Ракета-носитель «Протон-К» УР-500К

РН УР-500К предназначена для вывода в околоземное космическое пространство тяжелых КА как военного так и гражданского назначения. УР-500К наиболее массовая ракета (до 90 % всех пусков РН семейства Протон) в классе тяжелых ракетоносителей.

Четырехступенчатая РН УР-500К/РБ (SL-12) может доставлять около 4 т полезной нагрузки на геосинхронную переходную орбиту (ГСПО) высотой до 20 тыс.км. В трехступенчатом варианте   РН УР-500К (SL-13) может выводить 20,9 т на низкую околоземную орбиту (НОО) высотой 200 км.

Основой «Протона-К/РБ» послужила двухступенчатая ракета УР-500, которая создавалась в начале 60-х как боевая МБР тяжелого класса. Переход от РН «Протон» УР-500 к трехступенчатому варианту «Протон-К» УР-500К был выполнен быстро (1965г.) и сравнительно легко. Он заключался в следующем. На второй ступени были увеличены объемы топливных баков и изменена конструкция ферменного переходного отсека, соединяющего ее с первой ступенью. Третья ступень была образована укорочением исходного варианта второй ступени и на ней был установлен один такой же маршевый ЖРД вместо четырех.

Основные характеристики

Четвертая ступень была добавлена в компоновочную схему ракеты в начале ее летных испытаний, которые были совмещены в 1967-1970 г.г. с отработкой и выполнением целевой программы по облету Луны сначала беспилотными, а затем и пилотируемыми кораблями 7К-Л1. Для довыведения корабля Л1 на базовую околоземную орбиту был использован разгонный блока “Д” (взят из другого проекта —  лунного комплекса «Н1-ЛЗ»), который с одинаковым успехом выступает и в роли разгонного блока корабля, и в качестве четвертой ступени носителя.

Модификация РН в 1998г., названная «Протон — М» / разгонный блок «Бриз», позволяет выводить на ГСПО полезный груз массой порядка 5,5 т.  Двигатели первой ступени «Протона М» имеют повышенную на 7% удельную тягу. Новый «Протон» также оснащен цифровой навигационной системой, что расширит возможности по доставке спутников на орбиту.

Первая ступень  РН УР-500К/РБ  развивает на старте тягу 900 т с помощью шести двигателей РД—253 тягой 150 т. В качестве окислителя двухкомпонентного топлива двигателей используется четырехокись азота (АТ), а в качестве горючего — несимметричный диметилгидразин (НДМГ).
Бак окислителя расположен в центре первой ступени. Каждый из шести двигателей, подвешиваемых вокруг бака окислителя, встроен в свой бак НДМГ. Отделение первой ступени вместе с двигателями происходит спустя 2 мин после старта и выработки 420 т топлива.

На тех же компонентах топлива, что и РД-253, работают и четыре двигателя РД-0210 второй ступени, развивающие суммарную тягу 240 т в течение 3,5 мин работы. Третья ступень имеет один двигатель, который вместе с четырьмя верньерными соплами развивает тягу 64 т в течение 4 мин работы.

В отличии второй и третьей ступени, жидкостные ракетные двигатели которых работают на топливе АТ+НДМГ, топливом однокамерному РД -58М четвертой ступени (разгонного блока «Д») служит жидкий водород+керосин.

Масса третьей и четвертой ступеней вместе с полезной нагрузкой составляет около 23 т. Четвертая ступень, выводящая нагрузку с промежуточной орбиты на геосинхронную, развивает тягу 8,8 т.

Пуски РН УР-500К проводятся с космодрома Байконур.

Подготовка к старту новой ракеты ведется  в западной части полигона. Сборка блоков ракеты, интеграция носителя с полезным грузом и проверка ракетно-космической системы осуществлялись в горизонтальном положении в монтажно-испытательном корпусе (МИК) на технической позиции. Вывоз носителя из МИКа и доставка с технической на стартовую позицию производились специальным транспортером-установщиком на железнодорожном ходу.

На стартовой позиции носитель переводится из горизонтального в вертикальное положение и устанавливается на стартовый стол подъемным устройством установщика. В отличие от “семерки” (РН Союз), “пятисотка” не подвешивается, а крепится своей хвостовой частью непосредственно на поворотных опорах пускового стола. Обслуживание проводится с помощью передвижной башни на рельсовом ходу, отводимой перед стартом. Роль кабельных и кабель-заправочных мачт выполняет специальный механизм стыковки со сложным электро-, гидро-, пневморазъемом, ответная часть которого располагается на днище центрального блока первой ступени.
Пусковой стол имеет двухлотковый газоотводной канал. В момент старта и в первые мгновения полета ракеты шесть поворотных опор стола отслеживают движение носителя до высоты примерно 100-150 мм, а затем убираются в индивидуальную нишу и закрываются защитными створками. Механизм стыковки разъемов, так же как и опоры, поднимается, отслеживая путь ракеты, а затем отбрасывается пневмоускорителем вниз, герметично закрываясь специальной стальной бронекрышкой, образующей рассекатель газовой струи.

Трехступенчатый вариант носителя «Протон-К» обеспечил вывод на орбиту тяжелых долговременных орбитальных станций «Салют-1″…»-7″ (1971 — 1982 г.г.), «Алмаз» (1987 и 1991 гг.),  «Мир»,  модулей ОК «Мир» и транспортных кораблей снабжения «Космос-929», «-1267», «-1443», «-1686» (1977 — 1986 г.г.).

Четырехступенчатый вариант РН  «Протон-К» оказался настолько удачным для запусков КА на межпланетные траектории, что стал широко использоваться для выведения автоматических. станций нового поколения к Луне («Луна — 15″… «-24 «, 1969 — 1976 г.г.), Венере («Венера-9″…»-16″,1975-1983г.г.) и Марсу («Марс-2″…»-7″, 1971-1973г.г.).

Использование разгонного блока «Д», двигатель которого мог многократно включается в космосе, позволило «Протону-К» к тому же стать единственным национальным средством выведения КА на геостационарную орбиту. Первый такой запуск был осуществлен 25 марта 1974 года («Космос-637»). С тех пор большинство пусков данной РН производится именно с этой целью. Причем, блок «Д» был модернизирован за счет установки на нем специального приборного отсека, и с 1976 года  РН «Протон-К» с РБ постоянно осуществляет запуски на ГСПО  навигационных космических аппаратов  и на геостационарную орбиту КА «Радуга», «Экран», «Горизонт» «Луч», «Галс», а также иностранных КА. Масса этих спутников составляет более 2300 кг.