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质子-K Blok-DM2是苏联/俄罗斯研制的四级重型运载火箭,属于质子-K系列的衍生型号,加装Blok-DM2上面级,主要用于发射地球同步轨道卫星、深空探测器等任务,从拜科努尔航天发射场发射,已退役。
质子-K Blok-DM2运载火箭由赫鲁尼切夫国家研究与生产空间中心研制,基础为质子-K三级火箭,增加Blok-DM2上面级组成四级构型,采用偏二甲肼/四氧化二氮作为推进剂,海平面总推力8847千牛,可执行近地轨道、地球同步转移轨道及火星探测等发射任务,首飞于1974年3月26日,现已退役。
质子-K/Blok-DM2是苏联/俄罗斯赫鲁尼切夫国家研究与生产空间中心研发的四级重型运载火箭,属于质子-K火箭家族加装Blok-DM2上面级的衍生构型,主要面向中高轨道及星座组网发射任务,其核心运载参数如下:
| 参数类别 | 具体指标 | 数值 |
|---|---|---|
| 基本尺寸 | 火箭全长 | 59.0 m |
| 起飞重量 | 712.0 t | |
| 芯级最大直径 | 7.4 m(含外挂贮箱) | |
| 运载能力 | 地球同步转移轨道(GTO) | 4930.0 kg |
| 近地轨道(LEO) | 19760 kg | |
| 地球同步轨道(GEO) | 1880 kg | |
| 地火转移轨道 | 约4000 kg | |
| 发射统计 | 总发射次数 | 3次 |
| 发射成功率 | 100% | |
| 累计携带卫星数量 | 21颗 |
该构型火箭的应用场景集中于两类任务:一是中高轨道大型载荷发射,包括通信卫星、深空探测器,Blok-DM2上面级具备多次点火能力,可将载荷直接送入地球同步轨道或星际转移轨道,是苏联/俄罗斯20世纪末深空探测任务的核心运力之一,曾支撑火星探测、月球探测等项目的论证实施;二是低轨星座组网部署,其GTO运力恰好匹配多颗中小型卫星的组团发射需求,三次正式任务均服务于美国铱星公司的全球卫星通信星座组网,单次可将7颗铱星送入预定轨道,大幅降低了星座部署的单位成本。
质子-K/Blok-DM2沿用了质子号火箭家族的经典设计思路,采用全低温可贮存液体燃料方案,四级构型由质子-K的三级箭体加Blok-DM2上面级组成,各级核心技术参数如下:
| 箭体分级 | 动力配置 | 推进剂 | 推力/比冲 | 工作时间 |
|---|---|---|---|---|
| 芯一级 | 6台RD-253液体发动机 | 偏二甲肼/四氧化二氮 | 海平面推力8847千牛,真空推力10470千牛,海平面比冲267秒,真空比冲316秒 | 124秒 |
| 芯二级 | 4台RD-0210液体发动机 | 偏二甲肼/四氧化二氮 | 真空推力2399千牛,真空比冲327秒 | 206秒 |
| 芯三级 | 1台RD-0212液体发动机 | 偏二甲肼/四氧化二氮 | 真空推力630千牛,真空比冲325秒 | 238秒 |
| Blok-DM2上面级 | 1台RD-58M液体发动机 | 煤油/液氧 | 真空推力约83.4千牛,真空比冲352秒 | 支持多次点火,累计工作时间可达数百秒 |
其技术特点具备鲜明的时代特征:一是推进剂选择兼顾任务灵活性与快速响应能力,偏二甲肼与四氧化二氮组合可在常温下长期贮存,无需发射前临时加注,适合执行需要待命发射的军用载荷、深空探测任务,但该组合具备剧毒腐蚀性,发射失败可能对发射场周边造成环境污染,也是该构型最终被淘汰的核心原因之一;二是上面级设计优势突出,Blok-DM2是Blok-D系列上面级的改进型号,优化了发动机重复启动可靠性与轨道注入精度,可满足多星部署、轨道精准送入的复杂任务需求,是当时苏联少数具备商用发射竞争力的上面级产品;三是运力冗余设计充足,三级质子-K本身近地轨道运力接近20吨,可独立完成空间站舱段等大型载荷发射,加装Blok-DM2上面级后填补了中高轨道运力空白,使质子号家族成为苏联/俄罗斯航天领域任务覆盖最广的火箭系列,在N-1探月火箭取消、能源号火箭弃用后,质子号系列长期是俄罗斯运力最强的运载火箭。
质子-K/Blok-DM2构型的三次发射均为美国铱星星座组网任务,全部取得成功,累计将21颗铱星送入轨道,是20世纪末国际商业航天合作的典型案例,具体发射记录如下:
| 发射代码 | 发射时间 | 发射场地 | 任务载荷 | 入轨卫星数量 | 任务结果 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1997-030 | 1997年6月18日 | 拜科努尔航天发射场 | 铱星系列7颗(IRIDIUM 42~IRIDIUM 48) | 7 | 成功 |
| 1997-051 | 1997年9月14日 | 拜科努尔航天发射场 | 铱星系列7颗(IRIDIUM 55~IRIDIUM 61) | 7 | 成功 |
| 1998-021 | 1998年4月7日 | 拜科努尔航天发射场 | 铱星62(1998-021A)、铱星63(1998-021B,太阳同步轨道)、铱星64(1998-021C)、铱星65(1998-021D)、铱星66(1998-021E)、铱星67(1998-021F)、铱星68(1998-021G) | 7 | 成功 |
这三次任务均服务于铱星第一代全球卫星通信星座建设,该星座由66颗低轨卫星组成,可实现全球范围的卫星电话通信服务。俄罗斯火箭厂商通过质子-K/Blok-DM2的高性价比多星发射能力,在90年代国际商业发射市场占据了重要份额,三次100%的发射成功率也验证了该构型的可靠性。此后随着质子号家族升级换代,Blok-DM2上面级逐步被更先进的微风-M上面级取代,质子-K基础型也于21世纪初逐步停产,被改进型质子-M火箭替代,2010年后质子号系列逐步向更环保、运力更强的安加拉号火箭过渡,质子-K/Blok-DM2作为特定任务定制构型,成为苏联/俄罗斯航天转型时期商业发射的重要见证。