nosná raketa Zenit-3SL schopna vynést na geotransferovou dráhu téměř stejný PG (6060 kg) jako nosná raketa Proton-M z Bajkonuru. Schopnost vynést náklad na nízkou oběžnou dráhu Země u středně těžkého Zenithu je však výrazně nižší (asi o devět tun) než u těžkého Protonu.
Nosná raketa Zenit-3SL je konstrukčně jednodušší než nosná raketa Proton-M a tudíž levnější. Do roku 2009 činily náklady na start pomocí Sea Launch pouhých 45 milionů dolarů [185] [186] , což však vedlo k bankrotu konsorcia a restrukturalizaci. Dne 24. září 2011 uskutečnila Sea Launch svůj první start po restrukturalizaci, po které byly náklady na vypuštění již v roce 2010 odhadovány na 80 milionů USD, což je srovnatelné s náklady na start nosné rakety Proton [187] .
nosná raketa | " Angara -1,1" | "Angara-1,2" | "Angara-A3" | " Angara-A5 " | "Angara-A5V" | " Sojuz-2.1v " | " Sojuz-2.1b " | " Proton-M " | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
První etapa | URM-1, RD-191 | 2×URM-1, RD-191 | 4×URM-1, RD-191 | NK-33 , RD-0110R | RD-107A | 6× RD-276 | |||||
Druhý krok | — | URM-2 [A] , RD-0124 A | URM-1, RD-191 | RD-0124 | RD-108A | 3× RD-0210 , RD-0211 | |||||
Třetí krok | — | — | URM-2, RD-0124 AP | URM-3V, 2× RD-0150 | — | RD-0124 | RD-0213 , RD-0214 | ||||
Horní blok | Breeze-KS | — | " Breeze-M " | KVSK | " Breeze-M " | Blokovat DM | Blokovat DM | KVTK | " volha " | " Fregata " | " Breeze-M " |
Výška (maximum), m | 34.9 | 41,5 | 45,8 | 55,4 | 64,0 | 44,0 | 46,0 | 58,2 | |||
Počáteční hmotnost, t | 149 | 171 | 480 | 773 | 820 | 160 | 313 | 705 | |||
Tah (na úrovni země), tf | 196 | 588 | 980 | 1000 | |||||||
Užitečné zatížení LEO , t | 2,0 | 3,5 [B] | 14,0 [B] | 24,5 [C] | 37,5 [C] | 3,3 [C] | 8,7 [C] | 23.0 | |||
Užitečné zatížení na GPO , t | — | — | 2,4 [B] | 3.6 | 5,4 [B] | 7,0 [C] | 13,0 [C] | — | 2,0 [C] | 6,35-7,1 | |
Užitečné zatížení na GSO , t | — | — | 1,0 [B] | 2,0 | 2,8 [B] | 3,6 [C] | 5,5 [C] | 8,0 [C] | — | — | 3.7 |
Nejčastěji kritizovaným aspektem konstrukce nosné rakety Proton je její palivo: nesymetrický dimethylhydrazin (UDMH nebo „heptyl“) je vysoce toxický karcinogen, se kterým je třeba zacházet s extrémní opatrností [17] . Porážka UDMH je možná v důsledku vdechování par nebo pronikání přes kůži. V případě mírné otravy mohou být příznaky bolest hlavy , nevolnost, závratě, zvýšený krevní tlak atd. V tomto případě je úplné uzdravení možné 5-6 dní po otravě. U závažnějších otrav může rekonvalescence trvat dva týdny. V nejhorším případě může otrava "heptylem" způsobit mnohahodinové křeče, ztrátu vědomí, plicní edém atd. a v důsledku toho vést ke smrti [188] .
Navíc, když vyhořelé stupně klesnou, zbývající palivo (v případě Protonu-K více než dvě tuny heptylu) kontaminuje půdu v místě havárie, což vyžaduje nákladná sanační opatření: když heptyl pronikne do půdy, díky své stabilitě zde zůstává po dlouhou dobu a je schopen migrovat podél půdního profilu. V tomto případě postižená vegetace nabývá vzhledu "vařených" zelených. Oxidační činidlo používané v nosné raketě Proton, oxid dusnatý , je toxické a může kontaminovat půdu a vodu dusičnany a dusitany [189] .
Poměrně četné nehody nosné rakety Proton způsobují ještě větší škody: v tomto případě se na půdu v místě dopadu vysypou tuny UDMH . Kromě znečištění to přináší další problémy, například kazašská strana požaduje peněžní kompenzaci a revizi harmonogramu startů. Takže v roce 2007 spadla nosná raketa Proton-M 40 km od města Zhezkazgan . Po tvrdých jednáních s kazašskou stranou Rusko zaplatilo 2,5 milionu dolarů za vyčištění oblasti od „heptylu“. Astana zároveň požadovala 60,7 milionů dolarů a požadovala snížení počtu startů, což by mohlo vést k porušení stávajících komerčních dohod [114] . Po havárii v červenci 2013 Astana přímo požadovala odložení dalšího, zářijového startu, s odkazem na nedostatečné vyčištění místa dopadu rakety. Roskosmos byl nucen upravit načasování komerčního startu méně než 10 dní před plánovaným datem [190] .
Další nevýhodou "heptylu" je relativně nízký specifický impuls (288-330 s), což jej činí méně atraktivním pro horní stupně motorů. Pro srovnání kryogenní palivo ( kapalný vodík ) poskytuje specifický impuls asi 450 s, což umožňuje dosáhnout lepších výsledků z hlediska hmotnosti užitečného zatížení [191] .
Slovníky a encyklopedie |
---|
raketové a kosmické technologie | Sovětské a ruské||
---|---|---|
Provozování nosných raket | ||
Startovací vozidla ve vývoji | ||
Vyřazené nosné rakety | ||
Booster bloky | ||
Opakovaně použitelné vesmírné systémy |
Těžké a super těžké nosné rakety | |
---|---|
USA |
|
SSSR / Rusko |
|
Čína |
|
Evropská unie ( ESA ) | |
Japonsko | |
Indie |
|
(ST) - supertěžké nosné rakety; * - ve vývoji; kurzíva – nevyužívá se; tučné písmo – aktuálně v provozu. |