Александр Хроленко, обозреватель МИА "Россия сегодня"
Первый пуск ракеты УР-500 в двухступенчатом варианте с научной космической станцией "Протон-1" весом в 12 тонн состоялся 16 июля 1965 года. В декабре 2014 года с Байконура успешно стартовал 400-й "Протон".
Детище Владимира Челомея
Поначалу проект предполагал двойное применение ракеты-носителя (РН) — в мирных и военных целях. УР-500 разрабатывалась как тяжелая межконтинентальная баллистическая ракета (МБР), оснащенная моноблочной головной частью с ядерным боезарядом мощностью 50 мегатонн (этот самый мощный отечественный заряд был испытан в 1961 году на Новой земле).
Проектирование и производство ракеты тяжелого класса в нашей стране велось впервые. И все же в МБР УР-500 воплотили выдающиеся тактико-технические характеристики, значительно превышающие возможности всех существовавших в то время на планете ракет. Удалось найти решения, которые до сих пор не имеют аналогов в мировой практике. А боевой вариант с повестки дня сняли.
Кто знает, сколько экономических полезностей находится сегодня в засекреченных боевых разработках — космических, авиационных, надводных и подводных? Хорошо бы постоянно учитывать и максимально использовать технологические возможности двойного применения.
Конструктивное совершенство
Для транспортировки частей РН на космодром железнодорожным транспортом диаметр центральных блоков ограничили 4,1 м.
В основу второй и третьей ступеней были положены первая и вторая ступени освоенной и испытанной МБР УР-200. Для первой ступени в КБ академика В.П. Глушко создали самый мощный в то время жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) с тягой 150 тонн, который обеспечил "Протону" и его модификациям соответствие растущим требованиям на протяжении десятилетий.
На второй ступени увеличили объемы топливных баков, изменили конструкцию фермы переходного отсека. Третью ступень создали на базе укороченной второй ступени (на ней установили один маршевый ЖРД).
В марте 1967 года запуском космического аппарата (КА) "Космос-146" начались летно-конструкторские испытания. В 1969 году произошли четыре аварийных пуска подряд. После этого создали наземную экспериментальную базу комплексной отработки и огневых технологических испытаний блоков. Ракета постоянно совершенствовалась.
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 сделаны на базе ракетного блока Д носителя Н-1 (пятая ступень). Сегодня используются модифицированные разгонные блоки — ДМ-2 и ДМ-2М производства РКК "Энергия". ГКНПЦ им. М. В. Хруничева разработал разгонный блок "Бриз-М".
В результате комплекса мероприятий модернизации РН "Протон-К" обрела новый технический облик, более широкие возможности и название "Протон-М". Длина РН "Протон-М" без полезного груза и головного обтекателя — немногим более 44 м. Максимальный поперечный размер первой ступени — 7,4 м. На ускорителе первой ступени установлены 6 двигателей 11Д43 разработки КБ "Энергомаш" с номинальной тягой на Земле 150 т, на ускорителе второй ступени — 4 двигателя разработки КБХА по 59 т, на ускорителе третьей ступени используется один основной двигатель 8Д48 и четырехкамерный рулевой двигатель 8Д611. В качестве топлива во всех ступенях ракеты по-прежнему используются несимметричный диметилгидразин (гептил) и тетраоксид азота.
История эксплуатации
Создание ракеты-носителя тяжелого класса, энергетические возможности которой в три раза превосходили уровень гагаринской Р-7, позволило значительно расширить программы изучения и использования космического пространства. Начались исследования околоземного космического пространства, Луны, Марса и Венеры. "Протоны" вывели на орбиту Земли спутники серий "Космос", "Экран", "Радуга", "Горизонт", пилотируемые орбитальные станции "Салют" и "Мир", а также тяжелые специализированные модули.
С первых же испытательных полетов вместо традиционного балласта выводили на околоземные орбиты тяжелые космические аппараты. "Протон-1", "Протон-2" и "Протон-3" (для изучения космических лучей и частиц сверхвысоких энергий) — примерно по 12 тонн каждый.
После четырех пусков, проведенных для ускорения испытаний в двухступенчатом варианте, приступили к созданию космического носителя тяжелого класса с увеличением стартовой массы до 700 тонн (в двух вариантах — трехступенчатом и четырехступенчатом, где роль четвертой ступени играет разгонный блок).
День рождения четырехступенчатого "Протона" — 10 марта 1967 года (запуск искусственного спутника земли "Космос-146" и начало программы облета Луны). С 1967 года "Протоны" модернизировались, но не претерпели принципиальных изменений, настолько они опередили свое время.
В 2000 году начался переход к модернизированному варианту "Протон-М" с более совершенной системой управления, улучшенными эксплуатационными характеристиками и увеличенным объемом для полезной нагрузки.
Несмотря на недавнюю серию неудач, "Протон" демонстрирует рекордно высокий коэффициент запусков и надежности.
Зарубежные конкуренты
Созданная полвека назад ракета-носитель "Протон" до сих пор остается одной из самых мощных и совершенных в мире. Имея стартовую массу 700 тонн, РН "Протон-М" способна вывести на орбиту 22 000 кг полезного груза. На характеристики "Протона" ориентировались конструкторы других стран, стараясь их достичь или превзойти. К сегодняшнему дню четверка действующих конкурентов "Протона-М" выглядит следующим образом (зарубежные и отечественные РН расположены в порядке возрастания полезного груза, выводимого на орбиту высотой в 200 км):
— Зенит (3SL) производства СССР, России и Украины впервые стартовал в 1999 году. Выводит на орбиту 13 700 кг полезного груза, имеет стартовую массу 471 тонн. Топливо — керосин и жидкий кислород. "Зенит" разрабатывался как часть программы "Энергия-Буран". Трехступенчатый вариант РН "Зенит" (3SL) используется как основной носитель в международной коммерческой программе "Морской Старт".
— Атлас 5 (551) производства США и России способен доставить на орбиту до 20 000 кг полезного груза. Стартовая масса — 554 тонны. Атлас обеспечен правительственными контрактами на годы вперед. Эта удачно разработанная ракета представлена в трех версиях, которые можно адаптировать под конкретную задачу добавлением необходимого количества блоков ТРУ или ЖРД (по аналогии с универсальной системой "Энергия/ Зенит", или РН "Ангара").
— Arian 5 (ЕCA) производит Европейское Космическое Агенство. РН способна доставить на околоземную орбиту 21 000 кг полезного груза, имея стартовую массу 778 тонн. Отличается сложным составом топлива. Ариан 5 — практический новый носитель, а не модификация французской Ариан 4. Продолжительность эксплуатации — 30 лет, носитель совершенствуют. Эта РН вместе с российским "Протоном" доминируют на рынке коммерческих услуг по запуску орбитальных аппаратов.
— Delta4 (Heavy) производства США осуществила первый коммерческий полет в 2002 году. Выводит на орбиту 25 800 кг полезного груза при стартовой массе 825 тонн. Топливо — жидкий водород и жидкий кислород.
Близки по характеристикам или даже превосходят "Протон_М", однако по разным причинам выведены из эксплуатации ракеты-носители:
— Saturn 1 (США) в 1966 —1975 годах доставлял на орбиту полезный груз массой до 17 000 кг, имея стартовую массу 589,7 тонн. Топливо — керосин и кислород.
— Titan 4 (США) с полезной нагрузкой до 21 700 кг и стартовой массой 943 тонны.
— Space Shuttle (США) выводила на орбиту до 29 500 кг полезного груза (без учета возвращаемого челнока весом в 80 тонн). Общая стартовая масса — 2 030 тонн.
— Энергия (СССР) РН сверхтяжелого класса доставляла на орбиту 98 000 кг полезного груза (ресурс модификации до 110 000 кг).
Стартовая масса — 2 400 тонн. Технологически возможны, но не испытаны варианты компоновки с двумя, с шестью и с восемью боковыми блоками (последний — с грузоподъемностью до 200 тонн).
— Sаturn 5 (США). Полезный груз — 118 000 кг, стартовая масса — 2 980 тонн. Эта сверхтяжелая ракета-носитель использовалась американским аэрокосмическим агентством для программ "Аполлон" и "Скайлеб" между 1967 и 1972 годом, в эпоху космической гонки между США и СССР)
