一、运载参数和应用场景

质子-K/D组级运载火箭（型号PROTON-K_BLOK-D）是苏联赫鲁尼切夫国家研究与生产航天中心在美苏登月竞赛背景下研制的四级运载火箭，是质子系列火箭中专门用于深空探测任务的核心型号，其基础运载参数如下表所示：

该火箭的研发最初服务于苏联的载人登月计划，设计思路是在三级质子-K火箭基础上增加D组级上面级，实现深空载荷的投送。由于D组级上面级具备二次点火能力，且可以适配月球、行星等深空轨道的入轨需求，其应用场景主要集中在三个领域：一是月球探测任务，包括绕月探测器、月球着陆器和采样返回探测器的发射；二是行星探测任务，承担金星、火星等太阳系内行星探测器的运送工作；三是早期高轨道航天器发射，在DM组级上面级成熟前，也承担部分地球静止轨道试验卫星的发射验证任务。值得注意的是，D组级本身没有独立导航设备，导航功能需要由搭载的航天器自主提供，这也决定了其搭载的载荷均为具备自主测控能力的大中型深空探测器，不适用小型普通卫星的发射需求。

二、技术特点

质子-K/D组级沿用了质子系列火箭的常规布局，各级均采用串联设计，前三级使用偏二甲肼/四氧化二氮作为推进剂，第四级D组级使用煤油/液氧组合，具体技术参数如下表所示：

该火箭的技术特点带有鲜明的冷战时期航天工程特征：其一，继承性强，前三级完全复用成熟的质子-K火箭箭体，仅新增D组级上面级，大幅降低了研发风险和成本，D组级原本是为N1登月火箭配套设计的上面级，经过适配后直接应用于质子-K火箭，成为苏联第一种可以执行深空轨道投送的上面级；其二，推力冗余度高，一级6台RD-253发动机海平面总推力达到8847千牛，推重比超过1.3，即使单台发动机出现小幅推力异常也能完成起飞阶段任务，这也是其发射成功率较高的重要原因；其三，推进剂选择适配苏联的工业体系，前三级使用可存储的有毒推进剂，虽然存在污染问题，但可以在加注后长时间待命，适合深空探测任务的窗口等待需求，这一设计也被后续质子系列火箭沿用了超过半个世纪；其四，上面级设计轻量化，D组级取消了独立导航系统，将导航功能转移到载荷端，虽然增加了载荷的设计复杂度，但有效降低了上面级的干重，提升了深空轨道的运载能力。

三、发射历史和重要任务

质子-K/D组级的发射活动集中在1967年至1976年，全部发射任务均在拜科努尔航天发射场执行，统计范围内的29次发射全部成功，将36颗航天器送入预定轨道，其中近五年内的发射记录如下表所示：

在该火箭的所有任务中，1976年8月9日执行的LUNA 24发射任务最为重要，这也是该型号火箭的最后一次发射。LUNA 24是苏联的第三次月球采样返回任务，也是苏联最后一次月球探测任务，探测器总质量5795千克，于1976年8月18日在月球危机海（12.75°N、62.20°E）成功着陆，使用钻机采集了170克月球土壤样本，返回舱于1976年8月22日成功在西伯利亚着陆，这也是人类在冷战时期最后一次月球采样返回任务，直到2020年中国嫦娥五号任务完成才打破了保持44年的月球采样返回纪录。

除月球探测任务外，质子-K/D组级还承担了苏联几乎所有早期行星探测任务的发射工作：1973年发射的火星2号、火星3号探测器，实现了人类历史上第一次火星表面硬着陆和第一次软着陆；1975年发射的金星9号、金星10号，首次传回了金星表面的彩色照片；1968年至1970年发射的探测器4号至8号无人飞船，完成了绕月飞行试验，验证了苏联载人登月的核心技术。1976年完成LUNA 24发射任务后，质子-K/D组级正式退役，其后续任务被改进后的质子-K/D1组级和质子-K/DM组级取代，D组级上面级的设计思路也为后续俄罗斯上面级的研发提供了技术积累。该型号火箭作为冷战时期苏联深空探测的主力运载工具，累计将超过20颗深空探测器送入轨道，为人类探索太阳系做出了不可替代的贡献。