A Proton hordozórakéta
A Proton megérdemel egy külön fejezetet, ha már a korábbi részekben nem kapott bővebb figyelmet. Hajdan, még 1961-ben a hadseregnek elege lett abból, hogy Koroljov kvázi „ellopta” a rakétafejlesztést az űrprogram számára, ezért annak visszavágásáért kezdtek el harcolni, és bejelentették igényüket egy „szupernehéz” ballisztikus rakétára. Ennek az 50-100 (egyes források szerint akár 150) megatonnás, leginkább „Cár bombaként” ismert, irgalmatlan nagy termonukleáris robbanófej célba juttatása lenne a feladata, afféle mindent elsöprő stratégiai elrettentő eszközként. A Vlagyimir Cselomej irányította OKB-52 iroda első elképzelés egyfajta „lego” megoldás volt: négy UR-200 ballisztikus rakétát fogna csokorba, és e fölé raknának egy második fokozat – ez lenne az UR-200PB illetve az első UR-500 elképzelés. Az aerodinamikai vizsgálatok után viszont bebizonyosodott, hogy az elképzelés nem életképes.
Az UR-200 (balra) és UR-200PB (más források ezt nevezték korai UR-500-nak), amely csokorba fogott UR-200-asokból állt
Az „egységes” (un. monoblokk) elképzelések fő problémáját a méretek okozták: a hajtóműfokozatokat úgy kellett megtervezni, hogy vasúton szállíthatók legyenek, ami 4,15 méteres maximális átmérőt engedett meg, de már ezt is speciális megépített vagonokkal – anno az R-6 és R-7 (Szemjorka) rakéták ezt ugye úgy cselezték ki, hogy egy központi fokozatot négy gyorsító fokozat vesz körbe. Ez a megoldás viszont aerodinamikai és tömeghatékonysági okokból nem volt optimális. A monoblokk megoldás esetén viszont igen hosszú lenne egy maximálisan 4,15 méteres rakéta, ami strukturális és stabilitási problémákat okozna. Eduard Radcsenyko egy érdekes ötlettel állt elő: legyen a rakéta központi szerkezete 4,15 méter átmérőjű, ám az első fokozat esetén csak az oxidálószer kerül ebbe a részbe, a hajtóanyag pedig körülötte elhelyezett hat, külsőleg rögzített tartályban lenne elhelyezve, amelyeket majd az indítás helyszínén, a végső összeszereléskor rögzítenek . A részelemek szállítása így megoldódna és a rakéta hossza elviselhető mértékre csökkenthető. Még a hajtómű volt kérdéses – az eredetileg az UR-200 első fokozatához tervezett RD-0203 ill. 0204 hajtóművekből 15-16 darabra lett volna szükség, de „szerencsére” volt egy alternatíva, a háromszor nagyobb tolóerejű (számszerűleg: 1630 kN) RD-253, amelyből hat darab is elég.
Egy RD-253 hajtómű a Proton külső üzemanyagtartályhoz rögzítve, összeszerelés közben
Ezt a hajtóművet Valentyin Glusko tervezőirodája (az OKB-456) eredetileg a Szergej Koroljov igen korai stádiumban lévő N-1 hordozórakétájához szánta, aki viszont nem tartott igényt rá, mivel a mérgező hidrazin / nitrogén-tetroxid hajtóanyag párossal működött. Koroljov kerozint és folyékony oxigént használó hajtóművet akart, ám Glusko a hidrazint preferálta – a két főmérnök vitájának hála az N-1-nek nem volt hajtóműve (ugye később a Kuznyecov tervezőirodát kérte fel Koroljov erre), míg Gluskónak volt hajtóműve, de rakéta nem volt hozzá. Így talált egymásra Cselomej és Glusko, illetve az UR-500 és az RD-253.
A Proton második fokozata, három RD-208 és egy RD-209 hajtóművel
Az UR-200 esetében egy érdekes megoldást használtak az első fokozatban. Négy 50 tonna tolóerejű hajtóműre volt szükség, de ebből három egyszerűbb, fixen beépített volt RD-203 jelöléssel, egy pedig hidraulikus munkahengerekkel kitéríthetően volt beépítve, és egy hőcserélőt építettek rá, amellyel a hajtóanyag-tartályok nyomás alatt tartását oldották meg, eme változat pedig az RD-204 típusjelzést kapta. A három RD-203-asból és egy RD-204-esből álló egységet hívták RD-202-nek – és a 8K82 esetében a második fokozatban ezt építették be nagyobb méretű fúvócsövekkel, hogy a légüres térben való működéskor hatékonyabb lehessen, jelölésük RD-208 és RD-209 (hőcserélővel és túlnyomást biztosító rendszerrel) lett, a hajtóművek tolóereje pedig egyenként 570 kN. Az első és a második fokozat között egyfajta rácsos távtartót alkalmaztak, amely lehetővé tette, hogy a második fokozat hajtóműveit még az első fokozat működése közben indítsák be, folyamatosabbá téve a fokozat leválását.
Az irányítórendszert Nyikolaj Alekszejevics Piljugin főmérnök csapata kezdte el tervezni, aki a legtöbb korai szovjet rakéta vezérlőrendszerét is tervezte (többek között az R-1 és később az R-7 rakétáét is), azonban 1964-ben Cselomej kivette a kezükből, és a Harkovban lévő SzKB-897 irodának adta a feladatot, akik azóta is ezzel foglalkoznak.
A kész tervet 1962-ben mutatta be Hruscsov főtitkárnak Cselomej, aki hamarosan utasítást adott arra, hogy építsék meg a 8K82 típusjelű rakétát – ekkoriban persze még elsősorban ballisztikus rakétának, de másodlagosan tudományos műholdak pályára állítására is fel szándékozták használni. A rakéta megépítése ugyanakkor sok nehézségbe ütközött, például a kinézett 23-as Számú Gépgyár eredetileg helikopter- és repülőgép-gyártási feladattal lett megbízva – erre egyszer csak nagy méretű rakétákat kellett gyártaniuk, amihez a megfelelő gyártószerszámokat, tartóbakokat és más szükséges eszközöket először le kellett gyártaniuk. A minél kisebb öntömegért először egy új, AMT jelölésű alumínium-ötvözetet kívántak felhasználni, ám az annyira ridegnek bizonyult, hogy folyamatosan repedések jelentek meg hegesztési varratok mentén már a tárolás alatt is, a teszteken pedig egy sem ment át. Emiatt menet közben visszaálltak az AMG-6 jelölésű, már bevált, de nehezebb ötvözethez, és inkább kikönnyítéseket képeztek ki az alkatrészeken, hogy az eredetileg tervezett tömeghatárt ne lépjék túl.
A Proton rakéta, a Proton-K változat LK-1 holdmegkerülő űrhajóval (ez ugye nem valósult meg),
a Proton-K a Zond holdmegkerülő űrhajóval, és végül a Szaljut (DOSz / OPSz) űrállomással
Persze a 8K82 nem volt ideális a műholdak és űrhajók indításához, ezért egy nagyobb teljesítményű, továbbfejlesztett változaton is dolgozni kezdtek. A 8K82K jelölésű változat második fokozatát megnyújtották, hogy 30%-kal több hajtóanyag férjen el benne, és egy harmadik fokozatot terveztek rá, amely (minő meglepetés!) az UR-200 második fokozatából lett kifejlesztve, a hajtómű jelölése RD-0212, és egy főhajtóműből (RD-0213, 582 kN tolóerő vákuumban) illetve négy kisebb kormányhajtóműből (RD-0214, 31 kN tolóerő) áll.
Az UR-500 / 8K82 / Proton hordozórakéta
Jött 1964 ősze, és Hruscsovot vértelen puccsal eltávolították a hatalomból – ami sötét jövőt festett fel az OKB-52 programjainak, hiszen Cselomej elvesztette legfőbb támogatóját, miközben két befolyásos rosszakarója is volt: Dimitrij Usztyinov fegyverkezési miniszter és Szergej Koroljov, az OKB-1 vezetője. Ők pedig azonnal támadásba lendültek. Az UR-500 / 8K82 mint ballisztikus rakéta azonnal el lett kaszálva az UR-200-zal együtt, amely helyett a konkurens R-36 került megrendelésre. Ez egyértelműen Usztyinov döntése volt, miközben Koroljov az UR-500K és UR-700 rakéták ellen lobbizott, illetve a Cselomej iroda Holdprogramját ostorozta, amit nem sokkal korábban még Hruscsov hagyott jóvá. Az első UR-500 viszont már elkészült, és a hozzá szánt Proton elnevezésű műhold is, amely részecsketudományos megfigyelésekhez készült – és az ekkori szokásoknak megfelelően a rakéta is Proton névre lett keresztelve, vagyis a ma is ismert nevét itt kapta meg. Az első indításra 1965. július 16-án került sor, és sikeresen pályára is állította terhét.
Proton gyártósor a 2000-es években
A háttérben folyó harcok alapján úgy tűnt, hogy Cselomej elveszti a Protont, Koroljov ugyanis már elérte, hogy egy erről szóló döntést sürgető levelet aláírjon a pártvezetés több prominens képviselője, többek között Leonyid Szmirnov, Dimitrij Usztyinov és Szergej Afanaszjev. Csakhogy váratlan irányból jött a segítség: Msztyiszlav Keldis, a Szovjet Tudományos Akadémia befolyásos vezetője 1965 augusztusában vezette azt a bizottságot, amely az OKB-52 és a Proton jövőjéről döntött, és látva a sikeres indítást, úgy vélte, hogy nem szabad egy működőképes és már kifejlesztett rakétát félredobni, pláne, ha jelenleg ez a legnagyobb rakéta, ami a Szovjetunió rendelkezésére áll. Javaslata szerint az 8K82K / UR-500K, illetve ahogy most ismerjük, Proton-K rakétára kéne építeni a holdmegkerülést, mert csak így előzhetik meg az amerikaiak ilyen irányú törekvéseit (vagyis a később megvalósult Apollo-8 űrrepülést). Ehhez viszont nem a Cselomej-iroda LK-1 űrhajóját kell kifejleszteni, hanem a már szintén csaknem elkészült Szojuzból kellene egy erre a célra alkalmas változatot megépíteni – ez lett a Szojuz 7K-L1. Szeptemberben jóváhagyták a három fokozatú Proton-K, majd októberben a Proton és Szojuz 7K-L1 programot, így a rakéta megmenekült – Koroljov legnagyobb bánatára...
Proton-K / Zond páros az indítóálláson
Hiába menekült meg azonban, az első időkben pocsék teljesítményt nyújtott – még 1964-ben volt egy sikeres indítása, de 1965-ben két indításból az egyik sikertelen volt (ezek még az eredeti 8K82 / Proton változatok voltak), majd az új Proton-K viszont 1966-ban 4 indításból csak egy esetében volt sikeres. 1967-ben ötből ugyan csak egy, de aztán jött 1968: 10 indításból 8 végződött balesettel különféle okok miatt. 1972 lett az első év, amikor minden indítás sikerrel végződött (hétből hét). Azonban a sors úgy hozta, hogy a Proton-K mégis folytathatta – miután az OKB-1 ill. CKBEM iroda N-1 óriásrakétája négy sikertelen indítás után, a győzelem kapujában el lett kaszálva, még évekig a Proton maradt az egyetlen nehézrakéta, amely űrállomásokat (a Szaljut név alatt pályára állított OPSz és DOSz egységek), különféle tudományos és geostacionárius pályára állított kommunikációs műholdakat fel tudott vinni. Menet közben az RD-253 hajtómű mindössze egy kisebb módosítással plusz 7%-os teljesítményre lett felpiszkálva: a Mir bázismodul indításához (eredetileg a kevesebb hajtóanyagot igénylő 62°-os hajlásszögű pályára tervezték, végül ugye a korábban is alkalmazott 51,6 fokos mellett döntöttek). 1987-ben ez alapján egy nagyobb teljesítményű változatot kezdtek el kifejleszteni, amely 1993-ra készült el – ez lett az RD-275, amely a Proton-M alváltozat első fokozatába került beépítésre.
A Blok-D fokozat felépítése, a kék színnel jelölt a folyékony oxigén, a sárga színnel jelölt a kerozin-tartály
A Hold-programhoz, a kommunikációs műholdak és a bolygóközi küldetések indításához a Proton egy negyedik fokozatot is kapott – a konkurens CKBEM / Enyergija tervezőiroda Blok-D modulját, amit hajdan az N-1 óriásrakéta ötödik fokozatának fejlesztettek ki. A kerozin / folyékony oxigén hajtóanyagú, nagyjából 83 kN tolóerejű RD-58 rakétahajtóművet használó fokozat az alváltozattól függően 9-11 perces működést tesz lehetővé, és út közben többször is újra indítható. Különlegessége, hogy az oxigéntartály gömb alakú, míg az üzemanyagtartály gyűrű alakú, és 15°-os szögben, kicsit ferdén építik be, hogy a hajtóanyag-kifogyást amennyire lehet, optimalizálják.
Két Proton első fokozat összeszerelve, jól látható a hajtóművek és az üzemanyag-tartályok megoldása
A Proton-K pedig 1993-ben azzal került a hírekbe, hogy a brit Inmarsat társasággal aláírták az első kereskedelmi megrendelést, ami a piac többi szereplőjének is felnyitotta a szemét. 1995-ben az amerikai Lockheed-Martin illetve az orosz Hrunyicsev Gépgyár, valamint az Enyergija cégek megalapították az ILS (International Launch Services, Nemzetközi Indítási Szolgáltatások) nevű céget, hogy a Lockheed Atlas V illetve a Proton rakéta nemzetközi piacon való értékesítését elősegítse. Az ILS segedelmével 1996-ban két műholdat geostacionárius pályára állított a Proton – a már említett Inmarsat-3 F2 mellett a luxemburgi SES Astra 1F-et. 1997-ben pedig kilenc Proton indításból hat kereskedelmi indítás volt, amelyet az ILS hozott tető alá. Vagyis elsősorban ugyanakkor nem amiatt lett sikeres, mert alacsony Föld körüli pályára 19.760 kg-ot tud felvinni (ami persze a nemzetközi űrállomás orosz szegmensei miatt továbbra is fontos képesség), hanem leginkább amiatt, mert 4.930 kg-ot tud a távközlési műholdak számára oly fontos geostacionárius pályára állítani.
A Luxemburgi SAS cég egyik műholdját indító Proton
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
