Proton | Les étages supérieurs

Pour envoyer des sondes sur des trajectoires interplanétaires ou des satellites en orbite de transfert géostationnaire, le lanceur Proton peut être équipé d'un quatrième étage. Le premier a être développé fût le Bloc D, qui a par la suite été modernisé en Bloc DM. Puis, à la fin des années 1990, le Briz-M de Khrounitchev a fait son apparition.

Bloc D

Construit par l'OKB-1, le Bloc D (11S824) était destiné à servir le programme lunaire et était propulsé par un moteur RD-58 (lui aussi développé à l'OKB-1) à oxygène liquide/kérosène. Il avait une longueur de 5,5m pour un diamètre maximal de 3,7m et une masse de 13,36t. Le dernier exemplaire a volé en 1975.

Bloc DM

Le Bloc DM (11S86) fait son apparition en 1974. Il a une longueur de 6,28m pour un diamètre de 3,7m et une masse de 17,49t (2,44t à vide). La base du module est recouverte d'une protection qui est larguée en même temps que le troisième étage.

La propulsion est assurée par une version améliorée du RD-58 : le RD-58M. Comme son aîné il brûle un mélange oxygène liquide/kérosène, mais il a l'énorme avantage d'être réallumable (jusqu'à sept fois), ce qui autorise les lancements vers l'orbite géostationnaire. Il est de plus orientable selon les trois axes.

La durée de vie opérationnelle du Bloc DM en orbite est de 24h. Dans les phases de vol non propulsé, il est stabilisé selon les trois axes au moyen de deux unités SOZ équipées de moteurs 11D79 du TMKB Soyouz.

Fig. 11 : Schéma du Bloc DM tel qu'il apparaît en vol, c'est à dire sans les protections.
Crédit : DR.

En 1982, Energuia a introduit une version modernisée du Bloc DM : le Bloc DM-2 (11S861). Il a l'avantage de ne pas dépendre du système de navigation de la charge utile car il possède le sien. Le développement d'un tel système est nécessaire pour pouvoir lancer des satellites commerciaux construits aux standards occidentaux.

RD-58
(11D58)
RD-58M
(11D58M)
11D79
Utilisation Bloc D
1967 - 1975
Bloc DM
1974 -
Bloc DM
1974 -
Oxydant/carburant LOX/kérosène N2O4/UDMH
Réallumable Non Sept fois -
Poussée dans le vide (t) 8,5 8,5 0,0045
Impulsion spécifique dans le vide (s) 349 353 ?
Pression dans la chambre (MPa) 7,8 7,75 ?
Masse (kg) 300 230 ?
Longueur (m) ? 2,27 ?
Diamètre maximal (m) 1,17 1,17 ?
Tableau 3 : Spécifications techniques des moteurs utilisés
par les étages supérieurs de classe Bloc D.

Le Bloc DM a également été décliné en versions Bloc D-1 (11S824M) et Bloc D-2 (11S824F). Le Bloc D-1 et destiné à lancer les sondes interplanétaires, et le Bloc D-2 a été conçu spécialement pour lancer les deux sondes Fobos (1F) en 1988 (il a été réutilisé en 1996 pour la sonde Mars-96). Aucune de ces deux version n'est équipée de système de navigation.

Des versions Bloc DM-2M (11S861-01) et Bloc DM-5 (17S40) ont aussi été développées pour les tirs commerciaux.

Déroulement d'une mission

Quand le lanceur Proton-K est équipé du Bloc DM, c'est le troisième étage qui effectue la mise sur orbite circulaire basse (environ 222km inclinée à 51,6°). Le Bloc DM se sépare sur cette orbite d'attente, attend de se trouver à proximité du premier nœud ascendant de l'orbite et à ce moment il allume ses SOZ pendant 300s afin de comprimer les ergols des réservoirs principaux.

Il peut alors allumer son RD-58M et remonter ainsi l'apogée de l'orbite. Quand il atteint cette dernière, il allume une nouvelle fois ses SOZ, puis son RD-58M, et se place ainsi dans l'orbite de transfert géostationnaire désirée. La charge utile est alors séparée. Une chronologie détaillée de l'opération de mise en orbite est donnée au bas de cette page.

Briz-M

Voir la section sur les étages Briz.

KVRB

Au cours des années 1990, Khrounitchev a développé un nouvel étage pour Proton : le KVRB. Il est basé sur l'étage 12KRB qui avait été fourni à l'Inde pour son lanceur GSLV.

Le KVRB est propulsé par un moteur RD-56M que le KBKhM avait développé durant les années 1960, et qui n'avait jamais servi. Cet étage peut fonctionner jusqu'à neuf heures en orbite. Sa masse est de 3,6t, pour une longueur de 8,6m et un diamètre de 3,8m. Ses réservoirs peuvent contenir 19t d'ergols (LOX/LH2). Il est aussi équipé de deux petits moteurs (Acide nitrique/UDMH) pour assurer le guidage et le contrôle d'attitude.