โปรตอน (โครงการดาวเทียม)

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

ภูมิหลัง 
ดาวเทียมโปรตอนเป็นห้องปฏิบัติการอัตโนมัติขนาดใหญ่ที่ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรในปี พ.ศ. 2508–2511 เพื่อศึกษาอนุภาคพลังงานสูงและรังสีคอสมิก ดาวเทียมเหล่านี้ใช้การทดสอบการส่งขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBM) แบบ  ซึ่งเป็นจรวดแบบสองขั้นตอนที่มีน้ำหนักบรรทุกสูง ออกแบบโดยสำนักออกแบบพิเศษของสหภาพโซเวียตในการออกแบบเครื่องบินที่ไม่มีนักบิน  ซึ่งมี วลาดีมีร์ เชโลเมย์ () เป็นผู้นำองค์กร ภารกิจหลักเพื่อบรรทุกหัวรบนิวเคลียร์ขนาด 100 เมกะตัน ดาวเทียมโปรตอนแต่ละดวงจะถูกบรรจุอยู่ในจรวดขั้นที่สามที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ ที่เพิ่มซ้อนเข้าไปบนจรวด

การออกแบบดาวเทียม 

โปรตอน 1–3 มีขนาดเท่ากันโดยมีมวล 12,200 กิโลกรัม (26,900 ปอนด์) โดยมีบรรจุภัณฑ์ทางวิทยาศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นภายใต้การดูแลของนักวิทยาศาสตร์ เซอร์เกย์ นิโคลาเยวิช เวียร์นอฟ () จากสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์-ฟิสิกส์นิวเคลียร์ของมหาวิทยาลัยมอสโก การทดลองประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมา, กล้องโทรทรรศน์ตรวจจับการเปล่งแสงวับ (scintillator) และอุปกรณ์นับตามสัดส่วนสำหรับตรวจวัดอนุภาคจากการไอออไนเซชันของแก๊ส ตัวนับสามารถระบุพลังงานทั้งหมดของอนุภาคคอสมิกพลังงานสูงพิเศษแต่ละอนุภาคได้ทีละอนุภาคซึ่งเป็นความสามารถที่ไม่เคยมีในดาวเทียมมาก่อน แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะได้รับการพัฒนาขึ้นก่อนหน้านั้นแปดปี โดยศาสตราจารย์ นาอูม เลโอนีโดวิช กริโกรอฟ () แต่  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; NO) 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  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  (ปัจจุบันถูกกำหนดชื่อเป็น "โปรตอน") จรวดรุ่นนี้และรุ่นต่อมาส่วนใหญ่ถูกนำมาใช้ในการปล่อยยานอวกาศไปยังดวงจันทร์ในโครงการซอนด์ () อย่างไรก็ตามในวันที่ 16 พฤศจิกายน พ.ศ. 2511 เวลา 11:40 น. UTC ดาวเทียมโปรตอน 4 ซึ่งเป็นรุ่นสุดท้ายและมีขนาดใหญ่กว่ามากถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรผ่านจรวดโปรตอน   จากฐานส่ง 81/24 ที่ไบโคนูร์คอสโมโดรม เพื่อดำเนินการค้นหาควาร์กต่อไป และเสริมการวัดรังสีคอสมิกของดาวเทียมโปรตอนรุ่นก่อนหน้า  ดาวเทียมโปรตอนดวงสุดท้ายนี้กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกในวันที่ 24 กรกฎาคม พ.ศ. 2512

สิ่งตกทอด 
ดาวเทียมโปรตอนได้รับการประกาศจากสื่อมวลชนของโซเวียตว่าเป็นจุดเริ่มต้นของขั้นตอนใหม่ในการสำรวจอวกาศของสหภาพโซเวียต ความสำเร็จของโปรตอนทำให้ วลาดีมีร์ เชโลเมย์ มีสถานะในอุตสาหกรรมจรวดของโซเวียตเทียบเท่ากับ เซียร์เกย์ โคโรเลฟ () แห่ง  (ผู้พัฒนา สปุตนิก, วอสตอก และวอสฮอด) และ มีฮาอิล ยันเกล () จาก  (ผู้ออกแบบขีปนาวุธทางทหารคนสำคัญ) จรวด  เดิมชื่อ ( ) หมายถึงเฮอร์คิวลิส ถูกเปลี่ยนชื่อเป็น "โปรตอน" เมื่อมีการรายงานข่าวที่สับสนทำให้ชื่อของจรวดนำส่งและวัสดุที่บรรทุกกลายเป็นชื่อเดียวกัน แม้ว่าโปรตอนจะไม่เคยใช้ในบทบาทขีปนาวุธข้ามทวีป แต่ก็กลายเป็นจรวดนำส่งที่ประสบความสำเร็จเป็นพิเศษสำหรับส่งดาวเทียมเชิงพาณิชย์ซึ่งให้บริการได้ดีจนถึงในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1990

ดูเพิ่ม 

 โครงการอวกาศโซเวียต

อ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น 

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

ดาวเทียมสำรวจโลก
ยานอวกาศที่ถูกส่งในปี พ.ศ. 2508
ยานอวกาศที่ถูกส่งในปี พ.ศ. 2509
ยานอวกาศที่ถูกส่งในปี พ.ศ. 2511