Proton (roket ailesi) - Proton (rocket family)
 Proton-K roketinin fırlatılması
| |
| İşlev | yörünge fırlatma aracı |
|---|---|
| Üretici firma | Khrunichev Devlet Araştırma ve Üretim Uzay Merkezi ve Kimyasal Otomatik Tasarım Bürosu |
| Menşei ülke | Sovyetler Birliği ; Rusya |
| Boy | |
| Boy uzunluğu | 53 metre (174 ft) |
| Çap | 7,4 metre (24 fit) |
| Yığın | 693,81 ton (1.529.600 lb) (3 kademeli) |
| Aşamalar | |
| Kapasite | |
| İçin Taşıma kapasitesi LEO | |
| Yığın | 23.700 kilogram (52.200 lb) |
| İçin Taşıma kapasitesi GTO | |
| Yığın | 6.300 kilogram (13.900 lb) |
| Başlatma geçmişi | |
| Durum | Aktif |
| Siteleri başlat | Baykonur , LC-200 ve LC-81 |
| Toplam lansman | 426 |
| Başarı(lar) | 378 |
| Arıza(lar) | 44 |
| Kısmi arıza(lar) | 4 |
| İlk uçuş |
Proton: 16 Temmuz 1965 Proton-K : 10 Mart 1967 Proton-M : 7 Nisan 2001 |
| Son uçuş |
Proton: 6 Temmuz 1966 Proton-K: 30 Mart 2012 Proton-M : 21 Temmuz 2021 |
| Önemli yükler |
|
| İlk aşama | |
| motorlar | 6 RD-275 |
| itme | 10.470 kN (2,350,000 lb f ) |
| yanma süresi | 126 sn |
| itici | K 2 O 4 / UDMH |
| İkinci sahne | |
| motorlar | 3 RD-0210 ve 1 RD-0211 |
| itme | 2.399 kN (539.000 lbf) |
| Spesifik dürtü | 327 saniye (3,21 km/s) |
| yanma süresi | 208 sn |
| itici | K 2 O 4 / UDMH |
| Üçüncü sahne | |
| motorlar | 1 RD-0212 |
| itme | 630 kN (140.000 lbf) |
| Spesifik dürtü | 325 saniye (3,19 km/s) |
| yanma süresi | 238 sn |
| itici | K 2 O 4 / UDMH |
| Dördüncü aşama – Blok-D/DM | |
| motorlar | RD-58M |
| itme | 83.4 kN (18.700 lbf) |
| Spesifik dürtü | 349 saniye (3,42 km/s) |
| yanma süresi | 770 sn |
| itici | LOX / RP-1 |
Proton (Rusça: Протон) (resmi adı: UR-500 ) hem ticari hem de Rus hükümeti uzay fırlatmaları için kullanılan harcanabilir bir fırlatma sistemidir . İlk Proton roketi 1965'te fırlatıldı. Fırlatma sisteminin modern versiyonları 2021 itibariyle hala kullanılıyor ve bu da onu uzay uçuşu tarihindeki en başarılı ağır güçlendiricilerden biri yapıyor. Tüm Protonlar inşa edilmiştir Khrunichev Devlet Araştırma ve Üretim Uzay Merkezi Moskova ve fabrikaya Kimyasal otomatik makinalar Tasarım Bürosu içinde Voronezh nakledildi, Baykonur Uzay yatay demiryolu ile fırlatma rampası getirildi, ve lansmanı için dikey bir konuma yükseltilir.
Birçok Sovyet roketinde olduğu gibi, yinelenen yüklerin isimleri fırlatma aracının kendisiyle ilişkilendirildi. "Proton" takma adı , roketin ilk yükleri arasında yer alan, benzer şekilde adlandırılmış bir dizi bilimsel uydudan kaynaklanmaktadır . Soğuk Savaş sırasında, Batı istihbarat teşkilatları tarafından D-1 / D-1e veya SL-12 / SL-13 olarak adlandırıldı .
Alçak Dünya yörüngesine fırlatma kapasitesi yaklaşık 22.8 tondur (50.000 lb). Geostationary transfer kapasitesi yaklaşık 6,3 tondur (14.000 lb). Ticari lansmanlar International Launch Services (ILS) tarafından pazarlanmaktadır . 2013 yılında roketin 2030'dan önce kullanımdan kaldırılması planlanıyordu.
Haziran 2018 itibariyle, yeni Angara fırlatma aracı devreye girdiği ve faaliyete geçtiği için Proton roketinin üretimi durduruluyor . Proton için yeni fırlatma hizmeti sözleşmesi imzalanması muhtemel değildir.
Tarih
Proton, hayatına "süper ağır bir ICBM " olarak başladı . 100 megatonluk (veya daha büyük) bir termonükleer silahı 13.000 km'lik bir mesafeye fırlatmak için tasarlandı . Bir ICBM için oldukça büyüktü ve asla böyle bir kapasitede konuşlandırılmadı. Sonunda bir uzay fırlatma aracı olarak kullanıldı . Bu buluşudur Vladimir Chelomei 'bir folyo s tasarım bürosu Sergey Korolyov s' N1 amaçlı iki kişilik bir göndermekti roket, Zond Ay etrafında uzay aracı; Korolev, Proton ve Chelomei'nin zehirli itici gaz kullanımları nedeniyle diğer tasarımlarına açıkça karşı çıktı. İlk aşamanın olağandışı görünümü, bileşenlerin demiryoluyla taşınması ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Merkezi oksitleyici tankı, paletin yükleme göstergesi için maksimum genişliktir . Onu çevreleyen altı tank, yakıt taşır ve motorlar için bağlantı noktaları görevi görür. Kayışlı güçlendiricilere benzemelerine rağmen , merkezi oksitleyici deposundan ayrılacak şekilde tasarlanmamışlardır. Birinci ve ikinci aşamalar bir kafes yapısı ile birbirine bağlanmıştır. İkinci kademe motor, birinci kademenin ayrılmasından kısa bir süre önce ateşlenir ve kafes egzozun kaçmasına izin verir.
Acele bir geliştirme programı 1965 ve 1972 arasında düzinelerce başarısızlığa yol açtı. Proton, Devlet Denemelerini 1977'ye kadar tamamlamadı ve bu noktada %90'dan daha yüksek bir güvenilirliğe sahip olduğuna karar verildi.
Proton'un tasarımı 1986'ya kadar gizli tutuldu, halka sadece film kliplerinde ve fotoğraflarda üst aşamalar gösterildi ve aracın tamamı dış dünyaya ilk kez Mir'in televizyonda lansmanı sırasında gösterildi .
Proton için güdüm, navigasyon ve kontrol sisteminin seri üretimi 1964 yılında "Komünard" Sanayi Birliği'nde ( Kharkov, Ukrayna ) başladı.
Proton, mürettebatsız Sovyet ay dairesel uçuşlarını başlattı ve Amerika Birleşik Devletleri Apollo 8 misyonunu uçurmadan önce, ilk mürettebatlı Sovyet ay dairesel uzay uçuşlarını başlatması amaçlandı . Proton başlattı Salyut uzay istasyonları, Mir çekirdek segmenti ve genişleme modülleri ve her iki Zarya ve Zvezda modüllerini ISS .
Proton ayrıca çoğu International Launch Services tarafından yönetilen ticari uydular da fırlatır . İlk ILS Proton fırlatma, 9 Nisan 1996'da SES Astra 1F iletişim uydusunun fırlatılmasıyla gerçekleşti .
1994 ile 2010 ortası arasında Proton gelirleri 4,3 milyar dolardı ve 2011 yılına kadar 6 milyar dolara çıkacağı tahmin ediliyordu.
Ocak 2017'de Proton, üretici Voronezh Mechanical Plant nedeniyle motorlarda ısıya dayanıklı bir alaşımı daha ucuz bir metalle değiştirdiği için geçici olarak topraklandı .
Haziran 2018'de devlet şirketi Roscosmos , yeni Angara fırlatma aracı devreye girip faaliyete geçtiğinde Proton roketinin üretimi durduracağını duyurdu . Proton için yeni fırlatma hizmeti sözleşmesi imzalanması muhtemel değildir.
Proton, 9 Ekim 2019'da planlanan son ticari görevini uçtu ve Eutelsat 5 West B ve Mission Extension Vehicle -1'i coğrafi yörüngeye teslim etti. Bir dizi Roscosmos ve diğer Rus hükümet misyonları, Proton fırlatma manifestosu üzerinde kaldı.
Proton 8K82K
( GRAU dizini ) 8K82K sürümü artık genellikle "Proton K" olarak adlandırılmaktadır. Çok zehirli, simetrik olmayan dimetil hidrazin ve nitrojen tetroksit ile beslenir . Bunlar hiperbolik bir ateşleme sisteminin ihtiyacını ortadan temas alev yakıtlar, ve çevre sıcaklıklarında saklanabilir. Bu, düşük sıcaklıklara toleranslı bileşenlere olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve roketin süresiz olarak rampada kalmasına izin verir (bu tür yeteneklere sahip diğer fırlatıcılar arasında ABD Titan II GLV , Titan III ve Titan IV , Çin Uzun Yürüyüşü 2 ve Uzun 4 Mart , Sovyet/Ukrayna Tsyklon fırlatıcıları, Sovyet/Rus Kosmos-3 ve Kosmos-3M fırlatıcıları ve Avrupa Ariane 1 - Ariane 4 fırlatıcıları). Buna karşılık, kriyojenik yakıtlar kaynadıkça periyodik olarak yenilenmeye ihtiyaç duyarlar.
Dördüncü aşama, göreve bağlı olarak birden fazla değişkene sahiptir. En basiti olan Blok D , gezegenler arası görevler için kullanıldı. Blok D, uçuşu kontrol etmek için sondaya bağlı olarak hiçbir yönlendirme modülüne sahip değildi. Üç farklı Blok DM versiyonu (DM, DM2 ve DM-2M), yüksek Dünya yörüngeleri içindi. Blok D/DM, yakıtın toroidal bir tankta, motorun etrafında ve oksitleyici tankının arkasında depolanması nedeniyle olağandışıydı.
1965-66'daki ilk Proton testleri, güçlendiricinin yalnızca ilk iki aşamasını kullandı, dört aşamalı aracın tamamı ilk kez 1967'de uçtu. 1971'de Sovyet uzay istasyonu programı başladığında, Protonlar Blok ile uçmaya başladı. D, ağır kaldırma LEO başlatıcısı olarak kullanılmak üzere kaldırıldı.
Proton-K yükleri, Sovyetler Birliği'nin tüm Salyut uzay istasyonlarını , neredeyse tüm Mir modüllerini ( Amerika Birleşik Devletleri Uzay Mekiği'nde başlatılan Yerleştirme Modülü hariç ) ve Uluslararası Uzay İstasyonunun Zarya ve Zvezda modüllerini içeriyordu . Birkaç robotik uzay aracı uçuşu gerçekleştirilmesine rağmen, bu programın iptal edilmesinden önce mürettebatlı TKS uzay aracının fırlatılması amaçlandı . Buna ek olarak , asla gerçekleştirilemeyen 1970'lerin LKS uzay uçağının fırlatılması amaçlandı .
Proton-M
Proton M'nin ilk versiyonu, 3-3.2 ton (6.600-7.100 lb) sabit yörüngeye veya 5.5 ton (12.000 lb) bir coğrafi transfer yörüngesine fırlatabilir . Uluslararası Uzay İstasyonu'nun (ISS) yörüngesi olan 51.6 derecelik bir eğimle 22 tona (49.000 lb) kadar alçak Dünya yörüngesine yerleştirebilir.
Proton M'nin iyileştirmeleri, yapısal kütleyi azaltmak, itmeyi artırmak ve itici gazları tamamen kullanmak için daha düşük aşama modifikasyonlarını içeriyordu. Blok D veya Blok DM kademesi yerine genellikle Briz-M ( Rusça : Бриз Esinti anlamına gelir ) depolanabilir itici üst kademe kullanılır, böylece birden fazla yakıt beslemesi ve kaynama nedeniyle oksijen takviyesi ihtiyacı ortadan kalkar; Proton-M ayrıca bir Blok-DM üst kademe ile uçtu. Yabancı (genellikle Ukraynalı) bileşen tedarikçilerine olan bağımlılığı azaltmak için de çaba sarf edildi. Briz-M üst kademe ile, faydalı yük kaporta çapı 4,1 m'dir (13,45 ft).
Proton fırlatma araçları ve Briz-M üst aşamaları, Uluslararası Fırlatma Hizmetlerinin (ILS) çoğunluk sahibi olan Moskova'daki Khrunichev Devlet Araştırma ve Üretim Uzay Merkezi (Khrunichev) tarafından tasarlanıp inşa edildi. Merkez, Proton üretiminin tüm mühendislik, montaj ve test fonksiyonlarına ev sahipliği yapmaktadır. Rus uzay işletmelerinin yakın zamanda konsolidasyonu ile Khrunichev, tedarikçilerden üreticilere kadar tüm Proton üretiminin %70'ine kadar doğrudan gözetim ve kontrolüne sahip oldu. Konsolidasyon, Khrunichev'in Proton üretiminin dikey entegrasyonu için devam eden çabalarını doğrudan destekliyor.
Geliştirilmiş bir varyant olan Faz III Proton-M/Briz-M fırlatma aracı, Şubat 2009'da Rusya Federal Express AM-44 ve Express MD-1 ikili görevinde uçuş kanıtlanmış ve ilk ticari lansmanını Mart 2010'da Echostar XIV uydusu. Proton-M/Briz-M faz III konfigürasyonu, temel tasarım konfigürasyonunu korurken, orijinal Proton-M Briz-M'ye göre 1150 kg'lık bir artışla 6150 kg GTO performansı sağlar.
6 Ağustos 2012'de, Rusya Federal Uzay Ajansı, son aşamadaki teknik zorluklar nedeniyle bir Proton-M'de yörüngeye fırlatma girişiminde bir Rus ve bir Endonezya iletişim uydusunu kaybetti. 2 Temmuz 2013'te, üç GLONASS navigasyon uydusunu fırlatan bir Proton-M , kalkıştan kısa bir süre sonra, güçlendiricinin Baikonour'da LC-39 yakınlarına düşmesiyle 1960'ların felaketlerini anımsatan bir arıza yaşadı ve ilk aşama hatası olmadan 30 yıllık kesintisiz bir streç sona erdi; Gelecekteki tüm Proton uçuşları soruşturma süresince askıya alındı. Sonunda kazanın, oranlı gyro paketinin baş aşağı yerleştirilmiş olmasından kaynaklandığı belirlendi. Paketi yanlış yerleştirmenin zorluğu nedeniyle, Khrunichev fabrikasındaki hoşnutsuz veya sarhoş bir işçi tarafından kasıtlı olarak yapıldığından yaygın olarak şüphelenildi.
15 Mayıs 2014'te, Ekspress uydusu taşıyan bir Proton-M/Briz-M, kötü bir turbopompa yatağından dolayı üçüncü aşama arızası yaşadı. Mançurya'ya enkaz düştü. 21 Ekim'de Briz etabının 24 saniye erken kesilmesiyle bir Ekspress uydusu daha işe yaramaz bir yörüngede kaldı.
16 Mayıs 2015'te, bir MEXSAT iletişim uydusu, 2010'dan bu yana sekizinci Proton arızası olan başka bir üçüncü aşama arızası nedeniyle yörüngeye giremedi .
Khrunichev, piyasa taleplerine ve ticari uyduların kitlesel büyüme eğilimlerine ayak uydurmak için bir dizi faz IV geliştirmesinin geliştirilmesini başlattı. Faz IV Proton Briz-M geliştirmelerinin uygulanması 2016'da tamamlandı. Faz IV için yük kütle performansı, 1500 m/s kalıntı delta V ile GSO'ya sahip bir referans GTO yörüngesine 6320 kg'a yükseltildi .
Lansmanlar
Gelecekteki gelişmeler
Yeni Angara fırlatma aracının duyurulmasının (1992'de) ardından önemli yükseltmeler geçici olarak beklemeye alındı . En büyük tek yükseltme KVRB aşamasıydı. Bu kriyojenik aşama, kapasiteyi büyük ölçüde artıracaktır. Motor başarıyla geliştirildi ve sahne bir bütün olarak donanıma ilerledi. Ancak, KVRB Blok D'den belirgin şekilde daha büyük olduğu için aracın aerodinamiği, uçuş kontrolü, yazılımı ve muhtemelen elektronik aksamının yeniden değerlendirilmesi gerekecektir. Ek olarak, fırlatma rampası mevcut Protonlara tek kaynaklardan ortak hipergolik yakıtlar sağlayabilir. Özellikle üst kademeler, roket boyunca uzanan ortak yükleme boruları ile beslenir. Farklı yakıtların kullanıldığı bir aşamaya geçiş, ekstra destek maddelerinin eklenmesini gerektirir; kriyojenlere geçiş, bu tür destek maddelerinin periyodik olarak sahneye çıkmasını gerektirir.
Angara'nın ağır çeşitleri Proton'dan daha basit ve daha ucuz olacak (ve Atlas V roketi gibi hipergolik yakıt kullanmayacak; bunun yerine Soyuz roketinde kullanılanla aynı RP-1 yakıtını kullanacak ). Ayrıca baştan bir KVTK aşamasını kabul edecek şekilde tasarlanacaklar ve pedde zaten bir LOX kaynağı olacak; sadece bir hidrojen kaynağı aranacaktır.