质子火箭

主要参数

总发射次数:397(截止2014年6月)

成功次数:351(截止2014年6月)

失败次数:46(截止2014年6月)

首次发射质子号::1965年7月16日

质子号K型::1967年3月10日

质子号M型::2001年4月7日

着名载荷:礼炮6号、礼炮7号、和平号太空站、国际太空站组件等

第一级

发动机:6台RD-275

推力:10,470 千牛顿 (1.9 百万磅力)

推进时间:126秒

燃料:四氧化二氮/偏二甲肼

第二级

发动机:3台RD-0210与1台RD-0211

推力:2,399千牛顿

推进时间:208秒

燃料:四氧化二氮/偏二甲肼

第三级

发动机:RD-0212

推力:630 千牛顿

推进时间

燃料 四氧化二氮/偏二甲肼

第四级(Block-D/DM )

发动机:RD-58M

推力:83.4千牛顿

比沖:326秒

推进时间:3000秒

燃料:液态氧/煤油

研发原因与型号发展

研发原因

在美苏登月竞赛时期，质子号承担了将大多数月球号无人探测器送上月球的任务。质子号也预定参加苏联载人登计画。当时苏联平行开展了两个计画:科罗廖夫主导的使用N-1的宇航员登月计画，和切洛勉主导的使用质子号的载人环月飞行计画。但在一次内部论证会之后，切洛勉的计画被搁置。在N-1开发失败而美国人率先实现登月之后，苏联政府对登月失去了兴趣。虽然还是用质子号发射了几艘探测器号飞船进行了绕月飞行，但所携带的只是动物而已。

研製历程

最初的质子号火箭是在1961年-1965年间研製成功的，总设计师是OKB-52设计局的负责人切洛勉与科罗廖夫之间存在激烈竞争。为了争夺给苏军开发新式洲际飞弹的任务，切洛勉向苏联领导人赫鲁晓夫提出了一个庞大的计画，该计画要研製三种火箭:UR100，UR200和UR500，彼此之间存在继承关系。UR500就是在UR200(北约代号SS-10瘦子)基础上研发的，当时打算把它设计成射程12000公裏的洲际飞弹。1962年4月，这个计画获得批準。但是，由于在与竞争对手的比试中表现不佳，这些飞弹中最后只有UR100(北约代号SS-11美洲百合)进入军队服役。UR200项目在1964年下马，UR500则被保留下来，最终成为苏联的主力运载火箭。

UR500最早的一个设计方案是直接用4枚UR200捆绑在一起。UR500的设计，除了OKB-52以外，各分系统的负责单位还包括格鲁什科的OKB-456(负责发动机)和皮柳金的NII-885(负责控製系统)。整个开发工作于1965年完成，当年7月16日火箭进行了首飞。由于火箭第一次发射时携带的载荷为质子1号科学卫星，该火箭得名为质子号运载火箭。1966年这种火箭被停止使用。基础两级型的质子号运载火箭全长44.3米，起飞质量620吨，近地轨道运载能力为8.9吨

UR-700、UR-700M和UR-900火箭

在切洛勉的UR500(即两级型质子号)基础上发展三级火箭的计画在1964年就已经决定了。当时为这种新火箭安排的任务是发射金刚石军用空间站(其中实际发射成功的都被编进了礼炮号的编号序列)和LK-1载人环月飞船(此飞船后来被取消)。但火箭的发展出了一些问题，主要是可靠性一直达不到要求。第一枚带有第三级的质子号于1967年3月10日发射，但这是一枚带有D组级上面级的四级火箭;不带上面级的质子K于1968年11月16日首次发射，将质子4号科学卫星(重达16吨)送入太空。20世纪80年代末，苏联曾利用质子K将8个空间站(礼炮1号-礼炮7号，和平号)送入轨道。其次，质子K还发射了TKS空间舱系列，包括宇宙929，宇宙1267，宇宙1443，宇宙1686(这些舱段通常是对接到礼炮号空间站上作为后者的组件)。国际空间站的曙光号功能货舱和星辰号服务舱也是由质子K发射。质子K火箭全长50米，发射质量693.81吨，近地轨道运载能力为19.76吨。

1969年，前苏联开始Aelita项目，计画用最好的方法实现载人登入火星，从而战胜美国。为此切洛勉团队设计了MK-700火星飞船，此飞船极其巨大。UR-700M火箭就孕育而生，UR-700M火箭发射重量达到16,000吨，能将750吨的载荷送入低轨道，但是，此项目于1972年被取消。UR-700M火箭有8枚助推火箭，高为35米，直径为9米。每一枚助推火箭有4台RLA-600发动机，燃料为煤油/液氧，燃烧时间为115秒。32台发动机能产生204,027kN的推力。第一级有6台RLA-600发动机，直径为12.5米，高30米，能产生38,255千牛的推力，燃烧时间为200秒。第二级直径为12.5米，採用6台NK-15VM，燃料为液氢/液氧，比沖达到455秒，燃烧时间为670秒。UR-700M火箭总高度达到175米，底部直径达到31米，发射重量为16,000吨，能将750吨的MK-700火星飞船送入低地球轨道。

其次切洛勉还看中了UR-900，助推级为12台RD-270发动机，第一级为3台RD-270发动级，起飞时一起点火，起飞时能产生100,910千牛的推力，第二级为3台RD-254发动机，200千米的低轨道运载能力为240吨。

质子K/D组级的设计工作始于美苏登月竞赛时期，其最初目的就是向月球发射探测器和载人宇宙飞船。火箭的主要设计思想是，在三级型质子号(质子K)基础上加入一个上面级。该上面级称为D组级，是质子号火箭使用的第一种上面级。但它本来是给与科罗廖夫的N1火箭配套的登月飞船设计的。D组级的特点是没有导航设备，其导航功能必须由载荷舱内的航天器自己提供。将质子号(UR500)发展为三级火箭的工作在1964年就开始了，主要由于赫鲁晓夫(质子号总设计师切洛勉的政治保护人)下台，进展有些缓慢。1965年，由切洛勉主导的使用LK-1飞船的登月计画被科罗廖夫的N1/L1淘汰了。1967年第一种拥有第三级的质子号发射时，使用了D组级上面级，因此实际是四级火箭，而纯粹的三级火箭在1968年才第一次发射。

基础型质子K/D组级在1975年停止使用，其间共发射39次，失败15次，发射成功率只有61.5%。由质子K/D组级发射成功的航天器有探测器4号-探测器8号无人飞船，月球15号-月球23号月球探测器，火星2号-火星7号火星探测器，金星9号-金星10号金星探测器。对D组级加以改进获得了两种衍生的上面级，D1组级和D2组级，所对应的火箭称为质子K/D1组级(8K82K/11S824M)和质子K/D2组级(8K82K/11S824F)。D1组级和D2组级使用RD-58M发动机，拥有更大的推力。但是，这两种上面级仍然没有导航能力。

质子K/D-1组级于1976年8月9日首飞，发射了月球24号探测器。此后又发射了金星11号-金星16号、织女星1号和织女星2号(用于探测金星和哈雷彗星)，1989年发射石榴石高能天体物理实验卫星后退役。质子K/D-2组级只发射了三次，其中失败一次。它成功地将福波斯1号和福波斯2号火星-火卫一探测器送入太空。失败的那次则是在1996年发射火星96探测器，结果载荷在太平洋上空坠落。质子K/D火箭全长55.4米，发射质量691.5吨，月球转移轨道运载能力为5.39吨。

质子K/DM组级的主要特点是使用了被称为DM组级的上面级，这种上面级使苏联人第一次获得了将人造卫星送入地球静止轨道的能力(由于拜科努尔发射场的位置太靠北，苏联向赤道上空发射卫星是很困难的)。DM组级是在原有的上面级D组级的基础上开发的(D组级只能发射深空探测器)，于1974年第一次投入使用。质子K/DM组级火箭于1974年3月26日第一次发射，将宇宙637号卫星(苏联的第一颗地球同步轨道通信卫星)送入轨道。改进后的火箭在1990年停止使用，共发射了66次，其中6次失败。

DM组级又发展出若干个型号:DM-2组级(1982年)、DM1组级(1996年)、DM-2M组级(1994年)、DM3组级(1996年)、DM4组级(1997年)、DM-5组级(1997年)。质子K/DM-2组级于1982年10月12日第一次发射，载荷是一颗格洛纳斯导航卫星(宇宙1413)。质子K/DM-5组级于1997年6月6日第一次发射，载荷为宇宙2344军事侦察卫星。质子K/DM火箭全长57.2米，发射质量691.272吨，地球同步转移轨道运载能力为4.93吨，地球静止轨道运载能力为1.88吨。

冷战结束后，俄罗斯新研製了一种四级型质子号火箭，即质子M(有时使用未改进的质子K或质子KM箭体搭配微风M而形成的四级火箭)。它与质子K/DM组级的主要区别是使用了更为先进的微风M上面级，因此火箭也被叫做质子M/微风M。这种新上面级在1999年首次进行了飞行，当时前三级使用的是原有的质子K箭体;这样组成的火箭被称为质子K/微风M或质子KM。质子KM可能只是代用品，因为不久就对火箭的前几级进行了改进，使用了与以前完全不同的箭体结构(可能主要是减轻了前三级的质量)。总共只有70%的技术是从以前的质子号中继承的。换用新箭体的火箭在2001年4月7日首次发射，将一颗银幕M通信卫星送入轨道。这种火箭是俄罗斯从事国际商业发射服务的主力。质子M/微风M全长53米，发射质量712.8吨，低轨道运载能力为22吨，地球同步转移轨道运载能力为5.5吨。到2010年1月20日，质子M/微风M总共发射34次，其中发射失败1次，部分失败2次。

苏联解体后，俄罗斯将质子号火箭投入国际市场，结果十分受客户青睐。1996年4月，质子号运载火箭将欧洲的阿斯特拉1F卫星发射入轨，完成了第一次商业发射。到2010年1月20日为止，质子号已经执行了108次商业发射任务。目前联盟号和质子号火箭发射的次数最多，2009年，分别为11次和10次。但是质子号火箭更为突出的问题是其使用的液体推进剂偏二甲肼/四氧化二氮有毒，一旦发射失败，泄漏的推进剂可能对环境造成污染。俄罗斯经常因火箭在发射后坠毁而与发射场地的所在国哈萨克进行交涉。近几年来，如果质子号发射失败，哈萨克就会禁止在拜科努尔发射这种火箭，直到问题解决为止。

主要型号

UR500(基础型质子号火箭)

1965年7月16日，UR500执行了第一次发射任务，将质子一号科学考察卫星送入太空，火箭也从此而得名质子号。美国对这种火箭的代号是SL-9，美国国会则称其为D。两级型质子号的运载效率不高，因此很快被停止使用。

质子-K(UR500K)

在UR500基础上加入第三级后，苏联人得到了运载能力更为强大的、 三级状态的质子-K火箭(UR500K;美国国防部:SL-13，谢尔顿命名法:D-1)。带有第三级的质子号在1967年3月10日首次发射(当时使用了D组级上面级，实际构成了四级火箭:质子-K/D组级)，将宇宙-146(一颗月球探测器)送入太空。1968年，不带上面级的质子-K首次发射。在1970年代初至1980年代末，苏联曾利用不带上面级的质子-K将8个空间站送入轨道。国际空间站的两个主要组件曙光号功能货舱和星辰号服务舱也是用质子-K发射的。

质子K/D (UR-500K-L1)

在质子-K上再加入一个上面级，就形成了UR500K-L1运载火箭， 即四级状态的质子号火箭(美国国防部:SL-12，谢尔顿命名法:D-1-e)。苏联时代的质子号所使用的上面级主要有两种:D组级或DM组级(D组级的发展型号，1974年开始使用)，所构成的火箭分别称为质子-K/D组级和质子-K/DM组级。这两种火箭是苏联发射大型地球静止卫星和深空探测器的主力。从1967年开始，四级型质子号向月球、金星和火星发射了多个探测器，并且在流产的苏联登月计画中被选为发射载人环月飞船的运载工具。

质子-M(包括质子-KM)

运载能力冷战结束后，俄罗斯新研製了一种四级型质子号火箭， 即质子-M(有时使用未改进的质子-K箭体搭配和风-M的四级火箭质子-KM也被归入其中)。它与质子-K/DM组级的主要区别是使用了更为先进的和风-M上面级，因此火箭也被叫做质子-M/和风-M。和风-M上面级具有两次点火的能力，它可以将重型卫星直接送入地球同步轨道(以前的质子号通常是将卫星发射到地球同步转移轨道)。质子-M在2001年首次发射，将一颗银幕-M通信卫星送入轨道。

发射任务

前期发射

21世纪发射汇总

失败任务

质子-M发射失败后爆炸

台北时间2013年7月2日上午，载有3颗格洛纳斯-M导航卫星的一枚俄罗斯质子-M火箭，在哈萨克境内的拜科努尔发射场升空后，随即倾斜下坠、触地爆炸。

俄航天署发布的讯息说，该机构已成立由副署长洛帕金领导的调查委员会，分析发射失败的原因。据发射现场人士介绍，这枚质子-M火箭在点火后刚刚离开发射台时便严重倾斜，随即箭体倒下，触地爆炸，其碎片散落在发射台附近。

另据俄航天署人士透露，此次发射的3颗格洛纳斯卫星都是最新的一代，其在轨有效工作时间可长达7年。

据新华社莫斯科7月2日电，俄罗斯联邦航天署2日在官方网站上发布声明说，当天早晨发生的质子-M火箭坠落爆炸事故是发动机故障所导致。

俄航天署在声明中说:在火箭升空17秒后，其发动机意外关闭，导致火箭坠落在距发射台约2.5公裏的发射场境内。

俄航天署还说，火箭发射台没有遭到破坏，发射场工作人员没有受伤。据初步估计，火箭坠落地点也没有人员伤亡和设施损坏。

2013年7月5日据俄新网报道，俄罗斯航天署署长弗拉基米尔·波波夫金5日表示，在拜科努尔航天发射场坠毁的质子-M运载火箭的发射略早于计画时间，不过这不是事故原因。

他说:周二坠毁的'质子-M'运载火箭发射比计画时间提前4秒锺，这可以肯定，不过这不是事故原因，目前委员会还没有确定準确原因。他说，可以肯定的说，火箭提前4秒锺离开发射台，当时(火箭)发动机还没有进入状态，火箭燃烧室的压力当时是90个大气压，而不是150个大气压。

事故发生后，俄罗斯联邦航天署表示，该机构已经成立以航天署副署长亚历山大·洛帕金为首的调查委员会，着手调查发射失败原因。

俄罗斯一质子-M号运载火箭在大气层中爆炸

据俄罗斯《报纸报》援引俄通社-塔斯社2014年5月16日讯息，俄罗斯一携带快车-AM4R卫星的质子-M号运载火箭在大气层中爆炸。

据俄联邦航天局发言人称，该质子-M号运载火箭携带快车- AM4R卫星从拜科努尔航天发射场发射。火箭在升至距地面161米处时偏离轨道，其第三级发动机出现故障，最终导致质子-M号运载火箭在大气层中爆炸。

该发言人称:火箭的一些小碎片可能会坠落到地球上，具体坠落区域还未能确定。

也有讯息称，质子-M运载火箭与快车-AM4R碎片卫星可能落在俄阿尔泰地区或太平洋水域。