프로톤-M

Proton-M
On the launch pad.jpg
바이코누르 우주기지 발사대에 있는 프로톤-M 로켓
기능.중형 발사체
제조원흐루니체프
원산지러시아
출시당 비용6,500만달러[1]
크기
높이58.2 m (191 피트)
직경7.4 m (24 피트)
덩어리705,000 kg (1,554,000파운드)[2]
스테이지3 또는 4
용량
LEO로의[a] 페이로드
덩어리23,000 kg (51,000파운드)[3]
GTO로의 페이로드(1800 m/s)
덩어리6,920 kg (15,260파운드)[3]
GTO로의 페이로드 (1500 m/s)
덩어리6,300 kg (13,900파운드)[4]
GSO로의 페이로드
덩어리3,250 kg (7,170파운드)[3]
관련 로켓
가족유니버설 로켓
동등한
기동 이력
상황활동적인
사이트 시작
기동 총수112
성공101
장애9
부분 장애2
첫 비행2001년 4월[5] 7일
마지막 비행2021년 12월 13일
사람 또는 화물 수송GLONASS, ExoMars, Nauka(ISS 모듈)
1단계 – 8S810K
높이21.18m(69.5피트)[6]
직경7.4 m (24 피트)
빈 질량30,600 kg (67,500파운드)
추진제 질량428,300 kg (944,200파운드)
전원 공급자6 RD-275M
최대 추력10,532 kN (2,368,000파운드f)
특정 임펄스285초
굽는 시간108초
추진제없음24 / UDMH
2단계 – 8S811K
높이17.05 m (55.9 피트)[6]
직경4.1 m(13 피트)
빈 질량11,000 kg (24,000파운드)
추진제 질량157,300 kg (346,800파운드)
전원 공급자3 RD-0210 1 RD-0211
최대 추력2,399 kN (539,000파운드f)
특정 임펄스327초
굽는 시간206초
추진제없음24 / UDMH
3단계 – 8S812
높이4.11m(13.5피트)[7]
직경4.1 m(13 피트)
빈 질량3,500 kg (7,700파운드)
추진제 질량46,562 kg (102,652파운드)
전원 공급자RD-0212 x 1
최대 추력613.8kN(138,000파운드f)
특정 임펄스325초
굽는 시간238초
추진제없음24 / UDMH
4단계(옵션)– Briz-M
높이2.61m(8피트 7인치)
직경4.0 m(13.1 피트)
빈 질량2,190 kg (5,220파운드)
추진제 질량19,800 kg (43,700파운드)
전원 공급자S5.98M x 1
최대 추력19.62 kN (4,410파운드f)[8]
특정 임펄스326초
굽는 시간3000초
추진제없음24 / UDMH
4단계(옵션)– Blok DM-2
전원 공급자1 RD-58M
최대 추력85kN(19,000파운드f)
특정 임펄스352초
추진제RP-1 / LOX
4단계 (옵션)– Blok DM-03
전원 공급자RD-58M/RD-58MF×1
추진제RP-1 / LOX
[Wikidata에서 편집]

프로톤-M(Proton-M, (Proton-M) GRAU 지수 8K82M 또는 8K82KM)은 소련이 개발한 프로톤에서 파생된 소모성 러시아 중형 리프트 발사체이다.그것은 흐루니체프에 의해 만들어졌으며 카자흐스탄의 바이코누르 우주 기지에 있는 81번지와 200번지에서 발사되었다.상용 출시는 International Launch Services(ILS)에 의해 마케팅되며 일반적으로 사이트 200/39를 사용합니다.프로톤-M의 첫 발사는 2001년 [9]4월 7일에 이루어졌다.

프로톤은 2021년 12월 13일 가장 최근의 임무를 수행하며 두 개의 Ekspress 통신 위성을 정지궤도에 쏘아 올렸다.2020년 8월 현재, 다수의 로스코스모스와 다른 러시아 정부 임무가 프로톤 발사 목록에 남아 있다.

차량 설명

PROTO-M 롤아웃

프로톤-M 로켓은 모두 액체 로켓 엔진으로 구동되는 3단계로 구성되는데, 산화제는 사산화수소수소, 연료는 비대칭 디메틸히드라진을 혼합한 초고압 추진제 조합이다.

첫 번째 단계는 다른 두 단계와 동일한 직경의 중앙 원통형 산화제 탱크로 구성되며, 원주에 6개의 연료 탱크가 각각 엔진을 운반합니다.이 단계의 엔진은 중립 위치에서 최대 7.0°까지 접선 방향으로 회전할 수 있어 완전한 스러스트 벡터 제어를 제공합니다.이 설계의 근거는 로지스틱스입니다.산화제 탱크의 직경과 다음 두 단계는 바이코누르로 철도를 통해 전달될 수 있는 최대값입니다.그러나 바이코누르 내에서는 충분한 여유 공간이 있기 때문에 완전히 조립된 스택을 다시 철도로 운반합니다.

두 번째 단계는 기존의 원통형 설계를 사용합니다.RD-0210 엔진 3개와 RD-0211 엔진 1개로 구동됩니다.RD-0211은 추진제 탱크를 가압하는 데 사용되는 열교환기가 장착된 RD-0210의 버전이다.두 번째 단계는 폐쇄된 단계 간 대신 그물을 통해 첫 번째 단계에 연결되며, 두 번째 단계는 분리되기 몇 초 전에 발화를 시작하기 때문에 배기가스가 빠져나갈 수 있습니다."핫 스테이징"으로 알려진 이 기능은 2단계에 Ulage 스러스터를 설치할 필요가 없습니다.스러스트 벡터 제어는 엔진 짐볼링을 통해 제공됩니다.

세 번째 단계 역시 전통적인 원통형 설계입니다.여기에는 처음 두 단계를 제어하는 항전 시스템이 포함되어 있습니다.RD-0210의 고정(김볼 없음) 버전인 RD-0213 하나와 스러스트 벡터 제어에 사용되는 4노즐 버니어 엔진인 RD-0214 하나를 사용합니다.RD-0214의 노즐은 최대 45.0°까지 회전할 수 있습니다.RD-0213의 노즐 주위(일부 분리)에 배치되어 있습니다.

프로톤-M은 구조 질량을 줄이고 추력을 증가시키며 더 많은 추진제를 사용하기 위해 하위 단계를 수정한 것이 특징이다.1단계에서는 폐루프 유도 시스템을 사용하여 추진제를 보다 완전하게 소비할 수 있습니다.이것은 이전의 변형체들에 비해 로켓의 성능을 약간 증가시키고, 로켓이 하강 범위에 충돌할 때 단계에 남아 있는 독성 화학물질의 양을 감소시킨다.그것은 지구 저궤도에 최대 21,000킬로그램(46,000파운드)을 올릴 수 있다.상단에서는 3000kg의 페이로드를 정지궤도(GEO)에 배치하거나 5500kg의 페이로드를 정지전송궤도(GTO)에 배치할 수 있다.해외 부품 공급업체에 대한 의존도를 낮추기 위한 노력도 이루어졌다.

상부 스테이지

대부분의 프로톤-M 발사는 우주선을 더 높은 궤도로 이동시키기 위해 Briz-M 상단 스테이지를 사용했다.또한 Blok-DM 상위 스테이지에서도 발사가 이루어졌습니다.GLONASS 우주선을 탑재한 Blok DM-02 상위 스테이지에서는 6회의 발사가 이루어졌고, GLONASS에서는 Blok DM-03을 [10]2회 더 사용했습니다.DM-03은 총 5회의 발사에 사용됩니다.또한 GLONASS 발사는 Ekspress 위성 2회 발사와 함께 계획되어 있습니다.2013년 현재, 상위 스테이지가 없는 프로톤-M의 발사는 없었다.하지만 2021년 7월 함께 발사된 국제우주정거장의 나우카(ISS 모듈)와 유럽로봇암(ERA)을 발사하기 위한 구성이다.

페이로드 페어링

프로톤-M/Briz-M 페이로드 페어링

ILS에 의해 실시되는 상용 출시에서는 다음 두 가지 종류의 [11][12]페어링이 사용됩니다.

  • PLF-BR-13305 쇼트 패어링
  • PLF-BR-15255 롱 파링

두 페어링 모두 지름이 4.35m이다.

프로톤-M 확장(M+)

2007년 7월 7일, 국제 발사 서비스는 DirecTV-10 위성을 궤도로 운반한 최초의 프로톤-M 확장 로켓(M+라고도 불린다)을 발사했다.프로톤 발사는 326번째, 프로톤-M/브리즈-M 발사는 16번째, [13]ILS가 실시하는 프로톤 발사는 41번째였다.Briz-M 상단에는 보다 효율적인 1단 엔진, 업데이트된 항전 장치, 보다 가벼운 연료 탱크 및 보다 강력한 버니어 엔진이 탑재되어 있으며, 1단에는 보다 얇은 연료 탱크 벽체를 포함한 로켓 전체의 질량을 줄이고 다른 모든 단계에는 복합 재료를 사용합니다.이 변종의 두 번째 발사는 2008년 8월 18일에 이루어졌으며, Inmarsat 4 F3를 궤도에 올리는 데 사용되었다.베이스라인인 프로톤-M은 개량형 변종을 위해 2007년 11월에 폐기되었다.

ILS의 CEO인 Frank McKenna는 2010년에 단계 III 프로톤 설계가 표준 ILS 구성이 될 것이며 6150 kg을 [14]GTO까지 들어올릴 수 있을 것이라고 지적했습니다.

2011년 10월 19일, 6740 kg의 ViaSat-1은 프로톤-M/브리즈-M 단계 [15]III에 의해 GTO로 인양되었다.

경량 및 중형 모델

프로톤 라이트 및 프로톤 중형은 낮은 페이로드 용량을 저렴한 가격에 제공하는 두 가지 제안된 변형이었다.당초 2016년 말로 예정됐던 프로톤라이트는 2017년[citation needed] 취소됐고 프로톤미디엄은 2018년 [16]무기한 보류됐다.이 변종들은 중규모 및 소규모 상업용 통신 위성을 정지궤도(GTO)[17]로 발사하는 비용을 절감하기 위해 설계되었다.이 변형은 3단계 프로톤/브리즈 M에 기반한 2+1단계 아키텍처로 계획되었지만, 2단계는 생략하고 나머지 2단계는 약간 길어지는 것이 특징이다.프로톤 라이트 1단은 프로톤 중형과 프로톤-M이 사용하는 6개의 메인 엔진과 외부 탱크로 계획되었다.가격은 아리안과 스페이스X에 비해 경쟁력이 있을 것으로 예상되었습니다.계획된 첫 비행은 2018년 프로톤 중형, 2019년 프로톤 라이트였다.그들은 바이코누르 우주기지 사이트 81/24를 사용할 것으로 예상되었으며, 새로운 운송-전자 시스템과 다른 지상 인프라 변경이 필요했을 것이다.

프로톤-M은 현재 6300kg을 정지궤도(GTO)로 들어 올릴 수 있다. 프로톤 매개체는 5000kg을 유사한 GTO로 들어 올릴 계획이었고 프로톤 빛은 3600kg의 정격이었다.3000~5000kg의 페이로드 범위에는 이온추력기를 사용하여 서서히 정지궤도(GEO)[18]로 진입하는 모든 전기 및 하이브리드 위성이 포함된다.

기동 프로파일

일반적인 미션에서는 프로톤-M은 Briz-M의 상단을 수반합니다.프로톤-M은 궤도 단위(즉, 페이로드, 페이로드 어댑터 및 Briz-M)를 약간 하위 궤도 궤도로 발사합니다.1단계와 2단계와 페이로드 페어링은 지정된 추락 지점에 충돌하고, 3단계는 바다에 추락합니다.3단계가 분리된 후, 궤도 유닛이 잠시 동안 항해를 한 후, Briz-M은 첫 번째 발사를 수행하여 고도 170km에서 230km의 51.5° 기울기의 주차 궤도에 궤도 주입을 달성한다(미션 플래너 가이드에도 주차 궤도의 표준 경사로 64.8°와 72.6°가 언급되어 있다).그 후, Briz-M은 최종 궤도 또는 전송 궤도에 payload를 배치하는 궤도 기동을 실시한다.전달 궤도를 사용하는 경우 최종 기동은 자체 추진 시스템의 탑재물에 의해 수행됩니다.

신뢰성.

조립 건물에 있는 프로톤-M이 롤아웃 대기 중

2021년 7월 21일 현재 112번의 프로톤-M 발사가 발생했으며, 이 중 11번의 실패 또는 부분 실패가 발생하여 90%의 성공률을 보였다.이러한 실패들 중 4개는 프로톤-M 자체의 문제의 결과였고, 6개는 Briz-M 상단의 오작동으로 인해 발생했으며 (두 가지 경우 위성이 자체 추진 하에 궤도를 수정하기 위해 기동할 수 있었지만), 그리고 1개는 Blok DM-03 상단의 부정확한 결과였다.연료를 공급받아서 프로톤을 너무 무겁게 만들어서 궤도에 진입할 수 없습니다.

현저한 기동 실패

2007년 9월에는 일본의 JCSAT-11 통신위성을 실은 프로톤-M/브리즈-M 로켓이 궤도에 오르지 못하고 카자흐스탄 율타우 지구에 떨어졌다.조사 결과 폭약식 케이블이 손상돼 [19]로켓의 1단과 2단이 분리되지 않은 것으로 밝혀졌다.

2010년 12월 5일, 1500 kg의 액체 산소가 상단의 과부하로 인해 상단과 페이로드가 궤도 속도에 도달하지 못했으며,[20] 그 결과 이 우주선이 싣고 있던 3개의 GLONASS 위성이 손실되었다.

2013년 7월, 3개의 GLONASS 위성을 탑재한 프로톤-M/DM-03이 [citation needed]발사 직후 고장났다.추진기는 발사 몇 초 만에 수직축을 따라 좌우로 피칭하기 시작했다.비행 궤적을 수정하려는 기내 유도 컴퓨터의 시도는 실패했고 결국 회복 불가능한 피치오버에 이르게 되었다.상단부와 탑재체는 발사 후 24초 만에 파괴된 뒤 1단이 산산조각 나 화염에 휩싸였다.지면에 대한 충격은 발사 후 30초 후에 일어났다.2013년 7월 고장에 대한 예비 조사 보고서에 따르면 요 제어를 담당하는 1단계 각속도 센서 중 3개가 잘못된 방향으로 설치되었습니다.에러가 1차 센서뿐만 아니라 중복 센서에도 영향을 미치기 때문에 로켓은 요 제어가 되지 않아 [21]고장이 발생했습니다.원격측정 데이터는 또한 탯줄이 너무 일찍 분리되었다는 것을 보여주었는데, 이는 프로톤이 엔진이 최대 추진력에 도달하기 전에 10분의 몇 초 일찍 발사되었을 수도 있다는 것을 암시한다.

2014년 5월, 또 다른 프로톤-M 발사가 실패로 끝나면서 Ekspress 통신 위성이 상실되었다.2013년 추락 사고와 달리 3단계 버니어 중 하나가 정지하면서 비행 9분 이상 경과하면서 자세 제어 기능이 상실됐다.자동 폐쇄 및 파괴 명령이 내려졌고 중국 북부에서 상단과 적재물의 잔해가 영향을 받았다.조사 위원회는 터보펌프 중 하나가 마운트에서 떨어져 나가 추진체 라인이 파열되고 버니어가 추력을 잃었기 때문이라고 결론지었다.

2015년 5월에는 멕시코 통신위성 멕스샛-1을 탑재한 프로톤-M이 3단계 문제로 소실됐다.러시아 소식통은 이 문제가 2014년 [22]실패 때와 동일하다고 지적했다.조사 결과 터보펌프 내 로터의 불균형이 심해져 발생한 과도한 진동 부하로 인해 3단 버니어 엔진 RD-0214가 고장난 것으로 밝혀져 1988년 [23][24]이전 사고와 동일한 원인이라는 결론을 내렸다.

2016년 6월 발사에서는 4개의 2단 엔진 중 하나가 너무 일찍 정지했다.Briz-M은 그 결과로 나타난 스테이지의 저성능을 만회하고 의도된 궤도에 인텔샛 31 위성을 전달할 수 있었다.조사를 기다리는 동안, 이 로켓은 2016년과 2017년 상반기 동안 정지되었다: 당시 프로톤-M은 에코스타-21 위성을 궤도에 올리기 위해 2017년 6월경에 발사대로 돌아올 계획이었다.

2017년 1월 28일, 러시아 정부는 프로그레스 MS-04의 실패에 대한 조사 결과, 보로네즈 기계 공장에서 생산된 모든 프로톤-M 2단 및 3단 엔진의 리콜을 발표했다. 여기에는 완료된 프로톤 로켓 3개의 분해와 3개월 반의 비행 [25]중단이 포함된다.조사 결과 값싼 광물이 함유된 엔진 부품 대신 고온에 견딜 수 없는 값싼 대체품이 사용됐고 생산 및 인증 서류도 [26]위조된 것으로 드러났다.

프로톤은 2016년 6월 6일 이전 비행 이후 만 1년 후인 2017년 6월 8일 비행에 복귀했다.

상부 스테이지 오작동

다양한 프로톤-M 기능 상실 중 일부는 2014년 5월과 2015년 5월의 기능 상실과 같이 로켓이 보다 높은 궤도로 페이로드를 전달할 수 있도록 하는 데 사용되는 상단 단계에 의해 발생하였다.

2006년 2월 Arabsat-4A, 2008년 3월 AMC-14, 2011년 8월 Ekspress AM4, 2012년 8월[27] Telkom-3 및 Ekspress MD2, 2012년 12월 Yamal-402 등 최소 5개의 초기 출시도 Briz-M 상위 스테이지의 문제로 인해 중단되었습니다.몇 년의 수명을 들여 궤도를 수정할 수 있었던 Yamal-402와 SES가 원래의 임무를 완수할 수 없다고 판단한 후 미국 정부에 판매된 AMC-14를 제외하고, 모든 페이로드를 사용할 수 없었다.

정부와 산업에 미치는 영향

2013년 7월 프로톤-M 발사 실패의 결과로 러시아 우주 산업의 대대적인 개편이 이루어졌습니다.연합로켓우주공사는 2013년 8월 러시아 우주 분야를 공고히 하기 위해 정부에 의해 주식회사로 설립되었다.드미트리 로고진 부총리는 "실패하기 쉬운 우주 부문이 너무 골칫거리여서 문제를 극복하기 위해서는 국가의 감독이 필요하다"[28]고 말했다.실패 3일 후, 러시아 정부는 "극도의 가혹한 조치"가 취해질 것이며 "우리가 알고 있는 러시아 우주 산업의 종말을 고할 것"[29]이라고 발표했다.

환경에 미치는 영향

비평가들은 프로톤 로켓 연료(비대칭 디메틸히드라진(UDMH))와 러시아의 우주 프로그램에 의해 만들어진 파편이 러시아와 카자흐스탄의 지역을 오염시키고 있다고 주장한다.주민들은 일부 발사 후에 산성비가 내린다고 주장한다.그러나 흐루니체프 국립우주연구제작센터의 아나톨리 쿠진 부소장은 "우리는 이 문제에 대해 특별한 조사를 했다"며 이러한 주장을 부인했다.대기 중의 산성도는 로켓 발사의 영향을 받지 않으며 알타이 마을의 질병과 로켓 연료 성분이나 우주 활동의 영향 사이의 연관성을 입증할 데이터는 없습니다.[30]

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 바이코누르에서 180km(110mi) 원형 LEO 51.5° 경사

레퍼런스

  1. ^ Surplus Missile Motors (PDF) (Report). United States Government Accountability Office. August 2017. GAO-17-609. Retrieved 27 November 2018. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  2. ^ "Commercial Launch Vehicle ILS Proton Breeze M". International Launch Services. Retrieved 7 April 2016.
  3. ^ a b c "Proton Launch System Mission Planner's Guide – Section 2. LV Performance" (PDF). International Launch Services. July 2009. Archived from the original (PDF) on 5 August 2013. Retrieved 11 June 2017.
  4. ^ Clark, Stephen (9 June 2016). "Upgraded Proton booster adds satellite to Intelsat's fleet". Spaceflightnow.com.
  5. ^ McDowell, Jonathan. "Proton". Orbital and Suborbital Launch Database. Jonathan's Space Page.
  6. ^ a b "1st and 2nd Stage ILS Proton Launch Vehicle". International Launch Services. Retrieved 7 April 2016.
  7. ^ "3rd Stage ILS Proton Launch Vehicle". International Launch Services. Retrieved 7 April 2016.
  8. ^ "Breeze M ILS Proton Launch Vehicle". International Launch Services. Retrieved 7 April 2016.
  9. ^ "Commercial Launch Heritage Proton Rocket". International Launch Services. Retrieved 10 April 2016.
  10. ^ Krebs, Gunter. "Proton". Gunter's Space Page.
  11. ^ "Payload Fairing ILS Proton Launch Vehicle". International Launch Services. Retrieved 7 April 2016.
  12. ^ "Proton Launch System Mission Planner's Guide Section 4 Spacecraft Interfaces" (PDF). International Launch Services. Retrieved 7 April 2016.
  13. ^ "DIRECTV 10". ILS.
  14. ^ "ILS Reaps Reward of Khrunichev Takeover". Satellite Finance. December 2009.
  15. ^ Krebs, Gunter. "ViaSat 1". Gunter's Space Page.
  16. ^ Henry, Caleb (30 August 2018). "Proton Medium, International Launch Services' answer to Falcon 9, put on "indefinite hold"". SpaceNews. Retrieved 31 August 2018.
  17. ^ "ILS unveils two Proton variants sized for smaller satellites". Space News. 13 September 2016.
  18. ^ "ILS to expand Proton Rocket Family in Response to Changing Launch Market". SpaceFlight101.com. 13 September 2016.
  19. ^ Zak, Anatoly (6 September 2007). "Proton/JCSAT-11 launch failure". RussianSpaceWeb. Retrieved 29 July 2013.
  20. ^ "Russia clears Proton to resume flying in December". Spaceflight Now. 10 December 2010.
  21. ^ "Russia's Proton crashes with a trio of navigation satellites". RussianSpaceWeb. 9 July 2013. Retrieved 10 July 2013.
  22. ^ "Названа предварительная причина аварии "Протона" с мексиканским спутником". slon.ru. 16 May 2015. Retrieved 16 May 2015.
  23. ^ "Third stage engine blamed for Russian Proton-M rocket crash - SpaceFlight Insider". www.spaceflightinsider.com. June 2015. Retrieved 1 June 2017.
  24. ^ "Proton mission with MexSat-1 satellite". www.russianspaceweb.com. Retrieved 1 June 2017.
  25. ^ "Russia to check space flight engines over faulty parts".
  26. ^ Welle (www.dw.com), Deutsche. "Russia grounds Proton-M rockets over crash DW 28.01.2017". DW.COM. Retrieved 13 January 2022.
  27. ^ "Russian rocket fails to reach target orbit". The Hindu. 7 August 2012.
  28. ^ Messier, Doug (30 August 2013). "Rogozin: Russia to Consolidate Space Sector into Open Joint Stock Company". Parabolic Arc. Retrieved 31 August 2013.
  29. ^ Nilolaev, Ivan (3 July 2013). "Rocket failure to lead to space industry reform". Russia Behind The Headlines. Retrieved 1 September 2013.
  30. ^ Vassilieva, Maria (7 August 2012). "Russians say space rocket debris is health hazard". BBC News. BBC. Retrieved 7 August 2012.