Ракета-носитель «Протон» (УР-500) стала первой в Советском Союзе и в мире ракетой тяжелого класса. Ее основное назначение — вывод автоматических космических аппаратов на околоземную орбиту и далее в глубокий космос.
Проектирование этой мощной универсальной ракеты, известной как УР-500, стартовой массой около 500 тонн, было официально поручено правительством СССР в 1962 году. Однако фактически разработка тяжелого носителя началась раньше – во второй половине 1961 года, под руководством Владимира Челомея в филиале №1 ОКБ-52 (ныне КБ «Салют» ГКНПЦ им. Хруничева).
Изначально «Протон» задумывался как двойного назначения: мощная баллистическая ракета и носитель для космических аппаратов. Однако в процессе разработки от боевого варианта отказались, и ракета стала исключительно космическим носителем.
Ключевым аспектом проектирования была возможность транспортировки всех частей ракеты железнодорожным транспортом с минимальной сборкой на космодроме. Это требование определило максимальный диаметр центральных блоков в 4,1 метра.
Изначально предполагалось создать УР-500 путем объединения четырех ракет УР-200 с добавлением третьей ступени (модифицированной второй ступени УР-200). Но после анализа и динамических испытаний эта схема была признана неэффективной. В итоге разработчики остановились на двухступенчатой схеме с последовательным расположением ступеней.
Вторая и третья ступени были разработаны на основе уже проверенных первой и второй ступеней межконтинентальной баллистической ракеты УР-200, но с увеличенным объемом топливных баков. Для первой ступени Валентин Глушко разработал мощнейший по тем временам двигатель с тягой 150 тонн, использующий дожигание генераторного газа. Эта инновация позволила «Протону» и его последующим модификациям оставаться актуальными и отвечать растущим требованиям на протяжении четырех десятилетий.
На ранних этапах производства возникли серьезные сложности из-за использования нового высокопрочного, но малоизученного материала АЦМ. Емкости из него не выдерживали статических нагрузок и даже самопроизвольно разрушались при длительном хранении. В результате АЦМ был заменен на более пластичный, хотя и более тяжелый сплав АМГ-6.
В качестве топлива для УР-500 применялась высокоэнергетическая, но токсичная смесь несимметричного диметилгидразина и азотного тетроксида.
Разработка и создание УР-500 были выполнены в рекордные сроки – менее чем за три года, благодаря совместным усилиям нескольких научно-исследовательских институтов.
К 1965 году на космодроме Байконур был введен в эксплуатацию технический комплекс с двумя рабочими позициями и стартовый комплекс с двумя пусковыми установками для обслуживания УР-500.
16 июля 1965 года прошел первый запуск двухступенчатой ракеты УР-500, которая вывела на орбиту научную станцию «Протон-1» массой 12 тонн. Именно название этой станции позднее закрепилось за самой ракетой-носителем.
После четырех тестовых запусков «Протона» в двухступенчатой конфигурации, проведенных для ускорения испытаний, было решено разработать на его базе более мощный космический носитель тяжелого класса, способный стартовать с массой до 700 тонн.
Начиная с 1967 года, «Протон» стал запускаться в трех- и четырехступенчатых модификациях. 10 марта 1967 года состоялся первый старт трехступенчатой ракеты УР-500К с разгонным блоком Д, которая вывела на орбиту аппарат «Космос-146». Эта дата считается днем рождения «Протона-К». Трехступенчатая версия предназначалась для низких орбит, а четырехступенчатая – для высокоэнергетических траекторий, включая геопереходные, геостационарные орбиты и межпланетные полеты.
Ракета «Протон» сыграла ключевую роль в освоении космоса, выводя на орбиту различные спутники (такие как «Космос», «Экран», «Радуга», «Горизонт»), аппараты для изучения Луны, Марса, Венеры и кометы Галлея. С ее помощью были запущены пилотируемые орбитальные станции «Салют» и «Мир» со всеми их крупными модулями («Квант», «Квант-2», «Кристалл», «Спектр», «Природа»), а также российские сегменты Международной космической станции – модули «Заря» и «Звезда».
В период с 10 марта 1967 года по 30 марта 2012 года было осуществлено 310 запусков «Протона-К», включая один суборбитальный, в результате которых на орбиту или на отлетные траектории были выведены 372 космических аппарата.
С 2001 года ГКНПЦ им. Хруничева (часть Госкорпорации «Роскосмос») производит обновленную версию – «Протон-М». Эта модификация более экологична, оснащена цифровой системой управления и новым разгонным блоком «Бриз-М», что значительно увеличило ее возможности по доставке полезной нагрузки на геопереходные и геостационарные орбиты.
Ракета «Протон-М» долгое время оставалась ключевым российским тяжелым носителем для запуска автоматических космических аппаратов. В настоящее время ее место постепенно занимает новая ракета тяжелого класса «Ангара-А5».
