بروتون-م

استخدمت معظم عمليات إطلاق صاروخ بروتون-إم المرحلة العليا بريز-إم لدفع المركبة الفضائية إلى مدار أعلى. كما تم استخدام مراحل عليا من طراز بلوك-دي إم في عمليات إطلاق أخرى: ست عمليات إطلاق باستخدام المرحلة العليا بلوك دي إم-02 حاملةً مركبة غلوناس الفضائية، بينما استخدمت سبع عمليات إطلاق أخرى المرحلة العليا بلوك دي إم-03 . ^{[ 13 ]} وحتى عام 2023، لم يُجرَ سوى إطلاق واحد لصاروخ بروتون-إم بدون مرحلة عليا، وذلك لإطلاق مركبة ناوكا والذراع الروبوتية الأوروبية (ERA) إلى محطة الفضاء الدولية في يوليو 2021.

تستخدم عمليات الإطلاق التجارية التي تقوم بها شركة ILS نوعين من الأغطية الواقية: ^{[ 14 ] [ 15 ]}

• غطاء قصير PLF-BR-13305 .
• غطاء انسيابي طويل PLF-BR-15255 .

يبلغ قطر كلا الغطاءين 4.35 متر.

في 7 يوليو/تموز 2007، أطلقت شركة خدمات الإطلاق الدولية (ILS) أول صاروخ بروتون-إم المُحسّن (المعروف أيضًا باسم إم+ )، والذي حمل القمر الصناعي دايركت تي في-10 إلى مداره. وكان هذا الإطلاق رقم 326 لصاروخ بروتون، والإطلاق رقم 16 لصاروخ بروتون-إم/بريز-إم، والإطلاق رقم 41 لصاروخ بروتون الذي تُجريه شركة ILS. ^{[ 16 ]} يتميز هذا الصاروخ بمحركات أكثر كفاءة في المرحلة الأولى، وإلكترونيات طيران مُحدّثة، وخزانات وقود أخف وزنًا، ومحركات توجيه أكثر قوة في المرحلة العلوية بريز-إم، بالإضافة إلى تقليل كتلة الصاروخ بالكامل، بما في ذلك جدران خزانات وقود أرق في المرحلة الأولى، واستخدام مواد مركبة في جميع المراحل الأخرى. أُجري الإطلاق الثاني لهذا الطراز في 18 أغسطس/آب 2008، واستُخدم لوضع القمر الصناعي إنمارسات 4 إف3 في مداره. تم إيقاف استخدام صاروخ بروتون-إم الأساسي في نوفمبر/تشرين الثاني 2007، لصالح الطراز المُحسّن.

أشار فرانك ماكينا، الرئيس التنفيذي لشركة ILS، إلى أنه في عام 2010 سيصبح تصميم المرحلة الثالثة من بروتون هو التكوين القياسي لشركة ILS، مع القدرة على رفع 6150  كجم إلى مدار النقل الجغرافي الثابت. ^{[ 17 ]}

في 19 أكتوبر 2011، تم رفع القمر الصناعي ViaSat-1 الذي يزن 6740  كجم إلى مدار النقل المتزامن مع الأرض بواسطة Proton-M/Briz-M المرحلة الثالثة. ^{[ 18 ]}

كان بروتون لايت وبروتون ميديم نموذجين مقترحين بسعة حمولة أقل وسعر مخفض. طُرح بروتون لايت في الأصل أواخر عام 2016، ثم أُلغي في عام 2017، بينما عُلّق بروتون ميديم لأجل غير مسمى في عام 2018. ^{[ 19 ]} صُممت هذه النماذج لتقليل تكلفة إطلاق أقمار الاتصالات التجارية المتوسطة والصغيرة إلى مدار النقل الثابت بالنسبة للأرض (GTO). ^{[ 20 ]} خُطط لهذه النماذج بهيكل من مرحلتين + مرحلة واحدة، استنادًا إلى بروتون/بريز إم ثلاثي المراحل، مع الاستغناء عن المرحلة الثانية وإضافة إطالة طفيفة للمرحلتين الأخريين. خُطط للمرحلة الأولى من بروتون لايت بأربعة محركات رئيسية وخزانات وقود خارجية، مقارنةً بستة محركات في بروتون ميديم وبروتون إم. كان من المتوقع أن تكون التكلفة منافسة لتكلفة أريان وسبيس إكس. خُطط للرحلات التجريبية الأولى أن تكون في عام 2018 لبروتون ميديم، وفي عام 2019 لبروتون لايت. كان من المتوقع أن يستخدموا موقع بايكونور كوزمودروم 81/24 وكان ذلك سيتطلب نظام نقل وتركيب جديد وتغييرات أخرى في البنية التحتية الأرضية.

يستطيع صاروخ بروتون-إم كامل الحجم حاليًا حمل 6300  كجم إلى مدار نقل جغرافي ثابت (GTO) قياسي؛ وكان من المخطط أن يحمل بروتون ميديم 5000  كجم إلى مدار نقل جغرافي ثابت مماثل، بينما صُمم بروتون لايت لحمل 3600  كجم.  ويشمل نطاق الحمولة من 3000 إلى 5000 كجم أقمارًا صناعية كهربائية بالكامل وأقمارًا صناعية هجينة تستخدم محركات دفع أيونية للوصول ببطء إلى مدار جغرافي ثابت (GEO). ^{[ 21 ]}

في مهمة نموذجية، يُرافق صاروخ بروتون-إم المرحلة العليا بريز-إم . يُطلق بروتون-إم الوحدة المدارية (أي: الحمولة، ومحول الحمولة، وبريز-إم) في مسار شبه مداري. تتحطم المرحلتان الأولى والثانية وغطاء الحمولة في مواقع تحطم مُحددة، بينما تتحطم المرحلة الثالثة في المحيط. بعد انفصال المرحلة الثالثة، تحلق الوحدة المدارية لفترة وجيزة، ثم تُجري بريز-إم أول عملية إطلاق لها لتحقيق دخول مداري في مدار انتظار بزاوية ميل 51.5 درجة ، على ارتفاع يتراوح بين 170  و230  كيلومترًا (يذكر دليل مُخطط المهمة أيضًا 64.8 و72.6 درجة كزوايا ميل قياسية لمدار الانتظار). بعد ذلك، تُجري بريز-إم مناورات مدارية لوضع الحمولة إما في مدارها النهائي أو في مدار انتقالي. في حال استخدام مدار انتقالي، تُنفذ الحمولة المناورة (المناورات) النهائية باستخدام نظام الدفع الخاص بها.

في سبتمبر/أيلول 2007، فشل صاروخ بروتون-إم/بريز-إم ، الذي كان يحمل قمر الاتصالات الياباني JCSAT-11 ، في الوصول إلى مداره، وسقط في منطقة أوليتو بكازاخستان . وخلص التحقيق إلى أن المرحلتين الأولى والثانية من الصاروخ لم تنفصلا بسبب تلف في كابل الألعاب النارية. ^{[ 22 ]}

في 5 ديسمبر 2010، فشلت المرحلة العليا والحمولات في الوصول إلى السرعة المدارية بسبب زيادة حمولة المرحلة العليا بـ 1500  كجم من الأكسجين السائل، مما أدى إلى فقدان ثلاثة أقمار صناعية من نوع GLONASS كانت تحملها. ^{[ 23 ]}

في يوليو/تموز 2013، تعطل صاروخ بروتون-إم/دي إم-03، الذي كان يحمل ثلاثة أقمار صناعية لنظام غلوناس، بعد وقت قصير من إطلاقه. ^{[ 24 ]} بدأ الصاروخ بالتأرجح يمينًا ويسارًا على طول محوره الرأسي في غضون ثوانٍ قليلة من الإطلاق. باءت محاولات حاسوب التوجيه الموجود على متن الصاروخ لتصحيح مسار الرحلة بالفشل، مما أدى إلى انقلاب الصاروخ بشكل لا يمكن إصلاحه. انفصلت المراحل العلوية والحمولة بعد 24 ثانية من الإطلاق نتيجة للقوى التي تعرض لها الصاروخ، ثم تفككت المرحلة الأولى واشتعلت فيها النيران. وقع الارتطام بالأرض بعد 30 ثانية من الإطلاق. أشار التقرير الأولي للتحقيق في حادثة يوليو/تموز 2013 إلى أن ثلاثة من مستشعرات السرعة الزاوية للمرحلة الأولى، المسؤولة عن التحكم في الانعراج ، كانت مثبتة في وضعية خاطئة. ولأن هذا الخطأ أثر على المستشعرات الاحتياطية بالإضافة إلى المستشعرات الأساسية، فقد الصاروخ القدرة على التحكم في الانعراج، مما أدى إلى تعطل الصاروخ. ^{[ 24 ]} أشارت بيانات القياس عن بعد أيضًا إلى أن الحبل السري للمنصة قد انفصل قبل الأوان، مما يشير إلى أن بروتون ربما انطلق قبل عدة أعشار من الثانية، قبل أن تصل المحركات إلى قوة الدفع الكاملة.

في مايو/أيار 2014، انتهى إطلاق صاروخ بروتون-إم آخر بالفشل، مما أسفر عن فقدان قمر صناعي للاتصالات تابع لشركة إكسبريس . وعلى عكس حادثة التحطم عام 2013، وقع هذا الحادث بعد أكثر من تسع دقائق من بدء الرحلة، عندما توقف أحد محركات التوجيه الدقيقة للمرحلة الثالثة عن العمل، مما أدى إلى فقدان السيطرة على وضعية الصاروخ. صدر أمر إيقاف التشغيل التلقائي والتدمير، وسقطت بقايا المراحل العليا والحمولة في شمال الصين. وخلصت لجنة التحقيق إلى أن سبب الفشل على الأرجح هو انفصال إحدى المضخات التوربينية عن قاعدتها، مما أدى إلى تمزق خط الوقود وتسبب في فقدان محرك التوجيه الدقيق للدفع.

في مايو/أيار 2015، فُقد صاروخ بروتون-إم حاملاً قمر الاتصالات المكسيكي ميكسات-1 ، بسبب مشاكل في المرحلة الثالثة. وأشارت مصادر روسية إلى أن المشاكل كانت مماثلة لتلك التي حدثت في حادثة عام 2014. ^{[ 25 ]} وخلص تحقيق إلى أن محرك المرحلة الثالثة RD-0214 تعطل نتيجة أحمال اهتزاز مفرطة، ناجمة عن تزايد عدم توازن الدوار في المضخة التوربينية، واستنتج التحقيق أنه السبب نفسه لحادث سابق وقع عام 1988. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

في عملية إطلاق جرت في يونيو 2016، تعطل أحد محركات المرحلة الثانية الأربعة قبل الأوان. تمكن صاروخ بريز-إم من تعويض ضعف أداء المرحلة الناتجة وإيصال القمر الصناعي إنتلسات 31 إلى مداره المحدد. ريثما يتم الانتهاء من التحقيق، تم إيقاف الصاروخ عن العمل لبقية عام 2016 والنصف الأول من عام 2017: وكان من المقرر آنذاك عودة صاروخ بروتون-إم إلى منصة الإطلاق في يونيو 2017 تقريبًا لإيصال القمر الصناعي إيكوستار-21 إلى مداره.

في 28 يناير/كانون الثاني 2017، أعلنت الحكومة الروسية، نتيجةً للتحقيق في فشل صاروخ بروجرس إم إس-04 ، سحب جميع محركات المرحلتين الثانية والثالثة من طراز بروتون-إم التي أنتجها مصنع فورونيج الميكانيكي ، بما في ذلك تفكيك ثلاثة صواريخ بروتون مكتملة وتعليق الرحلات لمدة ثلاثة أشهر ونصف. ^{[ 28 ]} وكشف التحقيق عن استخدام بدائل أرخص، غير قادرة على تحمل درجات الحرارة العالية، بدلاً من أجزاء المحرك التي تحتوي على معادن ثمينة، وتزوير وثائق الإنتاج والاعتماد. ^{[ 29 ]}

عادت طائرة بروتون إلى الطيران في 8 يونيو 2017، بعد عام كامل من الرحلة السابقة في 6 يونيو 2016.

من بين حالات الفشل المختلفة لصاروخ بروتون-إم، كان بعضها ناتجًا عن المراحل العليا المستخدمة للسماح للصاروخ بتوصيل الحمولات إلى مدار أعلى، ولا سيما حالات الفشل في مايو 2014 ومايو 2015.

كما فشلت خمس عمليات إطلاق سابقة على الأقل بسبب مشاكل في المرحلة العليا من صاروخ بريز-إم؛ وهي: عربسات-4A في فبراير 2006، وAMC-14 في مارس 2008، وإكسبريس AM4 في أغسطس 2011، وتيلكوم-3 وإكسبريس MD2 في أغسطس 2012 ^{[ 30 ]} ، ويامال -402 في ديسمبر 2012. جميع الحمولات كانت غير قابلة للاستخدام باستثناء يامال-402، الذي تمكن من تصحيح مداره على حساب عدة سنوات من عمره التشغيلي، و AMC-14 الذي بيع للحكومة الأمريكية بعد أن قررت شركة SES أنه لا يمكنه إكمال مهمته الأصلية.

نتيجةً لفشل إطلاق صاروخ بروتون-إم في يوليو/تموز 2013، أُجريت عملية إعادة هيكلة شاملة لقطاع الفضاء الروسي. وأسست الحكومة في أغسطس/آب 2013 شركة "الشركة المتحدة للصواريخ والفضاء" كشركة مساهمة لتعزيز قطاع الفضاء الروسي . وصرح نائب رئيس الوزراء ديمتري روغوزين قائلاً: "إن قطاع الفضاء، الذي يعاني من كثرة الإخفاقات، يواجه مشاكل جمة تستدعي إشراف الدولة للتغلب عليها". ^{[ 31 ]} وبعد ثلاثة أيام من الفشل، أعلنت الحكومة الروسية أنها ستتخذ "إجراءات صارمة للغاية" "ستنهي قطاع الفضاء [الروسي] بشكله الحالي". ^{[ 32 ]}