"Krunichev国家研究和生产太空中心"的质子号长久以来都是俄罗斯重型轨道发射载具。为了进行苏联冷战期间太空竞赛的有人探月计划而开发，之后质子号转换成提供无人探索服务，它发射了多项历史性的“第一次”任务包括飞抵月球、火星和金星。20世纪70年代质子号开始了长期且稳定地发射国防和政府卫星到静止轨道。自从冷战结束后质子号已建立庞大的商业发射业务。在1960年代一开始质子号是由"切洛梅设计局"所开发。由于最初克里姆林宫把它定为潜在的两段型超级洲际飞弹(命名为UR500)，它被设计成使用可储存自燃推进剂（四氧化二氮和二甲基联氨）。Valentin Glusko开发了当时最先进的火箭引擎，真空中 150公吨推力两阶段燃烧循环 RD-253，为火箭的第一段提供推力。从"切洛梅 "UR200洲际飞弹第一段引擎升级成有60公吨以上推力的四具两阶段燃烧循环 Kosberg引擎 为第二段火箭提供动力。为了进行苏联的有人月球计划而开发的UR500K轨道发射载具则增加第三段火箭，其搭载的引擎与第二段相同但数目只有一具，这使得 UR500很快地被导向太空飞行。在1965~66年 两段的UR500进行四次试验飞行，发射一系列重量 12.2公吨名为"质子"的研究酬载到轨道上。这个名称不久就变成运载火箭本身的称号。三段UR500K（质子号 K）在1967年开始飞行，能够运送超过19公吨酬载到低地球轨道，可选择增加的第四段火箭可运送超过5公吨酬载飞向月球。西方世界似乎认为 质子号是苏联对 NASA土星I/IB的回应。

  从1967~69年 科罗廖夫设计局以液态氧/煤油为推进剂的Block D被搭载在质子号K第四段上，连续发射进行绕月飞行任务的无人Zond太空船。Zond被设计成可运送太空人，该计划是要在美国阿波罗计划太空人抵达月球之前 先送苏联太空人绕行月球，但Zond和质子号接连遭遇挫折而延迟测试计划。前六次测试飞行中有四次遭遇到质子号或 Block D故障。1968年7月筹备的第七次发射因加压的 Block D氧化剂槽在发射台上破裂而被终止。该事故有三名工作人员丧生，但质子号K其他部分和Zond太空船则没有损害。另一个质子号和Zond在1968年九月被准备 ，Zond 5成为第一个绕行月球并返回地球的太空船，两个月后 Zond 6也绕行月球。然而由于飞行期间出现的问题使得送太空人进行下个任务的计划被推迟。 Zond 5未能执行预拟的“荡来荡去型”重返大气层飞行，而是以高G弹道飞行进入大气圈降落在印度洋。 Zond 6则因减压而面临降落伞无法张开的问题。一个成功的无人飞行---Zond 7 直到1969年八月才实现 但那时美国已经完成阿波罗八、十与十一号计划，总共有九个美国太空人被送入绕月轨道而且还有两个太空人已经在月球表面行走。政治领导人决定放弃有人Zond飞行计划，但允许质子号在1970年发射最后一次Zond 8绕月任务该次飞行以成功收场。这决策有可取之处毕竟前 20个质子号K/Block D 任务仅有6次发射成功。质子号不只还没准备好进行无人太空服务更不用说要运送太空人。禁止飞行进行六个月的检查，1970年八月次轨道质子 K工程测试飞行之后持续的成功才出现。质子号接著在1970年代的 59次飞行有 46成功，在之后的几十年成功率更高于93％。

 

三段的质子号K增加第四段BlocK D用来发射探索月球的Zond太空船

 

 

 

从1969~76年，质子号发射一系列 Luna太空船到月球的任务。1969年七月美国阿波罗11号太空人在月球期间，著名的Luna15尝试要降落在月球上但失败了。一年后Luna16成功执行第一次无人月球样本返回任务和搭载第一台无人月球车"Lunakhood 1"的Luna17降落在另一个天体上。接著Luna系列太空船继续定期著陆在月球表面或是绕行月球直到1976年的Luna24进行最后一次月球样本返回任务后才停止。1970年代和80年代，质子号也进行到达火星和金星的任务。 1971年Mars2和 3成为第一个绕行红色星球跟尝试著陆的太空船。1976年Mars 2降落时坠毁成为火星上第一个人造物体其姊妹船Mars 3在几天后实现了第一次火星软著陆，但著陆后不久就停止传输资料。1975年Venera 9 成为第一个绕行和著陆在金星上的太空船，并且从另一个星球的表面传回图像。姊妹船Venera 10 重复这两个壮举。拥有质子号和Venera 系列太空船，苏联让最伟大的行星探测成功实现。1978年Venera 11和12 降落在金星表面，1981年Venera 13和14 也进行一样的任务。1983年Venera 15和16 被送入金星周回轨道以雷达绘制部分金星表面。1984年两具质子号火箭野心勃勃地发射 维加 1和 2，最终成为非常成功的金星和哈雷彗星任务，这是第一次苏联电视台播出质子号火箭发射的画面，以前从未见过的强力质子号照片出现在全世界报纸和杂志上。质子号也发射一系列太空站与太空船，从1971年的 Salyut 1 到1982年的 Salyut 7、TKS大型太空船，以及1980年代~90年代进行和平号太空站组装，并在1998~2000年发射两具国际太空站舱室。从1974年开始质子号使用Block D第四段执行苏联的第一个静止轨道卫星发射。不久质子号每年都发射十次以上的军事/民用通信、ELNIT，早期警戒和导航卫星进入预定轨道。冷战于1991年结束后，质子号的发射数量有所下降但西方商业通信卫星发射很快地填补了空白。 

 

用于低地球轨道任务的质子号K只有三段，这是发射国际太空站的Zvezda舱室的照片。

 

 

质子号K的改进型----质子号M

更新电子设备和改进第一段引擎的质子号M在2001年替代原本的质子号K。从那时开始质子号M又进行一系列阶段性能提升包括减重、更好的推进剂管理、引擎推力增加和装载更多的推进剂。装满燃料并搭载第四段Breeze M的质子号M 有61公尺高 重量约705公吨。质子号的第一到第三段火箭燃烧自燃性 N2O4 / UDMH 推进剂。第一段火箭由长20公尺、直径4.1公尺的氧化剂槽外面包围著 六具1.7公尺直径的燃料槽所组成。会有这种设计是为了方便从莫斯科以铁路运送该段硬体到拜科努尔，燃料槽个别运送到发射场后与氧化剂槽做最后组装。每个燃料槽尾端搭载一具RD275引擎，六具引擎提供超过1000公吨推力。质子号的4.1公尺直径第二段火箭是由四具RD210引擎提供 237公吨推力。 4.1公尺直径的第三段火箭则由一具RD210与四具11.7公吨推力的微调引擎提供推力。质子号的飞行控制系统安装在第三段火箭，前三段火箭燃烧由其控制。

 

Block DM

质子号的Block DM第四段是从1960年代苏联登月计划开发的Block D衍生而来，该段使用可重复点火、喷嘴可动的RD-58M引擎，燃烧液态氧和煤油产生8.5公吨推力。两个可储存推进剂（N2O4 / UDMH) 推进器位在该段底部当火箭惯性飞行时提供三轴稳定。Block DM的球形液态氧槽安装在环形煤油燃料槽上方。该段火箭导引、导航和控制硬体的设备舱安装在液态氧槽上面。主引擎被安装在尾部并且有部分主引擎被煤油燃料槽围住。管状桁架结构联结各自独立的燃料槽和设备舱。在火箭上升过程中锥形尾部罩和圆柱形前罩为Block DM提供保护。

 

Breeze M

Breeze M第四段火箭比Block DM系列提供了更佳的酬载发射能力。大部分的性能提升来自于使用丢弃式的推进剂槽。丢弃式推进剂槽围绕一个由推进剂槽、电子舱和推进系统组成的核心部位。一具可动喷嘴、有19.62kN推力的R2000主引擎为Breeze M提供动力，此外还有四具 394 N推力的“冲量调节引擎”与十二具 13.3 N推力的姿态调整引擎，主引擎可以重复点火达八次。Breeze M使用比Block DM更低推力的主引擎。因此Block DM只需进行一次的近地点点火，Breeze M必须施行两次以上才能把酬载送入静止转移轨道。通常第一次点火会提升远地点高度到5,000~7,000公里，第二次点火在遶完轨道、第一次点火完毕后约2.5小时开始，提升远地点到到达 3.5万公里的静止轨道高度。第二次近地点点火实际上是两次点火接续进行的，而用完的推进剂槽则在这两次点火之间被丢弃。最后的点火是在远地点、上一次点火完毕后约 5.2小时进行 提高近地点高度和降低轨道倾斜角度。质子号M/Breeze-M 任务可以持续 9~10小时相较于 5.5~6.5小时的质子号K/Block DM。为了处理越来越重的酬载，Krunichev推出了“增强型”质子号M/Breeze M。改进型质子号M火箭采用升级的RD276第一段引擎，为各段进行重量减轻，为了更轻量化也重新配置Breeze M的电子设备，并提高 Breeze M比冲。改进型质子号M的"Phase 3"可以发射 6.15公吨酬载让其以1500公尺/秒飞抵静止轨道； "Phase 4"则可发射 6.35公吨酬载让其以1500公尺/秒飞抵静止轨道，这是质子号M进行长秒时惯性飞行静止转移轨道、超同步转移轨道飞行的发射能力。

 

用于发射静止轨道卫星的质子号K/Block DM  与  质子号M/Breeze M 发射能力比较图，其中第四段火箭有外观上的区别Breeze M比起Block DM直径较大、长度较短。