Protón-K

Modelo de cohete portador ruso utilizado entre 1967 y 2012
Lanzamiento del Protón-K que transporta el módulo Zvezda a la Estación Espacial Internacional
FunciónVehículo de lanzamiento de carga pesada
FabricanteJrunichev
País natalURSS
Rusia
Tamaño
Altura50 metros (160 pies)
Diámetro7,4 metros (24 pies)
Etapas3 o 4
Capacidad
Carga útil a LEO
Masa19.760 kg (43.560 lb)
Récord: 22.776 kg (50.212 lb) con Zvezda [1]
Cohetes asociados
FamiliaCohete universal
Trabajo derivadoProtón-M
Historial de lanzamiento
EstadoJubilado
Sitios de lanzamientoSitios 81 y 200 de Baikonur
Lanzamientos totales310
Éxito(s)275 ( 89%)
Falla(s)24
Fallo(s) parcial(es)11
Primer vuelo10 de marzo de 1967 [2]
Último vuelo30 de marzo de 2012
Primera etapa
Altura21,2 metros (70 pies)
Diámetro7,4 metros (24 pies)
Masa vacía31.100 kilogramos (68.600 libras)
Masa bruta450.510 kilogramos (993.200 libras)
Desarrollado por6RD -253-14D48
Empuje máximo10.470 kilonewtons (2.350.000 lbf )
Impulso específico316 segundos
Tiempo de combustión124 segundos
PropulsorN2O4 / UDMH
Segunda etapa – 8S811K
Altura14 metros (46 pies)
Diámetro4,15 metros (13,6 pies)
Masa vacía11.715 kilogramos (25.827 libras)
Masa bruta167.828 kilogramos (369.997 libras)
Desarrollado por4RD -0210
Empuje máximo2,399 kilonewtons (539.000 lbf )
Impulso específico327 segundos
Tiempo de combustión206 segundos
PropulsorN2O4 / UdMH
Tercera etapa
Altura6,5 metros (21 pies)
Diámetro4,15 metros (13,6 pies)
Masa vacía4.185 kilogramos (9.226 libras)
Masa bruta50.747 kilogramos (111.878 libras)
Desarrollado por1 RD-0212
Empuje máximo613,8 kilonewtons (138.000 lbf )
Impulso específico325 segundos
Tiempo de combustión238 segundos
PropulsorN2O4 / UdMH

El Proton-K , también designado Proton 8K82K por su índice GRAU o SL-12 por su número de modelo, fue un cohete portador ruso, anteriormente soviético , derivado del anterior Proton . Fue construido por Khrunichev y lanzado desde los sitios 81 y 200 en el cosmódromo de Baikonur en Kazajstán .

El vuelo inaugural, que tuvo lugar el 10 de marzo de 1967, se realizó con una Soyuz 7K-L1, como parte del programa Zond . Durante la llamada carrera lunar, estos vuelos Proton/Soyuz/Zond consistieron en varios vuelos de prueba sin tripulación de la nave espacial Soyuz a órbitas altamente elípticas o circunlunares con el objetivo no realizado de aterrizar cosmonautas soviéticos en la Luna .

Fue retirado del servicio en favor del modernizado Proton-M , realizando su 310º y último lanzamiento el 30 de marzo de 2012.

Descripción del vehículo

El Protón-K de referencia era un cohete de tres etapas. Se lanzaron treinta en esta configuración, con cargas útiles que incluían todas las estaciones espaciales Salyut de la Unión Soviética , todos los módulos Mir con la excepción del módulo de acoplamiento , que se lanzó en el transbordador espacial estadounidense , y los módulos Zarya y Zvezda de la Estación Espacial Internacional . Estaba destinado a lanzar la nave espacial tripulada TKS de Chelomey, y logró lanzar cuatro vuelos de prueba sin tripulación antes de la cancelación del programa. También estaba destinado a transportar el avión espacial LKS de 20 toneladas de Chelomey, que nunca se realizó.

Las primeras configuraciones de lanzamiento del Proton-K de 1965 a 1971

Al igual que otros miembros de la familia Universal Rocket , el Proton-K se alimentaba con dimetilhidrazina asimétrica y tetróxido de nitrógeno . Estos propulsores hipergólicos se encienden al contacto, lo que evita la necesidad de un sistema de ignición, y pueden almacenarse a temperatura ambiente. Esto evita la necesidad de componentes tolerantes a bajas temperaturas y permite que el cohete permanezca en la plataforma completamente cargado de combustible durante largos períodos de tiempo. Por el contrario, los combustibles criogénicos habrían requerido un reabastecimiento periódico de propulsores a medida que se evaporan. Sin embargo, los propulsores utilizados en el Proton eran corrosivos y tóxicos y requerían un manejo especial. El gobierno ruso pagó por la limpieza del propulsor residual en las etapas gastadas que impactan en el alcance.

Los componentes del Proton se construyeron en fábricas cercanas a Moscú y luego se transportaron por ferrocarril hasta el punto de ensamblaje final cerca de la plataforma. La primera etapa del Proton-K constaba de un tanque oxidante central y seis tanques de combustible en los estabilizadores. Estos se separaban como una sola pieza de la segunda etapa, que estaba unida mediante una estructura de celosía entre etapas. La segunda etapa se encendió antes de la separación de la primera etapa y la parte superior de la primera etapa se aisló para garantizar que mantuviera su integridad estructural hasta la separación.

La primera etapa utilizaba seis motores RD-253, diseñados por Valentin Glushko . El RD-253 es un motor de una sola cámara y utiliza un ciclo de combustión por etapas . El sistema de guía de la primera etapa era de circuito abierto, lo que requería mantener cantidades significativas de combustible en reserva.

La tercera etapa estaba propulsada por un motor RD-0210 y cuatro toberas vernier , con sistemas comunes. Las toberas vernier proporcionaban dirección, eliminando la necesidad de cardanes en el motor principal. También ayudaban a la separación de las etapas y actuaban como motores de vacío . Los conductos integrados en la estructura canalizaban los gases de escape vernier antes de la separación de las etapas. El sistema de guía de la tercera etapa también se utilizó para controlar la primera y la segunda etapa en las primeras fases del vuelo.

Muchos lanzamientos utilizaron una etapa superior para impulsar la carga útil a una órbita más alta. Las etapas superiores del bloque D se utilizaron en cuarenta vuelos, la mayoría de los cuales fueron para los programas Luna y Zond . Diez vuelos utilizaron el bloque D-1 , principalmente para lanzar naves espaciales hacia Venus . Las etapas superiores del bloque D-2 se utilizaron tres veces, con las naves espaciales Fobos 1 , Fobos 2 y Mars 96. La etapa superior del bloque DM se utilizó en 66 lanzamientos. La etapa superior más utilizada fue el bloque DM-2 , que se utilizó en 109 vuelos, principalmente con satélites GLONASS y Raduga. Quince lanzamientos utilizaron la etapa modernizada del bloque DM-2M, que transportaba principalmente satélites Ekspress , sin embargo otros satélites, incluido el SESAT 1 de Eutelsat , también utilizaron esta configuración. Dos satélites Araks se lanzaron utilizando etapas superiores del bloque DM-5. El bloque DM1, una versión comercial del DM-2, se utilizó para lanzar Inmarsat-3 F2. La etapa superior del bloque DM2 se utilizó para lanzar tres grupos de siete satélites Iridium , incluido el Iridium 33. Esta configuración también se utilizó para lanzar INTEGRAL para la Agencia Espacial Europea . Las etapas del bloque DM3 se utilizaron en veinticinco lanzamientos, que transportaron casi exclusivamente satélites comerciales. Telstar 5 se lanzó con un bloque DM4. La etapa superior Briz-M se utilizó para cuatro lanzamientos; tres de ellos con cargas útiles para el gobierno ruso y un lanzamiento comercial con GE-9 para GE Americom . [3] Se informó que un lanzamiento utilizó una etapa superior del bloque DM-3, sin embargo, esto puede haber sido un error de informe y no está claro si este lanzamiento realmente utilizó un DM-3, DM3 o DM-2.

Lista de lanzamientos

Debido a su desarrollo apresurado, el vehículo de lanzamiento Proton K tuvo una tasa de éxito baja al principio. Sin embargo, los problemas se solucionaron y se convirtió en uno de los vehículos de lanzamiento pesados ​​más utilizados.

Fallos de lanzamiento

Fuente [4]
Número de vueloFecha (UMC)Modelo de vehículoCarga útilMasa de carga útil, kgÓrbita (prevista)Órbita (real)Notas
727 de septiembre de 1967Protón K/DZona5375Luna?Un motor de la primera etapa no arrancó durante el despegue debido a que accidentalmente se dejó un tapón de goma en el interior durante el ensamblaje, lo que provocó que el control fallara gradualmente durante el ascenso. La orden de corte se emitió a los T+97 segundos y el propulsor se estrelló en el suelo, pero el sistema de escape de lanzamiento (LES) logró poner a salvo el módulo de descenso Zond.
822 de noviembre de 1967Protón K/DZona5375LunaNoUn motor de la segunda etapa no se encendió durante la puesta en marcha. Los tres motores restantes se apagaron automáticamente y el propulsor se estrelló en el suelo. Una vez más, el LES sacó la cápsula para ponerla a salvo. Se determinó que la causa fue una liberación prematura de combustible en la segunda etapa, lo que provocó un sobrecalentamiento y una falla del motor.
1022 de abril de 1968Protón K/DZona5375Luna?Un mal funcionamiento del LES apagó accidentalmente la segunda etapa en T+260 segundos y provocó un aborto. La cápsula se recuperó con éxito.
1420 de enero de 1969Protón K/DZona5375LunaNoFallo de la turbobomba de la segunda etapa a los 313 segundos. El LES volvió a poner a salvo la cápsula Zond.
1519 de febrero de 1969Protón K/DSonda Luna2718LunaNoEl carenado de la carga útil colapsó a los 51 segundos. Los escombros que salieron volando rompieron la primera etapa y provocaron que el combustible derramado se encendiera al entrar en contacto con el escape del motor, lo que provocó la explosión del vehículo de lanzamiento.
1627 de marzo de 1969Protón K/DSonda a Marte4650Heliocéntrico?Fallo de la turbobomba de la tercera etapa a T+438 segundos. Las etapas superiores y la carga útil se estrellaron en las montañas de Altai.
172 de abril de 1969Protón K/DSonda a Marte4650Heliocéntrico?Un incendio en uno de los motores de la primera etapa provocó una pérdida de control casi inmediata en el despegue. El cohete alcanzó una altitud de 300 m y comenzó a volar horizontalmente antes de que se diera la orden de corte, lo que provocó que se estrellara de morro contra el suelo. El personal del complejo de lanzamiento no pudo abandonar el cosmódromo de Baikonur debido a que una salida estaba bloqueada por la segunda etapa, todavía intacta, y la otra por un gran charco de tetróxido de nitrógeno. No tuvieron más remedio que permanecer allí hasta que llegó la lluvia y se llevó el combustible derramado.
1814 de junio de 1969Protón K/DSonda Luna2718Luna?La etapa del bloque D no se encendió y la sonda volvió a entrar en la atmósfera.
1823 de septiembre de 1969Protón K/DSonda Luna?Luna?Fallo de la válvula LOX del bloque D. La sonda permaneció en órbita baja hasta su reingreso.
1822 de octubre de 1969Protón K/DSonda Luna?Luna?Fallo en el control del bloque D. La sonda no pudo salir de la órbita terrestre baja.
2328 de noviembre de 1969Protón K/DSoyuz???Un mal funcionamiento del sensor de presión provocó el corte de la primera etapa en T+128 segundos
246 de febrero de 1970Protón K/DLuna5600LunaNoEn T+128,3 s, el sistema de seguridad de vuelo apagó automáticamente el motor de la primera etapa debido a una falsa alarma del manómetro.
3010 de mayo de 1971Protón K/DCosmos 4194650HeliocéntricoLEÓNEl secuenciador de vuelo del bloque D se programó incorrectamente, lo que provocó que no se pudiera realizar el segundo encendido o la separación de la carga útil. Según se informa, el tiempo de inercia entre encendidos se estableció en 1,5 años en lugar de 1,5 horas.
3629 de julio de 1972Protón KDos-218000LEÓNNoEn T+181,9 d el sistema de estabilización de segunda etapa falló debido a un cortocircuito en los canales de cabeceo y guiñada del sistema de estabilización automatizado.
5316 de octubre de 1975Protón K/DLuna?LunaLEÓNFalla de la bomba de refuerzo del oxidante de cuarta etapa.
624 de agosto de 1977Protón KAlmacén?LEÓNNoEn T+41,1 s, falló una unidad de dirección del motor de la primera etapa, lo que provocó la pérdida de estabilidad y la terminación automática del empuje en T+53,7 s.
6627 de mayo de 1978Protón K/DMPantalla1970GEONoPérdida de estabilidad del vehículo en T+87 s por un error en la unidad de dirección del motor de la primera etapa N° 2. Fallo atribuido a una fuga de combustible en el compartimiento del motor de la segunda etapa, que provocó un sobrecalentamiento de los cables de control.
6817 de agosto de 1978Protón K/DMPantalla1970GEONoLa pérdida de estabilidad en T+259,1 s provocó la interrupción del vuelo. La fuga de gas caliente del motor de la segunda etapa debido a un sello defectuoso en el manómetro provocó una falla en la unidad eléctrica de estabilización automática.
7117 de octubre de 1978Protón K/DMPantalla1970GEONoEn T+235,62 s, el motor de segunda etapa se apagó con la consiguiente pérdida de estabilidad causada por la ignición de una pieza de la turbina en el tracto de gas de la turbobomba seguido de la destrucción de la entrada de gas y la expulsión de aire caliente a la segunda sección trasera.
7219 de diciembre de 1978Protón K/DMGorizonte 11970GEOGEO , inclinación 11.0El bloque DM estaba desalineado para la quema de inyección GEO, lo que resultó en una órbita no circular con una inclinación de 11 grados.
9522 de julio de 1982Protón K/DMPantalla1970GEONoEl motor nº 5 de la primera etapa sufrió una avería en el actuador hidráulico del cardán debido a una excitación dinámica a los 45 segundos T. Se ordenó la parada automática del vuelo. Esta sería la última avería de la primera etapa de un Proton hasta 2013.
10024 de diciembre de 1982Protón K/DMRaduga1965GEONoFallo de segunda etapa T+230 segundos debido a vibración de alta frecuencia.
14429 de noviembre de 1986Protón KRaduga1965NoFalla de control de segunda etapa debido a que un relé eléctrico se separó por vibración
14530 de enero de 1987Protón K/DM-2Cosmos-18171965LEO incorrectoLa cuarta etapa no pudo iniciarse debido a una falla en un componente del sistema de control.
14824 de abril de 1987Protón K/DM-2Cosmos 1838-1840 ( Glonass )3x1260MEO-MEOLEÓNLa cuarta etapa se apagó antes de tiempo y no pudo reiniciarse. Se produjo una falla en el sistema de control debido a un defecto de fabricación en el instrumento.
15818 de enero de 1988Protón K/DM-2Gorizonte2500GEONoFalla del motor de tercera etapa causada por la destrucción de la línea de combustible que conduce al mezclador.
15917 de febrero de 1988Protón K/DM-2Cosmos 1917-1919 ( Glonass )3x1260MEO , inclinación 64,8NoFalla del motor de cuarta etapa debido a altas temperaturas en la cámara de combustión causadas por partículas extrañas del tanque de propulsor.
1879 de agosto de 1990Protón K/DM-2Pantalla M?GEONoApagado del motor en la segunda etapa debido a la interrupción del suministro de oxidante debido a que la línea de combustible se obstruyó con un trapo de limpieza.
21227 de mayo de 1993Protón K/DM-2Gorizonte2500GEONoLos motores de segunda y tercera etapa sufrieron múltiples quemaduras en las cámaras de combustión debido a la contaminación del propulsor.
23719 de febrero de 1996Protón K/DM-2Raduga 331965GTONoFalló la etapa del bloque DM-2 en el encendido para la segunda combustión. Las causas sospechadas fueron una falla en la unión de un tubo, que podría causar una fuga de propulsor, o una posible contaminación del sistema de arranque hipergólico.
24316 de noviembre de 1996Protón K/D-2Marzo 966825HeliocéntricoLEO demasiado bajoEl motor de la cuarta etapa del bloque D-2 no se volvió a encender para impulsar la nave espacial a la órbita de transferencia deseada; la combustión por inyección no impulsó a la nave espacial fuera de la órbita terrestre. La nave espacial y la etapa superior volvieron a entrar después de unas horas. No se pudo determinar la causa raíz debido a la falta de cobertura de telemetría, pero se sospecha que la causa fue una falla de la nave espacial Mars 96, que estaba controlando la etapa del bloque D, o una mala integración entre la nave espacial y la etapa.
25224 de diciembre de 1997Protón K/DM3PAS-223410GTOGTO inclinadoEl bloque DM se apagó antes de tiempo debido a un sello de turbobomba mal revestido, lo que dejó a la nave espacial en una órbita de transferencia geoestacionaria de alta inclinación. El cliente declaró que la nave espacial era pérdida total y cobró el pago del seguro. Sin embargo, Hughes rescató la nave espacial utilizando propulsores espaciales para elevar el apogeo de la órbita y realizar dos sobrevuelos lunares, lo que redujo la inclinación y elevó el perigeo. Luego se redujo el apogeo para lograr una órbita geoestacionaria inclinada 8 grados. La nave espacial está disponible para uso limitado.
2655 de julio de 1999Protón K/Briz-MRaduga 1-51965GTONoVuelo inaugural de la etapa superior del Briz-M . Los contaminantes de un defecto de soldadura en la turbobomba provocaron el incendio del motor nº 3 de la segunda etapa, destruyendo la sección trasera de la etapa.
26827 de octubre de 1999Protón K/DM-2Expreso 1A2600GEONoLa contaminación por partículas provocó que el conducto de escape de la turbina del motor nº 1 de la segunda etapa se incendiara en T+223 s, lo que provocó el apagado rápido de la etapa. Esta avería y la anterior, ocurrida en julio, se atribuyeron a una mala mano de obra en la planta de motores de Voronezh. Ambos motores formaban parte del mismo lote construido en 1993, durante un período en el que la producción disminuyó significativamente.
29526 de noviembre de 2002Protón K/DM3Astra 1K2250GTONoUna válvula defectuosa provocó que se acumulara combustible en exceso en el motor principal del bloque DM durante la fase de inercia en órbita de estacionamiento después del primer encendido. El motor quedó destruido.

Véase también

Referencias

  1. ^ "Módulo de servicio Zvezda". Khrunichev . Consultado el 11 de junio de 2017 .
  2. ^ McDowell, Jonathan. "Protón". Base de datos de lanzamientos orbitales y suborbitales . Página espacial de Jonathan. Archivado desde el original el 5 de septiembre de 2004. Consultado el 5 de marzo de 2009 .
  3. ^ Krebs, Gunter. "Protón". Página del espacio de Gunter.
  4. ^ Guía de referencia internacional sobre sistemas de lanzamiento espacial, cuarta edición, págs. 308-314, ISBN 1-56347-591-X 
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