РН Протон

После достижения заданных параметров, примерно на 588-й секунде полёта система  управления выдаёт команду на выключение рулевого двигателя, после которой  третья ступень отделяется от орбитального блока и уводится с помощью  тормозных РДТТ. Момент разделения с третьей ступенью принимается за начало автономного полёта ОБ. Дальнейшее выведение КА осуществляется с помощью РБ «Бриз-М».

3.4 Участок работы РБ «Бриз-М»

Выведение ОБ на геопереходную орбиту осуществляется по схеме с пятью включениями маршевого двигателя (МД) РБ «Бриз-М». Как и в случае с РН, точные времена включений и параметры орбит зависят от конкретной миссии.

Сразу после отделения третьей  ступени РН включаются двигатели  стабилизации РБ, которые обеспечивают ориентацию и стабилизацию ОБ на участке пассивного полёта по суборбитальной траектории до первого включения двигателя РБ. Примерно через полторы минуты после отделения от РН (в зависимости от конкретного КА) выполняется первое включение МД длительностью 4,5 мин, в результате которого формируется опорная орбита высотой 170 × 230 км и наклонением 51,5°.

Второе включение МД длительностью порядка 18 мин производится в районе первого восходящего узла опорной орбиты после 50 мин пассивного полёта (с выключенными двигателями), в результате которого формируется первая промежуточная орбита с апогеем высотой 5000—7000 км. После того, как в течение 2—2,5 часов пассивного полёта ОБ достигнет перигея первой промежуточной орбиты, выполняется третье включение маршевого двигателя в районе восходящего узла до полной выработки топлива из дополнительного топливного бака (ДТБ, около 12 мин). Примерно через две минуты, во время которых сбрасывается ДТБ, выполняется четвёртое включение МД. В результате третьего и четвёртого включений формируется переходная орбита с апогеем, близким к апогею целевой геопереходной орбиты (35 786 км). На этой орбите КА проводит в пассивном полёте примерно 5,2 часа. Последнее, пятое включение МД, выполняется в апогее переходной орбиты в районе нисходящего узла для поднятия перигея и изменения наклонения до заданного, в результате которого РБ выводит КА на целевую орбиту. Примерно через 12—40 мин после пятого включения МД производится ориентация ОБ в направлении отделения КА с последующим отделением КА.

В промежутках между включениями МД система управления РБ выполняет развороты орбитального блока для обеспечения поддержания оптимальной температуры на борту, выдачи импульсов тяги, проведения сеансов радиоконтроля, а также для отделения КА после пятого включения.

 

4 Эксплуатация

4.1 International Launch Services

С 1993 года маркетинг пусковых услуг РН «Протон» на международном рынке осуществляется совместным предприятием «International Launch Services» (ILS) (с 1993 по 1995 год: «Локхид-Хруничев-Энергия»). ILS имеет эксклюзивное право на маркетинг и коммерческую эксплуатацию РН «Протон» и перспективного ракетно-космического комплекса «Ангара». Хотя компания ILS зарегистрирована в США, её контрольный пакет принадлежит российскому ГКНПЦ им. М. В. Хруничева. На октябрь 2011 года, в рамках компании ILS были осуществлены 72 запуска космических аппаратов с использованием РН «Протон-К» и «Протон-М».

5.2 Стоимость

Стоимость РН «Протон» варьируется от года к году и неодинакова для федеральных и коммерческих заказчиков.

В конце 90-х годов XX века стоимость коммерческого пуска РН «Протон-К» с блоком ДМ составляла от $65 до $80 млн. В начале 2004 года стоимость запуска была снижена до $25 млн из-за существенного усиления конкуренции(сравнение стоимости запусков см. Стоимость доставки грузов на орбиту). С тех пор стоимость запусков на «Протонах» постоянно возрастала и в конце 2008 года достигла примерно $100 млн на ГПО с использованием «Протон-М» с блоком «Бриз-М». Однако с началом мирового экономического кризиса в 2008 годуобменный курс рубля к доллару снизился на 33%, что привело к снижению стоимости запуска до примерно $80 млн.

В 2010 году стоимость запуска коммерческих спутников вновь поднялась и  составляла от $100 до $110 млн.

Для федеральных заказчиков прослеживается последовательное увеличение стоимости носителя начиная с начала 2000-х годов: стоимость РН «Протон-М» (без блока «ДМ») выросла с 2001 по 2011 год в 5,4 раза — с 252,1 млн до 1356,5 млн рублей. Общая стоимость «Протон-М» с блоком «ДМ» или «Бриз-М» в середине 2011 года составляла порядка 2,4 млрд рублей (около $80 млн или €58 млн). Эта цена складывается из самой РН «Протон» (1,348 млрд), РБ «Бриз-М» (420 млн), доставки компонентов на Байконур (20 млн) и комплекса услуг по запуску (570 млн).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Использование в будущем

 

В настоящий момент предполагается, что ракета-носитель (РН) «Протон-М» будет полностью заменена на РН «Ангара», которая также будет изготовляться в ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Первый запуск «Ангары» намечен на 2013 год. Начиная с этого момента, РН «Протон-М» в течение нескольких лет будет постепенно вытесняться РН «Ангара», но его полный вывод из эксплуатации возможен не ранее, чем будет принята в оперативное использование РН «Ангара А5».

Отказ от использования «Протона»  обусловлен несколькими причинами:

• Пуски этой ракеты возможны только с космодрома «Байконур», который находится за пределами Российской Федерации. Кроме Байконура, ракета-носитель «Ангара» будет стартовать с космодромов, расположенных на территории России («Плесецк», «Восточный»);
• Изготовление некоторых частей РН «Протон» производится за рубежом, что неприемлемо для основного заказчика РН «Протон-М», которым является Министерство Обороны РФ. Ракетный комплекс «Ангара» полностью спроектирован и изготовляется российскими предприятиями;
• РН «Протон» использует высокотоксичное топливо (АТ + НДМГ). Поля падения РН «Протон-М» находятся в Казахстане, и после каждого аварийного пуска приходится проводить дорогостоящие очистки территории. В «Ангаре» будет использовано экологически безопасное топливо на основе керосина. Окислителем будет выступать жидкий кислород;
• Тяжёлый вариант РН «Ангара» — «Ангара-5» — должен быть проще и дешевле РН «Протон-М» (в основном из-за того, что у неё меньше двигателей, самого дорогого компонента РН).

Тем не менее задержки в  разработке РН «Ангара» означают, что РН «Протон-М» будет продолжать использоваться ещё в течение некоторого времени.

 

Вывод

 

Разработка ракеты-носителя (РН) «Протон» явилась одной из основных программ в советской космонавтике. Несмотря на череду неудач в первые годы своего существования, наряду с «семёркой» (РН Восток, РН Союз и др.), РН «Протон» стала одной из наиболее используемых ракет-носителей в советской и позже в российской космонавтике. Со временем первоначальные ошибки конструкции были отработаны, и в настоящее время «Протон» является одним из самых надёжных носителей из когда-либо созданных.

За последние почти полвека  разные модификации РН «Протон» совершили  более 360 стартов, и с её помощью  были запущены более 40 типов различных  космических аппаратов (КА) народно-хозяйственного, научного и оборонного назначения.

Прежде всего, РН «Протон» широко применялась  в советской и российской пилотируемой программах. В конце 60-х годах — начале 70-х годов РН «Протон» отрабатывалась в программе пилотируемого облёта Луны Л-1/«Зонд». После закрытия программы разработки ракеты-носителя Н1 она стала единственным из советских средств выведения на орбиту, обеспечивающих запуск тяжёлых модулей массой более 8 т, а с разработкой РН средне-тяжёлого класса Зенит-2 в 1985 году — более 14 т. С её помощью были выведены на орбиту долговременные обитаемые станции «Салют», в том числе гражданские ДОС и военные «Алмаз», беспилотные космические корабли-модули ТКС к этим станциям, а также блоки-модули для сборки на орбите многомодульной станции «Мир» (базовый блок и все модули — «Квант-1», «Квант-2», «Кристалл», «Спектр» и «Природа»). В настоящее время РН «Протон» стала основным средством выведения с российской стороны в рамках проекта создания Международной космической станции(«Протон» вывел на орбиту модули «Заря», «Звезда», и в скором времени будет запущен модуль «Наука») .

В непилотируемой космонавтике использование  новых телекоммуникационных спутников, запуск которых стал возможен с помощью РН «Протон», явилось важным шагом для развития телевидения, телефонии и спутниковой связи в СССР и России. Протоном были запущены спутники систем «Экран», «Экран-М», «Горизонт», «Галс» и «Экспресс». Ни один другой советский носитель не обладал достаточной энергетикой для доставки этих телекоммуникационных спутников напрямую на ГСО.

РН «Протон» также служила и  для построения оборонных систем и систем двойного назначения. С  её помощью была развёрнута часть Единой Системы Спутниковой Связи (ЕССС) на базе космических аппаратов «Радуга», «Радуга-1» и «Радуга-1М» (часть ЕССС, состоящая из КА «Молния-2» и «Молния-3», на высокоэллиптических орбитах была развёрнута с помощью РН «Молния»). Кроме того, РН «Протон» выводила на ГСО различные спутники-ретрансляторы систем Луч, Поток, и в настоящее время начинается развёртывание системы Гарпун. В добавление к этому, начиная с 80-х годов XX века, РН «Протон» участвует в развёртывании глобальной навигационной спутниковой системы «ГЛОНАСС» на базе КА серий «Ураган» и «Ураган-М», запускаемых по три аппарата на одном «Протоне».

В то же время, несмотря на то, что РН «Протон» была разработана в начале 60-х годов, и в настоящее время  по своим техническим и эксплуатационным характеристикам эта ракета-носитель успешно конкурирует с аналогичными иностранными РН. Так, по коммерческим программам компании ILS, на октябрь 2011 года РН «Протон» использовалась 68 раз начиная с первого полёта в 1996 году. Каждый год производится по 10—12 стартов этой РН, в то время как для иностранных РН тяжёлого класса эта цифра не превосходит шести пусков.