УР-500 Протон - радянська / російська ракета-носій важкого класу, розроблена в ОКБ-52 Челомея (нині ГКНПЦ ім. Хрунічева) в 1960-хх роках.
Історія ракет Протон
На початку 1960-хх років космічна гонка між СРСР і США досягла апогею. Дослідження космічного простору і поява величезної кількості нових технологій і методик робило ще недавно розроблені ракети морально застарілими. Вже до початку 1960-хх керівництво СРСР ухвалило рішення про створення нового покоління ракет, здатних виводить в космос як велику корисне навантаження, так і важкі надпотужні ядерні заряди.
У конкурсі брали участь основні конструкторські школи: ОКБ Корольова запропонувало ракету Н-1, ОКБ Янгеля важку ракету Р-56, а ОКБ №52 під керівництвом Челомея запропонувало сімейство ракет під найменуванням УР - Універсальна Ракета. Челомей планував створити відразу 4 уніфіковані ракети: легку МБР УР-100, середню МБР УР-200, важкий носій УР-500 і надважкий носій УР-700.
За підсумком конкурсу було вирішено відмовитися від варіанту легкої ракети. ОКБ №52 отримало замовлення на середню МБР і важкий носій. Замовлення на надважкий носій отримав Корольов со-своєї Н-1.
Спочатку, УР-500 припускав «пакетну» схему, складену з чотирьох паралельно з'єднаних ракет УР-200, з третім ступенем, так само створеній на базі УР-200. З-часом від такої схеми відмовилися на користь тандемной, хоча верхні щаблі все ж були створені з УР-200.
Ракета створювалася як громадянська - для доставки в космос важких вантажів, так і військова - в якості стратегічного носія надважких бомб потужністю до 150 мегатонн. Для цього ракета повинна була бути досить потужною, тому що наприклад, створена в 1961 році воднева бомба АН602 (знаменита Кузькіна мать або Цар-бомба) потужністю 58 мегатонн важила 26,5 тонн і не поміщалася в фюзеляжі бомбардувальника Ту-95.
Для УР-500 були адаптовані двигуни РД-253, розроблені в КБ Глушка. Свого часу цей двигун був відкинутий Корольовим в проекті Н-1 через застосовуваного в ньому токсичного палива. Було вирішено застосувати цю технологію з УР-500, хоча токсичність палива досі є головною претензією до ракет Протон.
Над проектом надвісла серйозна небезпека закриття після відставки підтримував його Хрущова. Проект УР-200 був закритий, як дублювати вже діючі проект МБР Р-9. Однак, після тривалого протистояння політиків і інженерів УР-500 було вирішено зберегти в цивільній версії.
Перший пуск двоступеневої версії УР-500 здійснив в 1965 році з вантажем масою в 8,4 тонни. Всього, за 1965-1966 роки було здійснено 4 запуску, що доставили в космос супутники Протон. Спочатку ракету планували назвати Геркулес, але через те, що перші 2 роки УР-500 доставляла в космос супутники Протон, то і її саму стали так називати.
Тоді ж почалася розробка важкої версії Протон-К - вже триступеневої для можливості польотів до Місяця. Ця ракета злетіла в 1967 році з прототипом майбутнього корабля для обльоту Місяця.
Проте, Місячна програма СРСР не увінчалася успіхом: з 11 запусків Протона-К і місячним кораблем повністю успішним визнали тільки 1, а всього з 21 запуску Протона-К успішними визнали лише 6. Разом з невдалими запусками ракет Н-1 і тим фактом , що в 1969 році Аполлон-11 досяг Місяця, в СРСР програма була згорнута.
Через високу аварійність і великої кількості доробок Протон-К була прийнятий на озброєння тільки до 1978 року після 61 здійсненого пуску.
Протон-К використовувалася для запуску різних наукових, військових і цивільних космічних апаратів. Ракета використовувалася для виведення корисного навантаження на низькі орбіти, чотириступінчастий - для виведення космічних апаратів на високі. 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.
У першому десятилітті XXI століття ракета Протон-К змінилася модернізованою версією Протон-М, яка успішно експлуатується в Росії.
Конструкція ракет Протон
Базова УР-500 була двоступеневою ракетою, у якій перша ступінь - більш потужна, була розроблена спеціально, а другий ступінь успадкована від УР-200. Ракета могла вивести до 8,4 тонн вантажу на низьку орбіту.
Перший ступінь семіблочная: один центральний, оточений шістьма бічними блоками. Центральний блок включає хвостовій відсік, перехідний відсік і бак окислювача, двигунів немає. Бічні блоки містять хвостові відсіки з двигунами РД-253, паливних баків і передніх відсіків.
Другий ступінь складається з перехідного, паливного і хвостового відсіків. Оснащується трьома двигунами РД-0210 і одним РД-0211 (може забезпечувати наддув паливних баків).
Поява модифікації Протон-К зажадало внести ряд змін в другий щабель базової ракети для забезпечення можливості додавання третьої і четвертої ступені. Це дозволило збільшити масу корисного навантаження і працювати на більш високих орбітах.
Потужність двигунів першого ступеня була збільшена на 7,7% (оновлені двигуни отримали індекс РД-275).
У другому рівні були збільшені паливні баки і змінилася конструкція перехідного відсіку між першою і другою ступенями.
Третій ступінь - нова для УР-500 - складається з приладового, паливного і хвостового відсіків. Її розробили на базі другого ступеня, але вкоротили і встановили 1 двигун РД-0212 + невеликий рульової двигун РД-0214.
Всі ступені використовують паливо, складене з несиметричного диметилгидразина (НДМГ або гептил) і Тетраоксид азоту. Це паливо дозволило спростити двигуни, але вважається вкрай токсичним.
Для остаточного виведення вантажу на орбіту і маневрування в космосі використовуються розгінні блоки ДМ і Бриз-М.
Блок ДМ (спочатку Блок Д) створювався в ОКБ-1 Королева. Після модернізації до версії ДМ блок міг працювати в космосі до 9 годин з трьома можливими запусками. Зараз на його базі створюються нові модифікації.
Експлуатація ракет Протон
Розробка ракети-носія стала однією з основних програм в радянській космонавтиці. Незважаючи на низку невдач в перші роки свого існування, поряд з «сімкою» (РН Схід, РН Союз і ін.), Ракета Протон стала однією з найбільш використовуваних ракет-носіїв в радянській і пізніше в російській космонавтиці. Згодом первісні помилки конструкції були відпрацьовані, і в даний час «Протон» є одним з найбільш надійних носіїв з коли-небудь створених.
Ракета Протон виготовляється на ГКНПЦ ім. Хрунічева. Зібрані елементи ракет доставляються на космодроми залізницею. Остаточне складання ракети і підготовка до пуску здійснюється на космодромі на майданчику 92А-50.
Пуски здійснюються з космодрому Байконур. З чотирьох пускових прощадок, побудованих для ракети в радянський період експлуатуються три: майданчики 81Л, 81П і 200Л.
Конструкція модифікацій ракет Протон