Рожденная в гонке
В начале 1960-х годов в разгар холодной войны конструкторы СССР и США активно работали над созданием новых универсальных ракет, которые могли бы вывести на орбиту максимальную полезную нагрузку, а в случае ядерной войны ударить по врагу сверхмощным ядерным зарядом.
Своя космическая гонка шла и внутри Советского Союза. За право создать первую тяжелую ракету боролись ведущие конструторские бюро, включая ОКБ-1 Сергея Королева, ОКБ Михаила Янгеля и ОКБ-56 под руководством Владимира Челомея, идеи которого впоследствии и легли в основу создания "Протона".
Для решения поставленной советским правительством задачи Челомей предложил проект под названием УР — "Универсальная ракета". Идея заключалась в том, чтобы создать семейство из четырех носителей, которые сразу закрыли бы все потребности страны и в обороне, и в освоении космоса. Так, УР-100 и УР-200 могли использоваться как межконтинентальные баллистические ракеты, УР-500 для вывода на орбиту тяжелых космических аппаратов, УР-700 для полетов в рамках советской лунной программы.
Одновременно с "лунным" разрабатывался и "марсианский" вариант УР-700, получивший название "Аэлита". При этом стартовая масса ракеты должна была составить около 16 тыс. т. Максимальная масса полезного груза, выводимого на орбиту одной РН, должна была достигать 750 т
Команда Сергея Королева, в свою очередь, настаивала на необходимости использовать свою "девятку" (Р-9) в качестве баллистической ракеты и Н-1 как перспективный лунный носитель. В итоге Н-1 во многом благодаря непререкаемому авторитету Королева была признана наиболее удачным вариантом тяжелой ракеты. Для нее начали строиться сборочные цеха и стартовая площадка на космодроме Байконур. Но осуществить замыслы Королеву так и не удалось. В 1966 году знаменитый конструктор скоропостижно скончался, а все четыре пуска Н-1 закончились неудачами, что вскоре привело к закрытию проекта.
Универсальная пятисотка
Одно из главных преимуществ проекта Владимира Челомея заключалось в том, что ракеты семейства УР были во многом унифицированы между собой. На начальном этапе разработки пятисотки, так УР-500 называли соратники Челомея, предполагалось создать связку из четырех ракет УР-200, что должно было облегчить производство и ускорить технологический процесс. Однако анализ и эксперименты на макете, выявили несовершенство такой схемы. В итоге командой Челомея было принято решение использовать двухступенчатый вариант с тандемным расположением ступеней.
Первую ступень УР-500 пришлось разрабатывать с нуля. Вторая являлась модифицированным вариантом первой ступени ракеты УР-200. В подмосковных Химках для первой версии космического тяжеловоза инженеры КБ академика Валентина Глушко (ныне АО "НПО Энергомаш") создали самый мощный в то время двигатель с тягой — 150 т.
В качестве топлива для УР-500 использовалась комбинация несимметричного диметилгидразина и азотного тетроксида. "Оба элемента были чрезвычайно токсичными, но обладали нужными характеристиками и высокой по тем временам энергетической эффективностью. Об экологии в тот момент не думали, гораздо важнее было как можно быстрее создать ракету. Проектирование и создание УР-500 велось в практически недостижимые по сегодняшним меркам сроки. Ракета была полностью разработана менее чем за три года силами сразу нескольких НИИ", — отмечает научный журналист Михаил Котов.
По задумке Челомея, в будущем УР-500 должна была полностью оправдать свое название и выводить на орбиту широчайший спектр космических аппаратов для решения оборонных, научно-исследовательских и народно-хозяйственных задач. На УР-500 конструктор планировал вывести на орбиту и свой первый пилотируемый ракетоплан — вариант космического "челнока", работа над которым продолжалась до 1980-х и была остановлена в связи появлением похожего, но более масштабного проекта "Энергия — Буран".
Первый пуск
По словам историков отечественной космонавтики, проект УР-500 состоялся во многом благодаря поддержке Никиты Хрущева. Генсеку, при котором начал создаваться ядерный щит нашей страны, нравилась большая ракета, которая могла одновременно летать в космос и, если что, быстро добраться с ядерным зарядом на борту до территории потенциального противника. Единственное замечание Хрущев высказал в начале 1960-х, когда ему показали огромный макет пусковой шахты. Он обратился к Челомею с вопросом: "Так что мы будем строить — коммунизм или шахты для УР-500?" Позднее в своих мемуарах Хрущев с восхищением рассказывал о военных и космических детищах Челомея.
Челомей буквально засыпал нас новыми предложениями: глобальные ракеты, межконтинентальные ракеты, ракеты классов "корабль — земля" и "земля — корабль". Он сумел сделать мобильную межконтинентальную ракету. Ее мы приняли на вооружение взамен некоторых янгельских… Его предложения действительно оказались универсальными и к тому же наиболее выгодными и экономически, и в смысле мобилизационной боеготовности. Потом он же предложил тяжелую ракету, которая поднимала в космос груза больше, чем ракета Королева…
Не менее грандиозно выглядела и наземная инфраструктура для новой тяжелой ракеты на Байконуре, где 16 июля 1965 года состоялся ее первый запуск со спутником "Протон-1". В то время у УР-500 еще не было имени, но советские теле- и радиодикторы называли так же, как спутник. Так за УР-500 и закрепилось название "Протон".
Позднее, в 1970-х, для "Протона" был создан уникальный стартовый стол. Советские инженеры изобрели конструкцию, которая позволяла закреплять хвостовую часть ракеты на опорах стола, что обеспечивало максимальную стабилизацию при подготовке и проведении пуска.
"Протон-К"
Вскоре после пуска первой версии "Протона" началась разработка новой модификации ракеты "Протон-К". По данным Роскосмоса, ракета была разработана на базе УР-500 с некоторыми изменениями на второй ступени и с добавлением третьей и четвертой ступеней. Это позволило увеличить массу полезной нагрузки на низкой околоземной орбите, а также выводить космические аппараты на более высокие орбиты.
Стартовый вес ракеты составлял 695 т, масса полезной нагрузки, выводимая на орбиту 200 км, — 21,5 т, длина ракеты без головной части — 42,34 м.
Также "Протон-К" получила автономную инерциальную систему управления, что обеспечивало высокую точность выведения полезной нагрузки на различные орбиты. Система управления была спроектирована конструктором Николаем Пилюгиным и использовала гироскопы, разработка которых началась ранее на ракетах Сергея Королева Р-5 и Р-7.
Первая "Протон-К" c разгонным блоком Д и макетом космического аппарата "Космос-146" стартовала 10 марта 1967 года. Программа летных испытаний ракеты-носителя была завершена 29 сентября 1977-го запуском орбитальной станции "Салют-6", которая пробыла на орбите 1 764 дня, совершила 27 785 витков вокруг Земли, приняла пять основных экспедиций и десять экспедиций посещения (более 35 космонавтов из десяти стран мира). 27 июня 1978 года ракетно-космический комплекс с ракетой-носителем УР-500К был принят его заказчиком — Министерством обороны.
С помощью "Протона", ставшего впоследствии самым массовым тяжелым носителем в СССР, в космос были выведены автоматические лунные станции "Луна-15", "Луна-16" и "Луна-24", межпланетные станции "Марс-4" и "Марс-7", "Венера-9" и "Венера-10", долговременные орбитальные станции "Салют", пилотируемые станции "Алмаз", базовые модули "Мира" и МКС, геостационарные космические аппараты "Радуга" и "Экран", а также корабли снабжения наших космонавтов на орбите.
С 2001 года в Государственном космическом научно-производственном центре имени Михаила Хруничева (входит в госкорпорацию "Роскосмос") выпускается более современная модификация ракеты — "Протон-М". Новый вариант отличается повышенной экологичностью, цифровой системой управления и новым разгонным блоком "Бриз-М", что позволило заметно увеличить полезную нагрузку при выведении на геопереходную и геостационарную орбиты.
Одним из самых значимых для мировой космонавтики событием последнего времени, состоявшемся благодаря российской тяжелой ракете, стал запуск многоцелевого лабораторного модуля "Наука". Он позволит существенно расширить программу научных экспериментов российского сегмента МКС.
По словам генерального директора Государственного космического научно-производственного центра имени М.В. Хруничева Алексея Варочко, к 2023 году в московских цехах предприятия должно завершиться изготовление последних четырех ракет-носителей "Протон-М". "Участвующий в этом персонал уже плавно переориентируется на производство третьей ступени ракеты "Ангара-А5", — добавил он. Ожидается, что новая тяжелая ракета-носитель сможет выводить в космос до 37,5 т полезного груза.
Василий Кучушев
В статье использованы материалы из книги Николая Бодрихина "Челомей"