Proton-M (UR-500M)

59年の歴史を持つ大型ロケット（1965-2024、毒性燃料により2023年退役）

Rockets
Russia
Heavy-lift
Retired
UDMH Toxic
Angara Predecessor
作者

Tech Research Portfolio

公開

2025年11月2日

1 エグゼクティブサマリー

Proton-M（プロトンM） は、ロシアのKhrunichev State Research and Production Space Centerが製造した大型打上げロケットで、1965年Proton初飛行から2023年退役まで59年間運用された。Protonファミリー総打上げ430回（成功率88.8%）、Proton-M単独115回（成功率90%） の実績を持つ。毒性燃料UDMH/N2O4を使用し、カザフスタンの環境抗議とAngara A5による後継移行により2023年3月12日最終飛行で退役した。ソ連/ロシア宇宙計画の主力ロケットとして、ISS組み立て、GLONASS、商業衛星打上げに貢献した。

1.1 主要特徴

項目 内容
製造 Khrunichev State Research and Production Space Center
国 ロシア / ソ連
分類 大型（Heavy-lift）
初飛行 1965年7月16日（Proton）、2001年4月7日（Proton-M）
最終飛行 2023年3月12日（Olymp-K-2）
運用期間 59年（Protonファミリー）、22年（Proton-M）
総打上げ 430回（Protonファミリー）、115回（Proton-M）
成功率 88.8%（Protonファミリー）、90%（Proton-M）
ペイロード LEO 23 t、GTO 6.9 t
燃料 UDMH / N2O4（毒性、環境汚染）
退役理由 環境問題、カザフスタン抗議、Angara A5後継

1.2 歴史的位置づけ

graph TD
    A[Proton-M歴史的重要性] --> B[59年運用]
    A --> C[毒性燃料問題]
    A --> D[Angara A5後継]

    B --> B1[Protonファミリー430回]
    B --> B2[ソ連/ロシア宇宙計画主力]
    B --> B3[ISS・GLONASS・商業衛星]

    C --> C1[UDMH/N2O4毒性]
    C --> C2[カザフスタン環境汚染]
    C --> C3[2014年抗議運動]

    D --> D1[2023年3月12日最終飛行]
    D --> D2[Angara A5移行2024年]
    D --> D3[クリーン燃料RP-1/LOX]

2 技術仕様

2.1 全体構成

項目 仕様
全高 58.2 m
直径 7.4 m（基部）、4.15 m（コア）
打上げ時質量 712,000 kg
段数 3段+上段（Briz-M or Blok DM）

2.2 ペイロード能力

軌道 ペイロード
LEO 23,000 kg
GTO 6,920 kg（Briz-M使用時）
GEO 3,250 kg

2.3 Angara A5比較

項目 Proton-M Angara A5
GTO 6,920 kg 5,400 kg（Briz-M）、7,500 kg（KVTK計画）
燃料 UDMH/N2O4（毒性） RP-1/LOX（クリーン）
コスト $25-35M $71.6-100M（2-3倍）
射場 バイコヌール（カザフスタン）のみ プレセツク、ヴォストーチヌイ（ロシア）
退役 2023年3月 —

Proton-Mの優位性: ペイロード大、コスト安 Angara A5の優位性: クリーン燃料、ロシア領土打上げ

3 推進システム

3.1 第1段（6 × RD-276）

RD-276エンジン進化

RD-253（1961-1963開発、Glushko設計）
  ↓
RD-275（1987-1993、+7.7%推力、GEO 6 t可能）
  ↓
RD-276（RD-275M、+5%推力 vs RD-275、+12% vs RD-253）
項目 仕様
エンジン数 6基
総推力（海面） 10.0 MN
総推力（真空） 11.0 MN
燃料 UDMH / N2O4（毒性）

3.2 第2段・第3段

  • 第2段: 3 × RD-0210（または4 × RD-0211）、推力約2.4 MN
  • 第3段: 1 × RD-0213（または RD-0214）、推力約583 kN
  • 燃料: すべてUDMH / N2O4（毒性）

3.3 上段オプション

Briz-M（Breeze-M）

項目 仕様
エンジン S5.98M
推力 19.62 kN
比推力 326 s
燃料 UDMH / N2O4（毒性）
再着火 最大8回
用途 GTO、GEO、惑星間ミッション
GTOペイロード 6,920 kg

Blok DM

  • 製造: RKK Energiya
  • 燃料: RP-1（Kerosene）/ LOX
  • 用途: GEO、月、惑星間ミッション
  • 派生: 1970年代から使用

4 毒性燃料問題

4.1 UDMH/N2O4の特性

項目 内容
燃料 UDMH（非対称ジメチルヒドラジン）
酸化剤 N2O4（四酸化二窒素）
ヒパーゴリック 接触で自然発火（点火装置不要）
保存性 常温保存可能

4.2 環境・健康被害

環境汚染

  • 発がん性: UDMH発がん性疑い
  • 急性毒性: 人体への極度の毒性
  • 生態系破壊: 落下地点の広大な領域汚染
  • 酸性雨: N2O4燃焼により毒性窒素化合物生成
  • 土壌汚染: UDMH代謝物が基準値を大幅超過
  • 水質汚染: 堆積物・水中に毒性化学物質

健康影響

  • がんリンク: 人間のがんとの関連性
  • 呼吸器障害: 急性曝露による呼吸器ダメージ
  • 長期影響: 周辺住民の慢性健康被害

5 カザフスタン環境抗議

5.1 背景

  • 射場: バイコヌール宇宙基地（カザフスタン、ロシアが2050年まで租借）
  • 問題: Proton第1段がカザフスタン領土に落下、UDMH汚染

5.2 主要抗議事件

2006年: 国会議員の抗議

  • 事件: UDMH燃料ロケット墜落
  • 対応: カザフスタン国会議員2名がUDMH使用終了を要求

2014年: 反UDMH運動

  • 組織: 全国社会民主党（カザフスタン）
  • 要求: Proton-M打上げ禁止、毒性残留物による汚染停止
  • 政治弾圧疑惑: 反対派が政府による「反ヘプチル運動」弾圧を告発

5.3 環境被害の実態

  • 落下区域: カザフスタン領土にProton第1段落下
  • 汚染範囲: 植生、土壌、堆積物、水域が重度汚染
  • 基準値超過: ロシア衛生基準を大幅に超える化学物質濃度

5.4 政治的圧力

  • カザフスタンの要求: ロシアにProton退役を圧力
  • バイコヌール退去運動: 活動家がロシアのバイコヌール退去を主張
  • 打上げ禁止要求: 毒性残留物を理由にProton-M打上げ禁止要求

5.5 ロシアの対応

  • Angara A5開発: 環境配慮型後継機
  • クリーン燃料移行: UDMH/N2O4 → RP-1/LOX
  • ヴォストーチヌイ開発: カザフスタン依存脱却

6 打上げ実績

6.1 統計

Protonファミリー全体（1965-2023年）

  • 総打上げ: 430回
  • 成功: 382回
  • 失敗: 48回
  • 成功率: 88.8%

Proton-K（1967-2012年）

  • 運用期間: 45年
  • 総打上げ: 310回
  • 宇宙機投入: 372機

Proton-M（2001-2023年）

  • 運用期間: 22年
  • 総打上げ: 115回
  • 成功: 104回
  • 失敗: 11回
  • 成功率: 90%

6.2 最終飛行

  • 日付: 2023年3月12日23:13 UTC
  • 射場: バイコヌール Site 200/39
  • ペイロード: Olymp-K-2 / Luch-5X（軍事衛星）
  • 結果: ✅ 成功
  • 意義: Protonファミリー59年の歴史終了

7 主要ミッション

7.1 ソ連時代の成果

  • Salyut宇宙ステーション（1971-1986年）
  • Mir宇宙ステーションモジュール（1986-1996年）
  • Luna月サンプルリターン
  • Venera金星探査
  • ISS Zaryaモジュール（1998年11月20日、Proton-K）
  • ISS Zvezdaモジュール（2000年7月12日、Proton-K）

7.2 ロシア時代の商業成功

International Launch Services（ILS）

  • 運用者: ILS（商業打上げサービス）
  • 顧客: Intelsat、SES、Eutelsat等
  • 市場: GEO通信衛星主力
  • ピーク期: 1990-2010年代

GLONASSシステム

  • 用途: ロシアGPS相当の航法衛星
  • 打上げ機: Proton-M/Briz-M
  • 重要性: ロシア戦略インフラ

8 経済性

8.1 コスト比較

ロケット コスト GTOペイロード コスト/kg（GTO）
Proton-M $25-35M 6,920 kg $3,613-5,058
Angara A5 $71.6-100M 5,400 kg（Briz-M） $13,259-18,519
Falcon 9 $55-65M 8,300 kg $6,627-7,831

Proton-Mの優位性: Angara A5の1/2-1/3コスト、Falcon 9より低コスト

8.2 市場課題

  • SpaceX競争: Falcon 9再使用性とコスト競争力
  • 信頼性: 90%成功率 vs Falcon 9約98%
  • 環境スティグマ: 毒性UDMH負のイメージ
  • 政治リスク: バイコヌール租借依存

9 退役とAngara A5移行

9.1 退役タイムライン

timeline
    title Proton-M退役とAngara A5移行
    2014 : Angara A5初飛行（テスト）
    2018 : Proton生産終了発表
    2020 : Angara A5 2回目（6年間隔）
    2023-02-10 : Elektro-L No.4（Proton-M最終商業打上げ）
    2023-03-12 : Olymp-K-2（Proton-M最終飛行）✅
    2024-04-11 : Angara A5ヴォストーチヌイ初飛行
    2024- : Angara A5運用継続

9.2 退役理由

  1. 環境問題: 毒性UDMH/N2O4による汚染
  2. カザフスタン抗議: 環境被害による打上げ禁止要求
  3. Angara A5運用: 環境配慮型後継機の実用化
  4. コスト効率: Angaraファミリー長期的コスト削減期待（未達成）

9.3 Angara A5移行の課題

課題: - コスト高: Angara A5はProton-Mの2-3倍高額 - ペイロード不足: Angara A5 GTO 5.4 t < Proton-M 6.9 t（-22%） - 低頻度: Angara A5は10年間で4回のみ

メリット: - クリーン燃料: RP-1/LOX（CO2+H2O燃焼生成物） - ロシア領土打上げ: ヴォストーチヌイ（カザフスタン依存脱却） - 政治リスク回避: バイコヌール租借終了（2050年）対策

10 歴史的遺産

10.1 成果

  • 59年運用: 世界最長クラスのロケットファミリー運用期間
  • 430回打上げ: 大型ロケットとして世界トップクラスの実績
  • ソ連/ロシア宇宙計画の主力: Salyut、Mir、ISS組み立てに貢献
  • 商業衛星市場リーダー: 1990-2010年代の主力GEO打上げ機

10.2 教訓

  • 毒性燃料の代償: UDMH環境被害が退役の主因
  • カザフスタン依存リスク: 政治的不安定性
  • 成功率90%の限界: 現代基準（Falcon 9 98%）に届かず
  • コスト競争力: 安価も再使用Falcon 9に劣る

10.3 終焉

  • 最終飛行: 2023年3月12日（Olymp-K-2）
  • 後継: Angara A5（2014年初飛行、2024年運用）
  • 退役日: 2023年3月12日
  • 遺産: 歴史的大型ロケット、環境問題が退役を促進

11 まとめ

Proton-Mは、1965年Proton初飛行から2023年退役まで59年間運用されたソ連/ロシア宇宙計画の主力大型ロケットで、Protonファミリー430回打上げ（成功率88.8%）、Proton-M単独115回（成功率90%） の実績を誇る。ISS組み立て、GLONASS、商業GEO衛星打上げに貢献し、1990-2010年代の商業市場リーダーであった。

主要成果: - 59年運用: 世界最長クラスのロケットファミリー運用期間 - 430回打上げ: ソ連/ロシア宇宙計画の主力 - ISS組み立て: Zarya（1998年）、Zvezda（2000年）モジュール打上げ

退役理由: - 毒性燃料UDMH/N2O4: 環境汚染、発がん性、生態系破壊 - カザフスタン抗議: 2006年以降の環境被害抗議、打上げ禁止要求 - Angara A5後継: 環境配慮型クリーン燃料（RP-1/LOX）への移行

Angara A5移行の課題: - コスト: Angara A5はProton-Mの2-3倍高額 - ペイロード: Angara A5 GTO 5.4 t < Proton-M 6.9 t（-22%） - 低頻度: Angara A5は10年間で4回のみ → 量産効果未達成

Proton-Mは、59年の運用実績と430回の打上げによりソ連/ロシア宇宙史に不可欠な存在であったが、毒性燃料による環境被害が退役を促し、2023年3月12日最終飛行で歴史を閉じた。Angara A5への移行はコスト・ペイロード面で課題を抱えるも、環境配慮とロシア主権領土打上げの実現により、長期的な戦略的価値が期待される。

12 データソース

本調査は以下のWebSearch結果に基づく：

  1. WEBSEARCH_proton_m_specifications.md - Proton-M仕様、RD-276エンジン進化、ペイロード
  2. WEBSEARCH_proton_m_retirement.md - 退役（2023年3月12日）、統計（430回、88.8%成功率）
  3. WEBSEARCH_proton_m_environmental.md - UDMH毒性、カザフスタン抗議、Angara後継

ATONEMENT遵守: ✅ 3/3 WebSearches保存（100%）

完全パス: - /home/user/tech-research-portfolio/projects/rockets_facilities/data/rockets/russia/proton-m.yaml - /home/user/tech-research-portfolio/projects/rockets_facilities/docs/rockets/russia/Proton-M.qmd - /home/user/tech-research-portfolio/projects/rockets_facilities/work_sessions/session_20251101_rockets/websearch_results/WEBSEARCH_proton_m_*.md

最終更新: 2025-11-02 調査フェーズ: Phase 1B - Russia/Europe Rockets 調査順序: 7/7（Proton-M、Phase 1B完了）