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Proton-​K 8K82 K mit Block-​D 11S824 

Trägerrakete

Proton-K 8K82K mit Block-D 11S824

Die Geschichte der Proton-​Rakete begann Anfang der 1960er Jahre als schwere Trägerrakete mit interkontinentaler Reichweite für den Transport von Wasserstoffbomben mit einer Sprengkraft bis zu 100 MT („City Buster“). Sie stellte damit das unmittelbare Äquivalent zur amerikanischen Titan-​Rakete dar. Doch nach Änderungen der sowjetischen Militärdoktrin wurde die Entwicklung eingestellt. Dafür erkannte das Konstruktionsbüro von Wladimir N. Tschelomej die Chance, die Rakete in das sowjetische Raumfahrtprogramm zu integrieren. Zu dieser Zeit existierte ein Stufenplan, der neue Raketen mit Nutzlastkapazitäten von 3 – 4 t, 20 t und 100 t forderte. Die UR-​500  paßte auf den Forderungskatalog für die 20 t-​Klasse. Die Erststufentriebwerke der Proton aus dem GDL-​OKB (OKB-​456), heute NPO Energomasch, von Valentin Gluschko waren für die damalige Zeit absolute Hochleistungstriebwerke und haben auch nach heutigen Maßstäben ausgezeichnete Charakteristika. Bei einem sehr günstigen Trockengewicht arbeiteten die RD-​253  Triebwerke der Erststufe mit einem deutlich höheren Brennkammerdruck und spezifischen Impuls als das Triebwerk RD-​107  der R-​7  Rakete. Schließlich kam mit UDMH (unsymmetrisches Dimethyhydrazin) und Stickstofftetroxid auch eine deutlich energiereichere Treibstoffkombination zum Einsatz. Diese war allerdings einer der Gründe, aus denen Sergej P. Koroljow das Konzept der RD-​250  Triebwerke für seine neue Superrakete N1 ablehnte. Denn beide Treibstoffkomponenten sind toxisch und in Verbindung selbstentzündlich. Koroljow wie auch andere Entscheidungsträger standen daher dem Einsatz dieser Treibstoffe bei bemannten Missionen ablehnend gegenüber. Gluschko entwickelte sein Experimentaltriebwerk RD-​250  jedenfalls zum RD-​253  weiter und bot es Koroljows größtem Konkurrenten Tschelomej an. Und nach einer Reihe anfänglicher Fehlschläge trug es entscheidend zum bis heute andauernden Erfolg der Proton Rakete bei. Interessant gelöst wurde auch die Konstruktion der ersten Stufe. Sie besteht aus sechs Triebwerksblöcken mit eigenem Treibstofftank, die um einen zentralen Oxidatortank angeordnet wurden (Paketschema). Der Antrieb für die zweite Stufe der Proton kam aus dem Konstruktionsbüro von Semjon A. Kosberg und entstand durch die Bündelung von vier vorhandenen Einkammer-​Triebwerken zu einem Triebwerksblock. Nach einigen Flügen in zweistufiger Auslegung (Erzeugnis 8K82) zum Start schwerer Erdsatelliten erhielt die Proton eine neue Aufgabe. Sie wurde trotz erheblicher Widerstände in das bemannte sowjetische Mondprogramm einbezogen. Zunächst folgten eine Reihe von Starts mit unbemannten Prototypen des Mondflugkomplexes unter der Bezeichnung Sond, später kamen auch Starts von Raumsonden zum Mond, Mars und zur Venus hinzu. Für diese Missionen erhielt die nunmehr als Proton-​K (Erzeugnis 8K82 K) bezeichnete Rakete eine Drittstufe bestehend aus einem aus der Zweitstufe abgeleiteten Einzeltriebwerk und eine Viertstufe. Diese wiederum stammte von Koroljows OKB-​1  und war ursprünglich für die experimentelle Interkontinentalrakete GR-​1  als dritte Stufe entwickelt und später für die N1 als fünfte Stufe übernommen worden. Unter der Bezeichnung Block-​D wurde sie nun bei der Proton eingeführt. Mit dieser Oberstufe wurde von 1967 bis 1976 die Mehrzahl der sowjetischen Raumsonden gestartet. 1978 hatte dann der verbesserte Block D-​1  Premiere, der bis 1989 zehnmal eingesetzt wurde. Und die letzten drei Marsmissionen der Sowjetunion bzw. Rußlands erfolgten 1988 (Phobos) bzw. 1996 (Mars 8) unter Verwendung der Version Block D-​2 . Ein anderer Oberstufenblock, der Block DM wurde dagegen ab 1974 mit zahlreichen Modifikationen hauptsächlich zum Start geostationärer Kommunikationssatelliten eingesetzt. Gravierendster Unterschied zwischen den Blöcken D und DM ist die Lagesteuerung. Während der Block D seine Steuerbefehle von der mitgeführten Nutzlast erhielt, ist der Block DM in dieser Hinsicht autonom.


Gesamtsystem
Nation Sowjetunion 
Bezeichnung(en) Proton-​K / Block-​D, Erzeugnis 8K82 K / 11S824 
Entwicklungszeitraum 19??-1966 
erster Start 10.03.1967 
Einsatzzeitraum 1967 – 1975 
Stufenzahl
Gesamthöhe ca. 47,20 m 
Basisdurchmesser 4,10 m 
max. Nutzmasse 5.700 kg (Mondflugbahn)
5.300 kg (Venusflugbahn)
4.600 kg (Marsflugbahn) 
Leermasse
Treibstoffmasse
Startmasse ca. 686.000..695.000 kg 
Startschub 8.846 kN 
1. Stufe
Hersteller
Bezeichnung(en) Erzeugnis 8S810 
Länge 21,07 m 
Durchmesser über die Erststufenblöcke 6,62 m 
Leermasse ca. 38.200 kg 
Treibstoffmasse ca. 410.000 kg 
Gesamtmasse ca. 448.200 kg 
Antrieb 6 Flüssigkeitstriebwerke NPO Energomasch RD-​253 (Erzeugnis 11D43
Treibstoff UDMH + Stickstofftetroxid 
Startschub 8.846 kN 
spezifischer Impuls (Seehöhe) 267 s 
Brenndauer 124..130 s 
2. Stufe
Hersteller
Bezeichnung(en) Erzeugnis 8S811 
Länge 14,56 m 
max. Durchmesser 4,10 m 
Leermasse ca. 13.900 kg 
Treibstoffmasse ca. 150.000 kg 
Gesamtmasse inkl. Stufenadapter ca. 163.900 kg 
Antrieb 3 Flüssigkeitstriebwerke KB Chimawtomatika RD-​465 (Erzeugnis 8D411/RD-​0210)
1 Flüssigkeitstriebwerk KB Chimawtomatika RD-​468 (Erzeugnis 8D412/RD-​0211
Treibstoff UDMH + Stickstofftetroxid 
Vakuumschub 4 × 583 kN = 2.332 kN 
spezifischer Impuls (Vakuum) 327 s 
Brenndauer 206..300 s 
3. Stufe
Hersteller
Bezeichnung(en) Erzeugnis 8S812 
Länge 6,52 m 
max. Durchmesser 4,10 m 
Leermasse ca. 5.400 kg 
Treibstoffmasse ca. 50.000 kg 
Gesamtmasse ca. 55.400 kg 
Antrieb 1 Flüssigkeitstriebwerk KB Chimawtomatika RD-​0212 (Erzeugnis 8D49)
bestehend aus 1 Marschtriebwerk RD-​0213 und 1 Vierkammer-​Verniertriebwerk RD-​0214 
Treibstoff UDMH + Stickstofftetroxid 
Vakuumschub 584 kN (Hauptbrennkammer) + 31 kN (Vernier) 
spezifischer Impuls (Vakuum) 325 s (Hauptbrennkammer) 
Brenndauer 238..250 s (Hauptbrennkammer) 
4. Stufe
Hersteller
Bezeichnung(en) Block-​D Erzeugnis 11S824 
Länge ca. 5,50 m 
Stufendurchmesser ca. 3,30 m 
Leermasse ca. 2.650 kg 
Treibstoffmasse ca. 14.650 kg 
Gesamtmasse ca. 17.300 kg 
Antrieb 1 Flüssigkeitstriebwerk RD-​58 (Erzeugnis 11D58D
Treibstoff Kerosin + Flüssigsauerstoff 
Vakuumschub 86 kN 
spezifischer Impuls (Vakuum) 348 s 
Gesamt-​Brenndauer ca. 600 s 
Nutzlastverkleidung
Bezeichnung(en)
Länge über Endstufe
max. Durchmesser ca. 3,30 m