"Протон" (УР-500) – первая в СССР и мире ракета-носитель тяжелого класса, предназначенная для выведения автоматических космических аппаратов на орбиту Земли и далее в космическое пространство.
Задание на проектирование носителя тяжелых космических объектов – мощной универсальной ракеты УР-500 (внутренний шифр УР-500 – универсальная ракета со стартовым весом порядка 500 тонн) было получено от правительства СССР в 1962 году. Однако работы по созданию ракеты-носителя тяжелого класса начались уже во второй половине 1961 года в филиале №1 ОКБ-52 (ныне КБ "Салют" Государственного космического научно-производственного центра (ГКНПЦ) им. Хруничева) под руководством Владимира Челомея.
В соответствии с постановлением правительства, ракета проектировалась не только как носитель космических аппаратов различного назначения, но и как мощная боевая баллистическая ракета, однако уже в ходе создания ракеты-носителя первоначальное задание было изменено – вариант использования ракеты как боевой был снят с разработки. На завершающем этапе работ ракета создавалась исключительно как носитель космических аппаратов.
В основу компоновки ракеты-носителя был положен принцип обеспечения транспортировки частей ракеты с завода-изготовителя на космодром железнодорожным транспортом с выполнением минимального объема сборочных работ на техническом комплексе. Возможность провоза максимального габарита определила выбор диаметра центральных блоков ракеты (4,1 метра).
Первоначально создание тяжелой универсальной ракеты УР-500 предполагалось вести на базе универсальной УР-200, а именно соединить параллельно четыре ракеты УР-200, дополнив полученный "пакет" третьей ступенью (модифицированная вторая ступень ракеты УР-200). Однако проведенный анализ, в том числе с учетом экспериментов на динамически подобном макете, показал неоптимальность такой схемы. В конечном счете, была принята к проработке двухступенчатая схема с тандемным расположением ступеней.
В основу второй и третьей ступеней были положены первая и вторая ступени освоенной и испытанной МБР УР-200 с увеличенным объемом баков. Для первой ступени в КБ академика Валентина Глушко был создан самый мощный в то время двигатель с "земной" тягой – 150 тонн, с дожиганием генераторного газа в камере сгорания. Это в значительной мере обеспечило "Протону" и его модификациям соответствие растущим требованиям на протяжении 40 лет.
В начальный период производства ракеты возникли большие трудности, вызванные применением в конструкции нового, мало исследованного высокопрочного материала АЦМ. Готовые емкости из этого непластичного металла не выдерживали статических испытаний. Отмечались даже случаи их самопроизвольного разрушения во время длительного хранения. В связи с этим сплав был заменен на высокопластичный материал АМГ-6, хотя это и вызвало утяжеление изделий.
В качестве топлива для УР-500 использовалась комбинация несимметричного диметилгидразина и азотного тетроксида. Оба элемента были чрезвычайно токсичными, но обладали нужными характеристиками и высокой по тем временам энергетической эффективностью.
Проектирование и создание УР-500 велось в практически недостижимые по сегодняшним меркам сроки. Ракета была полностью разработана менее чем за три года силами сразу нескольких НИИ.
Для обслуживания УР-500 на Байконуре к 1965 году сдали технический комплекс с двумя рабочими местами и стартовый комплекс с двумя пусковыми установками.
16 июля 1965 года состоялся первый пуск ракеты УР-500 в двухступенчатом варианте с научной космической станцией "Протон-1" весом в 12 тонн, наименование которой впоследствии закрепилось и за ракетой-носителем.
После первых четырех пусков "Протона", проведенных для ускорения испытаний в двухступенчатом варианте, было принято решение о создании на его основе космического носителя тяжелого класса с увеличением стартовой массы до 700 тонн.
С 1967 года начались пуски ракеты в трех- и четырехступенчатом вариантах. Первая трехступенчатая ракета УР-500К с разгонным блоком Д стартовала 10 марта 1967 года с космическим аппаратом "Космос-146". Эта дата считается днем рождения ракеты-носителя "Протон-К". Трехступенчатый "Протон-К" использовался для выведения полезной нагрузки на низкие орбиты, четырехступенчатый – для выведения космических аппаратов на высокоэнергетические орбиты (в том числе на геопереходные орбиты, геостационарные орбиты и отлетные траектории).
С помощью ракеты-носителя "Протон" в космос были выведены спутники "Космос", "Экран", "Радуга", "Горизонт", спутники для исследования Луны, Марса, Венеры, кометы Галлея; пилотируемые орбитальные станции "Салют" и "Мир", а также входящие в их состав тяжелые специализированные модули "Квант", "Квант-2", "Кристалл", "Спектр", "Природа", российские модули Международной космической станции "Заря" и "Звезда".
Всего с 10 марта 1967 года по 30 марта 2012 года было выполнено 310 пусков ракет "Протон-К" (на околоземные орбиты и отлетные траектории выведены 372 космических аппарата), в том числе один суборбитальный.
С 2001 года в Государственном космическом научно-производственном центре имени Михаила Хруничева (входит в госкорпорацию "Роскосмос") выпускается более современная модификация ракеты – "Протон-М". Новый вариант отличается повышенной экологичностью, цифровой системой управления и новым разгонным блоком "Бриз-М", что позволило заметно увеличить полезную нагрузку при выведении на геопереходную и геостационарную орбиты.
Долгое время ракета-носитель "Протон-М" являлась основной российской ракетой-носителем тяжелого класса, которая использовалась для выведения автоматических космических аппаратов на околоземные орбиты и отлетные траектории. На смену "Протон-М" приходит новая ракета тяжелого класса "Ангара-А5".
