質子号運載火箭

質子号運載火箭

蘇聯研制的大型運載火箭系列的名稱
質子号運載火箭(俄語:Протон)是蘇聯研制的大型運載火箭系列的名稱,該系列也被稱為Д運載火箭。在冷戰結束後,由于能源号運載火箭的被棄用,質子号實際成為俄運載能力最強的運載火箭。但質子号使用劇毒的偏二甲肼液體燃料,一旦發射失敗可能對發射場周邊地區造成嚴重污染,所以俄羅斯已決定用新研制的安加拉号(使用液氧/煤油作為推進劑)來取代它。
    中文名:質子号運載火箭 外文名: 别名: 用途:發射大型航天器 制造國家:蘇聯 發射場:拜科努爾發射場 首次發射:1965年7月16日

簡介

質子号運載火箭是蘇聯專為航天發射任務設計的大型運載火箭。通過配備Block DM和微風M上面級适應不同要求的發射任務。文章對目前活躍在商業發射市場中的質子号運載火箭進行了介紹。從20世紀60年代中期開始,一直是前蘇聯及其航天力量的繼承者俄羅斯在發射大型航天器時的主要運載工具。

由于N-1探月火箭的研制失敗和對能源号運載火箭的棄用,冷戰結束後,質子号實際成為俄羅斯擁有的發射能力最強的運載火箭。在但質子号使用劇毒的可貯存液體燃料,一旦發射失敗可能對發射場周邊地區造成嚴重污染,所以俄羅斯已決定用新研制的安加拉号(使用液氧/煤油作為推進劑)來取代它。

以橫向比較而言,質子号系列中最大型的産品的運載能力遠遜于能源号和美國阿波羅計劃中使用的土星5号火箭,與美國的大力神4型及歐洲航天局的阿麗亞娜5型火箭處于同一水平。俄羅斯與烏克蘭研制的安加拉号,以及美國最新研制的宇宙神5型箭中的某些型号,其運載能力可能也強于質子号。

主要型号

質子号系列共包括5種型号。以下各型号請分别參見其主題條目:

UR500(基礎型質子号火箭)

質子-K(UR500K)

質子-K/D組級和質子-K/DM組級(UR500K-L1,UR500K-L1P)

質子-M(可能包括質子-KM)

發展過程

最初的質子号火箭是在1961年~1965年間研制成功的,總設計師是OKB-52設計局的負責人切洛勉。切洛勉當時向赫魯曉夫提出了一個龐大的洲際導彈發展計劃,在這個計劃中,UR500(即兩級型的質子号)是一種“全球火箭”。但是UR500最終沒有被軍隊接受,而是決定用于航天發射。

1965年7月16日,UR500在拜科努爾發射場執行了第一次任務,将質子1号科學考察衛星送入太空,火箭也從此而得名質子号。美國國防部對這種火箭的代号是“SL-9”,美國國會的謝爾頓命名法(用于識别火箭的衍生型号)則稱其為“D”。兩級型質子号的運載效率不高,因此很快被停止使用。

在UR500基礎上加入第三級後,蘇聯人得到了運載能力更為強大的、三級狀态的質子-K火箭(即UR500K;美國國防部:SL-13,謝爾頓命名法:D-1)。帶有第三級的質子号在1967年3月10日首次發射(當時使用了D組級上面級,實際構成了四級火箭:質子-K/D組級),将宇宙-146(一顆月球探測器)送入太空。

1968年,不帶上面級的質子-K首次發射。在1970年代初至1980年代末,蘇聯曾利用不帶上面級的質子-K将8個空間站送入軌道。國際空間站的兩個主要組件曙光号功能貨艙和星辰号服務艙也是用質子-K發射的。

蘇聯時代的質子号所使用的上面級主要有兩種:D組級或DM組級(D組級的發展型号,1974年開始使用),所構成的火箭分别稱為質子-K/D組級和質子-K/DM組級。這兩種火箭是蘇聯發射大型地球靜止衛星和深空探測器的主力。

從1967年開始,四級型質子号向月球、金星和火星發射了多個探測器,并且在流産的蘇聯登月計劃中被選為發射載人環月飛船的運載工具。

在美蘇登月競賽時期,切洛勉還在質子号基礎上提出了一個名為UR700的設計方案,以與科羅廖夫的N-1探月火箭競争。UR700的設計思想很像質子号,但其體積之巨大甚至使N-1和美國的土星5号都相形見绌。在UR700中,兩級型的質子号僅僅是一個上面級。

冷戰結束後,俄羅斯新研制了一種四級型質子号火箭,即質子-M(有時使用未改進的質子-K箭體搭配和風-M的四級火箭質子-KM也被歸入其中)。它與質子-K/DM組級的主要區别是使用了更為先進的和風-M上面級,因此火箭也被叫做質子-M/和風-M。

和風-M上面級具有兩次點火的能力,它可以将重型衛星直接送入地球同步軌道(以前的質子号通常是将衛星發射到地球同步轉移軌道)。質子-M在2001年首次發射,将一顆銀幕-M通信衛星送入軌道。

俄羅斯還發展了所謂“質子-M增強型”,主要改進了和風-M上面級的性能。質子-M增強型隻在2007年發射過一次。

所有型号的質子号火箭都隻能從哈薩克斯坦境内的拜科努爾航天發射場發射。在拜科努爾的81号和200号發射陣地各有兩個質子号發射工位,火箭以水平方式運輸至發射台,然後起豎、發射。

運載能力

“質子”号火箭從20世紀60年代中期以來一直是蘇聯及其航天力量的繼承者俄羅斯在發射大型航天器時的主要運載工具。由于N-1探月火箭的研制失敗和對能源号運載火箭的棄用,質子号火箭實際上成為俄羅斯現在擁有的發射能力最強的運載火箭。

以橫向比較而言,質子号系列中最大型的産品的運載能力遠遜于能源号和美國阿波羅計劃中使用的土星5号火箭,與美國的大力神4型及歐洲航天局的阿麗亞娜5型火箭處于同一水平,強于中國和日本所研制的任何一種火箭。俄羅斯與烏克蘭研制的安加拉号,以及美國最新研制的宇宙神5型箭中的某些型号,其運載能力可能也強于質子号。

主要任務

早期的質子号火箭主要用于發射大型人造衛星。但由于其運載能力遠大于其它蘇聯火箭(如聯盟号和閃電号),質子号遂成為發射星際探測器的首選。在美蘇登月競賽時期,質子号承擔了将大多數月球号無人探測器送上月球的任務。

質子号也預定參加蘇聯載人登月計劃。當時蘇聯平行開展了兩個計劃:科羅廖夫主導的使用N-1的宇航員登月計劃,和切洛勉主導的使用質子号的載人環月飛行計劃。

但在一次内部論證會之後,切洛勉的計劃被擱置。在N-1開發失敗而美國人率先實現登月之後,蘇聯政府對登月失去了興趣。雖然還是用質子号發射了幾艘“探測器”号飛船進行了繞月飛行,但所攜帶的隻是動物而已。

從1971年開始,蘇聯用質子-K火箭先後将8個空間站(禮炮1号~禮炮7号,和平号)的幾乎全部艙體發射入軌。冷戰結束後,質子-K又用于發射國際空間站的幾個重要艙段。除了美國的航天飛機以外,質子号是唯一能夠承擔這項任務的運載工具。

四級型質子号被用于發射蘇聯的大型通信衛星(“銀幕”,“彩虹”,“地平線”)和行星探測器(“火星”,“織女星”,“福波斯”)。

蘇聯解體後,俄羅斯将質子号火箭投入國際市場,結果十分受客戶青睐。1996年4月,質子号将歐洲的阿斯特拉-1F衛星發射入軌,完成了第一次商業發射。到2007年為止,質子号已經執行了40多次商業發射任務。

存在問題

質子号系列的發射成功率并不突出。1996年該火箭發射火星-96探測器失敗,載荷在太平洋上空墜毀,其上攜帶有200克劇毒放射性元素钚。

質子号火箭更為突出的問題是其使用的液體推進劑偏二甲肼/四氧化二氮有毒,一旦發射失敗,洩漏的推進劑可能對環境造成污染。俄羅斯經常因火箭在發射後墜毀而與發射場地的所在國哈薩克斯坦進行交涉。如果質子号發射失敗,哈薩克斯坦就會禁止在拜科努爾發射這種火箭,直到問題解決為止。

2013年12月4日,一名哈薩克斯坦國家航天局的官員稱,哈薩克斯坦将逐步減少質子運載火箭從拜科努爾航天發射場的發射,并将于2025年徹底結束使用。

故障

2013年7月2日,俄羅斯航天署在拜科努爾航天發射場墜毀的質子-M号運載火箭,其發動機在第17秒鐘時按“事故模式”關閉。之後火箭墜毀在航天發射場内距離發射台約2.5公裡處。地面沒有傷亡和被破壞的報告。據初步資料顯示,運載火箭發生故障的原因是第一級發動機出現故障。該火箭原先預定将三顆“格洛納斯”系統導航衛星送入軌道。

相關詞條

相關搜索

其它詞條