Az amerikai űrprogram első éveiben a fő feladat a rakéta- és űrrendszerek jellemzőinek javítása volt. Gyorsan világossá vált, hogy a technikai paraméterek növekedése jelentős nehézségekkel jár, és az indítás költségeinek növekedéséhez kell vezetnie. Erre a problémára érdekes megoldást javasoltak a Big Dumb Booster koncepció formájában.
Hülye nagy rakéta
Az akkori rakéta- és űrrendszereket nagy műszaki összetettség jellemezte. A magasabb jellemzők elérése érdekében új anyagokat fejlesztettek ki és vezettek be, ígéretes mintákat készítettek minden osztályú berendezésekből, motorokat fejlesztettek ki stb. Mindez a rakéták fejlesztésének és gyártásának költségeihez vezetett.
A számítások azt mutatták, hogy az ilyen megközelítések fenntartása mellett a rakomány kivonásának költségei legalább ugyanazon a szinten maradnak, vagy akár növekedni is kezdenek. A gazdasági teljesítmény fenntartásához vagy javításához radikálisan új, koncepció szintű megoldásokra volt szükség. Az első ilyen irányú vizsgálatok az ötvenes évek legvégén kezdődtek, és hamarosan valódi eredményeket hoztak.
A NASA számos magán űrhajózási vállalattal együttműködve számos új koncepciót dolgozott ki a fejlett rendszerekhez. Az egyiket Big Dumb Boosternek hívták - "Nagy hülye (vagy primitív) hordozórakéta".
Ennek a koncepciónak a lényege az volt, hogy a hordozórakétát és annak egyes alkotóelemeit a lehető legegyszerűbbé tegyék. Ehhez csak jól elsajátított anyagokat és technológiákat kellett használni, elhagyva az újak kifejlesztését. Ezenkívül egyszerűsíteni kellett a rakéta és alkatrészeinek kialakítását. Ugyanakkor szükség volt a fuvarozó növelésére, növelve hasznos terhelését.
Az első becslések azt sugallják, hogy ez a tervezési és gyártási megközelítés lehetővé tette a BDB számára, hogy drámai költségcsökkentést érjen el a bevezetések során. A "hagyományos" megjelenésű és ígéretes hordozórakétákkal összehasonlítva az új modellek sokszor gazdaságosabbak voltak. A termelés növekedésére is számítottak.
Így a BDB emlékeztető gyorsan felépítheti és felkészülhet az indításra, majd nagyobb terhelést küldhet pályára. Az előkészítés és a bevezetés ésszerű költséggel járt volna. Mindez jó ösztönzővé válhat az asztronautika további fejlesztésére, de először alapvetően új projektek kidolgozására és megvalósítására volt szükség.
Alapvető megoldások
Számos rakéta- és űrtechnológiai fejlesztő szervezet vett részt a BDB koncepció kidolgozásában. Számos hordozórakéta -projektet javasoltak és állítottak elő különböző fokig. A javasolt minták észrevehetően különböztek egymástól megjelenésükben vagy jellemzőikben, ugyanakkor számos közös vonással rendelkeztek.
A rakéta egyszerűsítése és költségeinek csökkentése érdekében azt javasolták, hogy ne könnyű ötvözetekből, hanem hozzáférhető és jól elsajátított acélokból építsenek. Mindenekelőtt a martenzites acélok kategóriájába tartozó nagy szilárdságú és képlékeny osztályokat vettük figyelembe. Az ilyen anyagok lehetővé tették nagyobb rakéták építését a szükséges erősségi paraméterekkel és elfogadható költséggel. Ezenkívül acélszerkezeteket lehetett megrendelni a vállalatok széles körétől, beleértve. különböző iparágakból - a légi közlekedésből a hajógyártásig.
Egy nagy rakéta nagy terheléssel nagy teljesítményű meghajtórendszert igényelt, de maga az ilyen termék rendkívül drága és összetett volt. Javasolták a probléma megoldását a leghatékonyabb üzemanyagtípusok használatával, valamint a motor kialakításának megváltoztatásával. Ezen a területen az egyik fő elképzelés a turbószivattyús egységek - a folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek egyik legösszetettebb alkotóeleme - elutasítása volt. A tartályokban megnövekedett nyomás miatt üzemanyagot és oxidálószert akartak szállítani. Ez a megoldás önmagában jelentős költségmegtakarítást eredményezett.
A javasolt anyagok és ötvözetek biztosították a megfelelő potenciállal rendelkező nagy szerkezetek építését. A Big Dumb Booster rakéta teherbírása 400-500 tonnára vagy többre növelhető. A rakéta méretének növekedésével csökkent a száraz tömeg aránya a kilövő tömegben, ami új sikereket és további megtakarításokat ígért.
A jövőben a rakétákat vagy azok elemeit újrafelhasználhatóvá lehetne tenni, amit a tartós acélok használata elősegített. Emiatt az indítási költségek további csökkentését tervezték.
A valódi eredmények eléréséhez azonban szükség volt a kutatómunka befejezésére, majd a kísérleti tervezés elindítására. A látszólagos egyszerűség ellenére ezek a szakaszok sok évet vehetnek igénybe, és jelentős finanszírozást igényelnek. Ennek ellenére az űripar vállalatai vállalták ezt a kockázatot, és elkezdtek ígéretes "primitív" hordozórakétákat tervezni.
Merész projektek
Az első új típusú projektek 1962 -ben jelentek meg, és a NASA szakemberei értékelték őket. A BDB ezen változatai közös elképzeléseken alapultak, de különböző módon használták fel őket. Különösen még az indítási módszerben is voltak különbségek.
Az igazi rekordtartó a General Dynamics által kifejlesztett NEXUS rakéta lehet. Egylépcsős hordozórakéta volt, amelynek magassága 122 m, maximális átmérője 45,7 m, stabilizátorokkal 50 m-es tartományban. A becsült indítótömeg elérte a 21,8 ezer tonnát, az alacsony földi pályára történő felbocsátáshoz szükséges teher más pályák esetében a teherbírás fele akkora volt.
A NEXUS rakéta állítólag pályára bocsátotta a rakományt, majd ejtőernyőkkel és szilárd hajtóanyagú leszállómotorokkal landolt az óceánokban. A szolgáltatás után egy ilyen BDB új repülést hajthat végre.
Ugyanebben az évben jelent meg az Aerojet cég Sea Dragon projektje. Szupernehéz tengeri indító hordozórakétát javasolt, és ehhez nincs szükség külön indítóberendezésekre. Ezenkívül a tervek szerint hajóépítő vállalkozásokat is bevontak az ilyen rakéták gyártásába, amelyek rendelkeznek a szükséges - nem a legbonyolultabb - technológiákkal a fémszerkezetek összeszereléséhez.
A "Sea Dragon" kétlépcsős rendszer szerint épült, mindkettőn egyszerűsített rakétahajtóművekkel. A rakéta hossza elérte a 150 m -t, átmérője - 23 m. Súlya - kb. 10 ezer tonna, hasznos teher - 550 tonna a LEO számára. Az első szakaszban kerozin-oxigén motort biztosítottak 36 millió kgf tolóerővel. A földi indító komplexum helyett egy kompaktabb rendszert javasoltak. Nagy ballaszttartály formájában készült, a szükséges eszközökkel az első szakasz aljára rögzítve.
A tervezők elképzelése szerint a Sea Dragon rakétát egy hajógyárnak kellett volna gyártania a szokásos "hajó" anyagokból. Ezután egy vontató segítségével vízszintes helyzetben lévő terméket el kell vontatni az indítási helyre. A kilövő rendszer lehetővé tette a rakéta vízszintes helyzetből függőleges helyzetbe történő átvitelét a hajótest mintegy felének huzatával. Ezután a Sárkány elindíthatja a motorokat és felszállhat. A lépések visszatérését ejtőernyők segítségével hajtották végre, amelyek a vízre szálltak.
Olcsó, de drága
A szupernehéz hordozórakéták, a Big Dumb Booster projektjei nagy érdeklődést mutattak az űrhajózás további fejlődése kapcsán. Ezek végrehajtása azonban számos jellegzetes nehézséggel járt, amelyek leküzdése nélkül lehetetlen volt elérni a kívánt eredményeket. A műszaki javaslatok és projektek józan értékelése az egész irány bezárásához vezetett.
Az Aeroget, a General Dynamics és más vállalatok által javasolt projektek továbbfejlesztése nagyon nehéz feladat volt. Az "olcsó" rakéta létrehozásához nagy kiadásokra volt szükség a projektfejlesztéshez és a meglévő technológiák űrbeli alkalmazásokhoz történő adaptálásához. Ugyanakkor a belátható időn belül keletkező rakétáknak semmi érdekük sem volt: a több száz tonnás hasznos teher egyszerűen hiányzott, és nem várható az elkövetkező években.
A NASA nem tartotta helyénvalónak időt, pénzt és erőfeszítéseket pazarolni olyan projektekre, amelyekből valódi haszon nem származik. A hatvanas évek közepére minden munka megszűnt a BDB témában. Ezeknek a munkáknak a résztvevői közül néhányan megpróbálták a projekteket átalakítani más feladatokra, de ebben az esetben nem kaptak folytatást. Az adófizetők örömére a BDB -vel kapcsolatos munka korán leállt, és kevés pénzt költöttek a kétes programra.
Amint az amerikai űrhajósok további fejlődése kimutatta, a nehéz és szupernehéz hordozórakéták valóban találtak hasznot, de a több száz tonna teherbírású rendszerek feleslegesek, valamint túl bonyolultak és drágák - az eredeti tervek ellenére. Az űrhajósok fejlődése a "Nagy Primitív Rakéta" nélkül folytatódott - és megmutatta a kívánt eredményeket.
