โปรตอน (โครงการดาวเทียม)

โปรตอน (รัสเซีย: Протон, อักษรโรมัน: Proton ) เป็นดาวเทียมตรวจจับรังสีคอสมิกและอนุภาคมูลฐาน สี่ดวงของสหภาพโซเวียต เข้าสู่วงโคจรในปี พ.ศ. 2508–2511 โดยสามดวงแรกส่งโดยจรวดทดสอบ УР-500 (อักษรโรมัน: UR-500 ) ซึ่งเป็นขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBM) และอีกหนึ่งดวงส่งโดยจรวด Протон-К (อักษรโรมัน: Proton-K ) ดาวเทียมทั้งสี่ดวงทำภารกิจสำเร็จ โดยดวงสุดท้ายกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกในปี พ.ศ. 2512

โปรตอน 1, 2, 3  และ 4 Протон-1, 2, 3  и 4
ดาวเทียมโปรตอน
ประเภทภารกิจ	ดาราศาสตร์
ผู้ดำเนินการ	สหภาพโซเวียต
COSPAR ID	1965-054A (โปรตอน 1) 1965-087A (โปรตอน 2) 1966-060A (โปรตอน 3) 1968-103A (โปรตอน 4)
ข้อมูลยานอวกาศ
ผู้ผลิต	ОКБ-52 [en]
มวลขณะส่งยาน	12,200 กิโลกรัม (26,900 ปอนด์) (โปรตอน 1) 12,200 กิโลกรัม (26,900 ปอนด์) (โปรตอน 2) 12,200 กิโลกรัม (26,900 ปอนด์) (โปรตอน 3) 17,000 กิโลกรัม (37,000 ปอนด์) (โปรตอน 4)
เริ่มต้นภารกิจ
วันที่ส่งขึ้น	โปรตอน 1: 16 กรกฎาคม 2508 (2508-07-16) 17:16 UTC+6 โปรตอน 2: 2 พฤศจิกายน 2508 (2508-11-02) 18:28 UTC+6 โปรตอน 3: 6 กรกฎาคม 2509 (2509-07-06) 18:57 UTC+6 โปรตอน 4: 16 พฤศจิกายน 2511 (2511-11-16) 17:40 UTC+6
จรวดนำส่ง	УР-500 (1–3), Протон-К (4)
ฐานส่ง	ไบโคนูร์คอสโมโดรม ฐานส่ง 81/23 (1–3), ไบโคนูร์คอสโมโดรม ฐานส่ง 81/24 (4)
สิ้นสุดภารกิจ
การกำจัด	De-orbited
เข้าสู่ชั้นบรรยากาศ	โปรตอน 1: 11 ตุลาคม 2508 โปรตอน 2: 6 กุมภาพันธ์ 2509 โปรตอน 3: 6 กันยายน 2509 โปรตอน 4: 24 กรกฎาคม 2512
ลักษณะวงโคจร
ระบบอ้างอิง	พ้องคาบโลก
ความเยื้อง	.030 (1–3), .017 (4)
ระยะใกล้สุด	โปรตอน 1: 183 กิโลเมตร (114 ไมล์) โปรตอน 2: 189 กิโลเมตร (117 ไมล์) โปรตอน 3: 185 กิโลเมตร (115 ไมล์) โปรตอน 4: 248 กิโลเมตร (154 ไมล์)
ระยะไกลสุด	โปรตอน 1: 589 กิโลเมตร (366 ไมล์) โปรตอน 2: 608 กิโลเมตร (378 ไมล์) โปรตอน 3: 585 กิโลเมตร (364 ไมล์) โปรตอน 4: 477 กิโลเมตร (296 ไมล์)
อินคลิเนชั่น	63.5° (1–3), 31.5° (4)
คาบการโคจร	≈92 นาที (1–4)

ภูมิหลัง

ดาวเทียมโปรตอนเป็นห้องปฏิบัติการอัตโนมัติขนาดใหญ่ที่ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรในปี พ.ศ. 2508–2511 เพื่อศึกษาอนุภาคพลังงานสูงและรังสีคอสมิก ดาวเทียมเหล่านี้ใช้การทดสอบการส่งขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBM) แบบ УР-500 ซึ่งเป็นจรวดแบบสองขั้นตอนที่มีน้ำหนักบรรทุกสูง ออกแบบโดยสำนักออกแบบพิเศษของสหภาพโซเวียตในการออกแบบเครื่องบินที่ไม่มีนักบิน (ОКБ-52) ซึ่งมี วลาดีมีร์ เชโลเมย์ (รัสเซีย: Влади́мир Челоме́й) เป็นผู้นำองค์กร ภารกิจหลักเพื่อบรรทุกหัวรบนิวเคลียร์ขนาด 100 เมกะตัน ดาวเทียมโปรตอนแต่ละดวงจะถูกบรรจุอยู่ในจรวดขั้นที่สามที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ ที่เพิ่มซ้อนเข้าไปบนจรวด УР-500

การออกแบบดาวเทียม

 

แผนผังของดาวเทียมโปรตอน

โปรตอน 1–3 มีขนาดเท่ากันโดยมีมวล 12,200 กิโลกรัม (26,900 ปอนด์) โดยมีบรรจุภัณฑ์ทางวิทยาศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นภายใต้การดูแลของนักวิทยาศาสตร์ เซอร์เกย์ นิโคลาเยวิช เวียร์นอฟ (รัสเซีย: Серге́й Никола́евич Вернóв) จากสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์-ฟิสิกส์นิวเคลียร์ของมหาวิทยาลัยมอสโก การทดลองประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมา, กล้องโทรทรรศน์ตรวจจับการเปล่งแสงวับ (scintillator) และอุปกรณ์นับตามสัดส่วนสำหรับตรวจวัดอนุภาคจากการไอออไนเซชันของแก๊ส ตัวนับสามารถระบุพลังงานทั้งหมดของอนุภาคคอสมิกพลังงานสูงพิเศษแต่ละอนุภาคได้ทีละอนุภาคซึ่งเป็นความสามารถที่ไม่เคยมีในดาวเทียมมาก่อน แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะได้รับการพัฒนาขึ้นก่อนหน้านั้นแปดปี โดยศาสตราจารย์ นาอูม เลโอนีโดวิช กริโกรอฟ (รัสเซีย: Нау́м Леони́дович Григо́ров) แต่ УР-500 เป็นจรวดบูสเตอร์รุ่นแรกที่มีประสิทธิภาพมากพอที่จะส่งดาวเทียมที่มีเครื่องวัดอนุภาคที่มีความอ่อนไหวเข้าสู่วงโคจรได้ ตัวนับสามารถวัดรังสีคอสมิกด้วยระดับพลังงานได้ถึง 100 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ (eV)

โปรตอน 3 ยังติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ ตรวจจับการเปล่งแสงวับจากการแผ่รังสีเชเรนคอฟของแก๊ส (gas-Cherenkov-scintillator) เพื่อพยายามตรวจจับอนุภาคพื้นฐานที่ได้รับการตั้งสมมติฐานใหม่คือควาร์ก บรรจุภัณฑ์การทดลองทั้งหมดมีมวล 4,000 กก. (8,800 ปอนด์) และประกอบด้วยชิ้นส่วนโลหะ, พลาสติก และพาราฟิน

โทรมาตรถ่ายทอดผ่านสัญญาณนำทาง (beacon) ที่ 19.910 เมกะเฮิร์ตซ แผงโซลาร์เซลล์สี่แผงจ่ายพลังงานให้กับดาวเทียมซึ่งระบายความร้อนแผงด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ดาวเทียมมีความเสถียรในการหมุนโดยระบบควบคุมทิศทางถูกควบคุมโดยเครื่องยนต์เจ็ต มีระบบควบคุมความชื้น ระบบทั้งหมดถูกควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ภายใน

โปรตอน 4 มีมวลที่มากกว่าคือ 17,000 กิโลกรัม (37,000 ปอนด์) โดยมีเครื่องมือหลักคือแคลอรีมิเตอร์ไอออไนเซชันที่ประกอบด้วยแท่งเหล็กและตัวเปล่งแสงวับพลาสติก อุปกรณ์ตรวจวัดที่ประกอบด้วยคาร์บอนหนึ่งก้อนและโพลีเอทิลีนอีกชิ้นหนึ่ง ซึ่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับรังสีคอสมิกและสเปกตรัมของพลังงานจากการชนกันที่เป็นไปได้ของอนุภาครังสีคอสมิกกับนิวเคลียสของอนุภาคในชั้นบรรยากาศของไฮโดรเจน, คาร์บอน และเหล็ก ที่เกิดขึ้นในวงโคจร และยังคงดำเนินการค้นหาควาร์ก

ภารกิจ

โปรตอน 1

โปรตอน 1 ถูกส่งเข้าสู่วงโคจรโลก ในวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2508 เวลา 11:16 UTC จากฐานส่ง 81/23 ที่ไบโคนูร์คอสโมโดรม แม้ว่าการปล่อยจะพบอุปสรรคจากการรั่วไหลในท่อส่งสารออกซิไดซ์ (oxidizer) ซึ่งส่งผลให้ไนโตรเจนเตตรอกไซด์ (NTO; N₂O₄) หกรดบนสายไฟฟ้า ในช่วงแรกของเที่ยวบินผู้เชี่ยวชาญในการส่งจรวดได้รับสัญญาณที่ระบุว่าดาวเทียมกำลังทำงานอยู่เท่านั้น อย่างไรก็ตามในที่สุดโปรตอน 1 ก็ทำงานได้ตามปกติโดยส่งกลับข้อมูลทางฟิสิกส์ของอนุภาคคอสมิกพลังงานสูงพิเศษ ภารกิจกินเวลา 45 วัน และดาวเทียมกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกในวันที่ 11 ตุลาคม พ.ศ. 2508

โปรตอน 2

โปรตอน 2 ที่แทบจะเหมือนกับโปรตอน 1 ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรเมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน พ.ศ. 2508 เวลา 12:28 น. UTC จากฐานส่ง 81/23 ที่ไบโคนูร์คอสโมโดรม และกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกในวันที่ 6 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2509 ในช่วงเวลาของการส่ง ผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันเชื่อว่าโปรตอนรุ่นแรกเป็นส่วนประกอบของสถานีอวกาศทดลองเนื่องจากน้ำหนักของดาวเทียมและโซเวียตใช้คำว่า "สถานี" ในการระบุถึงดาวเทียมสังเกตการณ์

โปรตอน 3

หลังจากการทดสอบครั้งที่สามของการปล่อยจรวด УР-500 ในวันที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2509 เวลา 14:39 น. UTC ไม่ประสบความสำเร็จ โปรตอน 3 ก็ได้ถูกนำขึ้นสู่วงโคจรโลกในวันที่ 6 กรกฎาคม พ.ศ. 2509 เวลา 12:57 น. ในการทดสอบจรวดครั้งที่สี่และเป็นครั้งสุดท้าย โดยเป็นดาวเทียมดวงแรก ๆ ที่ติดตั้งอุปกรณ์ค้นหาควาร์ก และอนุภาคมูลฐานอื่น ๆ ซึ่งเป็นส่วนย่อยของอิเล็กตรอน ดาวเทียมดังกล่าวกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกในวันที่ 6 กันยายน พ.ศ. 2509

โปรตอน 4

หลังจากสิ้นสุดการทดสอบจรวด УР-500 (ปัจจุบันถูกกำหนดชื่อเป็น "โปรตอน") จรวดรุ่นนี้และรุ่นต่อมาส่วนใหญ่ถูกนำมาใช้ในการปล่อยยานอวกาศไปยังดวงจันทร์ในโครงการซอนด์ (รัสเซีย: Зонд) อย่างไรก็ตามในวันที่ 16 พฤศจิกายน พ.ศ. 2511 เวลา 11:40 น. UTC ดาวเทียมโปรตอน 4 ซึ่งเป็นรุ่นสุดท้ายและมีขนาดใหญ่กว่ามากถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรผ่านจรวดโปรตอน Протон-К จากฐานส่ง 81/24 ที่ไบโคนูร์คอสโมโดรม เพื่อดำเนินการค้นหาควาร์กต่อไป และเสริมการวัดรังสีคอสมิกของดาวเทียมโปรตอนรุ่นก่อนหน้า ดาวเทียมโปรตอนดวงสุดท้ายนี้กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกในวันที่ 24 กรกฎาคม พ.ศ. 2512

สิ่งตกทอด

ดาวเทียมโปรตอนได้รับการประกาศจากสื่อมวลชนของโซเวียตว่าเป็นจุดเริ่มต้นของขั้นตอนใหม่ในการสำรวจอวกาศของสหภาพโซเวียต ความสำเร็จของโปรตอนทำให้ วลาดีมีร์ เชโลเมย์ มีสถานะในอุตสาหกรรมจรวดของโซเวียตเทียบเท่ากับ เซียร์เกย์ โคโรเลฟ (รัสเซีย: Серге́й Королёв) แห่ง ОКБ-1 (ผู้พัฒนา สปุตนิก, วอสตอก และวอสฮอด) และ มีฮาอิล ยันเกล (รัสเซีย: Михаил Янгель) จาก ОКБ-456 (ผู้ออกแบบขีปนาวุธทางทหารคนสำคัญ) จรวด УР-500 เดิมชื่อ (รัสเซีย: Геркулес, อักษรโรมัน: Gerkules ) หมายถึงเฮอร์คิวลิส ถูกเปลี่ยนชื่อเป็น "โปรตอน" เมื่อมีการรายงานข่าวที่สับสนทำให้ชื่อของจรวดนำส่งและวัสดุที่บรรทุกกลายเป็นชื่อเดียวกัน แม้ว่าโปรตอนจะไม่เคยใช้ในบทบาทขีปนาวุธข้ามทวีป แต่ก็กลายเป็นจรวดนำส่งที่ประสบความสำเร็จเป็นพิเศษสำหรับส่งดาวเทียมเชิงพาณิชย์ซึ่งให้บริการได้ดีจนถึงในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1990

ดูเพิ่ม

การบินอวกาศ

• โครงการอวกาศโซเวียต

อ้างอิง

1. "Proton 1". NASA Space Science Data Coordinated Archive. สืบค้นเมื่อ 23 October 2020.
2. "Proton 2". NASA Space Science Data Coordinated Archive. สืบค้นเมื่อ 23 October 2020.
3. "Proton 3". NASA Space Science Data Coordinated Archive. สืบค้นเมื่อ 23 October 2020.
4. "Proton 4". NASA Space Science Data Coordinated Archive. สืบค้นเมื่อ 23 October 2020.
5. Wade, Mark. "UR-500". สืบค้นเมื่อ 23 October 2020.
6. Chertok, Boris (2011). Rockets and People. Volume IV, The Moon Race. Washington D.C.: NASA. p. 21. OCLC 775599532.
7. William R. Corliss (1967). Scientific Satellites. Washington D.C.: Science and Technical Information Division, Office of Technology Utilization, National Aeronautics and Space Administration. pp. 779–780.
8. "Aeronautics and Astronautics, 1965" (PDF). NASA. p. 342. สืบค้นเมื่อ 24 April 2020.
9. hart, douglas m. (1987). The Encyclopedia of Soviet Spacecraft. New York: Exeter Books. pp. 82–83. OCLC 17249881.
10. "MEASUREMENTS OF THE COSMIC RAY SPECTRA IN THE 10¹⁰-10¹³ RANGE FROM THE PROTON-1, 2, 3 SATELLITES". Proceedings of the 11th International Conference on Cosmic Rays, held in Budapest, 25 August – 4 September 1969. p. 567.
11. McDowell, Jonathan. "Launch Log". Jonathon's Space Report. สืบค้นเมื่อ 30 December 2018.
12. McDowell, Jonathan. "Satellite Catalog". Jonathon's Space Report. สืบค้นเมื่อ 23 October 2020.
13. "News Digest (Soviets launched)". Aviation Week and Space Technology. New York: McGraw Hill Publishing Company. 8 November 1965. สืบค้นเมื่อ 23 October 2020.
14. "Aeronautics and Astronautics, 1965" (PDF). NASA. p. 333. สืบค้นเมื่อ 24 April 2020.
15. Asif A. Siddiqi. Challenge to Apollo: The Soviet Union and the Space Race, 1945–1974 (PDF). Washington D.C.: NASA. p. 339-440, 967, 971. OCLC 1001823253.

แหล่งข้อมูลอื่น

• ประวัติของ "NPO Mashinostroyenia"
• , Ionization-Neutron CAlorimeter – โครงการต่อเนื่องยุคใหม่ในการทดลองโปรตอนที่ สถาบันเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งรัสเซีย