Under de första åren av det amerikanska rymdprogrammet var huvuduppgiften att förbättra egenskaperna hos raket- och rymdsystem. Det blev snabbt klart att ökningen av tekniska parametrar var förknippad med betydande svårigheter och borde leda till ökade kostnader för lanseringar. En intressant lösning på detta problem föreslogs i form av Big Dumb Booster -konceptet.
Stor dum raket
Projekten för raket- och rymdsystem på den tiden kännetecknades av hög teknisk komplexitet. För att få högre egenskaper utvecklades och introducerades nya material, lovande prov på utrustning av alla klasser skapades, motorer utvecklades etc. Allt detta ledde till en ökning av kostnaden för att utveckla och producera missiler.
Beräkningar visade att kostnaden för lastuttag kommer att bibehållas åtminstone på samma nivå eller till och med börja växa samtidigt som sådana metoder upprätthålls. För att bibehålla eller förbättra den ekonomiska utvecklingen krävdes radikalt nya lösningar på konceptnivå. De första studierna i denna riktning började i slutet av femtiotalet och gav snart verkliga resultat.
NASA har i samarbete med ett antal privata flyg- och rymdföretag tagit fram flera nya koncept för avancerade system. En av dem kallades Big Dumb Booster - "Stora dumma (eller primitiva) skjutbilar."
Kärnan i detta koncept var att förenkla utformningen av lanseringsfordonet och dess individuella komponenter så mycket som möjligt. För detta var det nödvändigt att endast använda väl behärskade material och teknik och överge utvecklingen av nya. Det var också nödvändigt att förenkla utformningen av själva raketen och dess komponenter. Samtidigt var det nödvändigt att öka transportören och öka dess nyttolast.
Initiala uppskattningar tyder på att denna design- och tillverkningsmetod har gjort det möjligt för BDB att leverera dramatiska kostnadsminskningar vid lanseringar. I jämförelse med de befintliga och lovande bärraketerna av det "traditionella" utseendet var de nya modellerna många gånger mer ekonomiska. Produktionstillväxt förväntades också.
Således kunde BDB -förstärkaren snabbt bygga och förbereda sig för lansering och sedan skicka en större last till en bana. Förberedelse och lansering hade varit till en rimlig kostnad. Allt detta kan bli ett bra incitament för vidareutveckling av astronautik, men först var det nödvändigt att utveckla och genomföra grundläggande nya projekt.
Grundläggande lösningar
Flera utvecklingsorganisationer för raket- och rymdteknik deltog i utvecklingen av BDB -konceptet. De har föreslagit och i varierande grad förberett ett antal lanseringsfordonsprojekt. De föreslagna proverna var märkbart olika från varandra i sitt utseende eller egenskaper, men samtidigt hade de ett antal gemensamma drag.
För att förenkla och minska kostnaden för raketen föreslogs att man inte skulle bygga av lätta legeringar utan av tillgängligt och väl behärskat stål. Först och främst övervägdes höghållfasthet och seghetskvaliteter från kategorin kopplingsstål. Sådana material gjorde det möjligt att bygga större missiler med erforderliga hållfasthetsparametrar och en rimlig kostnad. Dessutom kunde stålkonstruktioner beställas från ett brett spektrum av företag, inkl. från olika branscher - från luftfart till skeppsbyggnad.
En stor raket med tung last krävde ett kraftfullt framdrivningssystem, men en sådan produkt i sig var extremt dyr och komplex. Det föreslogs att lösa detta problem genom att använda de mest effektiva typerna av bränsle, samt genom att ändra motorns konstruktion. En av huvudidéerna på detta område var avslag på turbopumpsenheter - en av de mest komplexa komponenterna i raketmotorer med flytande drivmedel. Det var planerat att leverera bränsle och oxidationsmedel på grund av det ökade trycket i tankarna. Enbart denna lösning gav betydande kostnadsbesparingar.
De föreslagna materialen och legeringarna säkerställde konstruktionen av stora strukturer med motsvarande potential. Nyttolasten för en Big Dumb Booster-raket kan ökas till 400-500 ton eller mer. Med en ökning av raketens storlek minskade andelen torr massa i lanseringsvikten, vilket lovade nya framgångar och ytterligare besparingar.
I framtiden kan raketer eller deras element göras återanvändbara, vilket underlättades av användning av hållbart stål. På grund av detta var det planerat att få ytterligare en minskning av lanseringskostnaden.
Men för att få verkliga resultat var det nödvändigt att slutföra forskningsarbete och sedan starta experimentell design. För all till synes enkelhet kan dessa steg ta många år och kräva betydande finansiering. Ändå tog företag inom rymdindustrin denna risk och började designa lovande "primitiva" startbilar.
Djärva projekt
De första projekten av ett nytt slag dök upp 1962 och utvärderades av NASA -specialister. Dessa variationer av BDB baserades på vanliga idéer, men använde dem på olika sätt. I synnerhet fanns det skillnader även i startmetoden.
Den riktiga rekordhållaren kan vara NEXUS -raketen som utvecklats av General Dynamics. Det var ett enstegs lanseringsfordon med en höjd av 122 m och en maximal diameter på 45,7 m med stabilisatorer i ett intervall på 50 m. Den beräknade lanseringsvikten nådde 21,8 tusen ton, nyttolasten för sjösättning i jordbana låg uppe till 900 ton. För andra banor var bärförmågan halva storleken.
NEXUS-raketen var tänkt att skjuta lasten i omloppsbana och sedan landa i haven med fallskärmar och fasta drivande landningsmotorer. Efter service kan en sådan BDB utföra en ny flygning.
Samma år dök projektet Sea Dragon från Aerojet -företaget upp. Han föreslog en supertung sjöraketer, och den krävde inga separata uppskjutningsanläggningar. Dessutom var det planerat att involvera skeppsbyggnadsföretag i produktionen av sådana missiler, som har den nödvändiga - inte den mest komplicerade - tekniken för att montera metallkonstruktioner.
"Sea Dragon" byggdes enligt ett tvåstegsschema med förenklade raketmotorer på båda. Rakettlängden nådde 150 m, diameter - 23 m. Vikt - ca. 10 tusen ton, nyttolast - 550 ton för LEO. I det första steget tillhandahölls en fotogen-syremotor med en dragkraft på 36 miljoner kgf. Istället för ett markstartskomplex föreslogs ett mer kompakt system. Den gjordes i form av en stor ballasttank med de nödvändiga anordningarna fästa vid botten av det första steget.
Som tänkt av konstruktörerna skulle Sea Dragon -raketen vara gjord av ett varv från vanliga "skeppsmaterial". Sedan, med hjälp av en bogserbåt, ska produkten i horisontellt läge bogseras till sjösättningsplatsen. Lanseringssystemet gav överföring av raketen från en horisontell till en vertikal position med ett drag på ungefär hälften av skrovet. Sedan kunde Draken starta motorerna och lyfta. Stegen återvände med hjälp av fallskärmar med landning på vattnet.
Billigt men dyrt
Projekten för supertunga startbilar Big Dumb Booster var av stort intresse i samband med den vidare utvecklingen av astronautiken. Emellertid var deras genomförande förknippat med ett antal karakteristiska svårigheter, utan att övervinna vilka det var omöjligt att uppnå önskade resultat. En nykter utvärdering av tekniska förslag och projekt ledde till att hela riktningen stängdes.
Vidareutveckling av de föreslagna projekten från Aeroget, General Dynamics och andra företag var en mycket svår uppgift. För att skapa en "billig" raket krävdes stora utgifter för projektutveckling och anpassning av befintlig teknik för rymdapplikationer. Samtidigt var de resulterande missilerna inom överskådlig framtid inte av intresse: någon nyttolast på hundratals ton var helt enkelt frånvarande och förväntades inte under de kommande åren.
NASA ansåg det olämpligt att slösa tid, pengar och ansträngning på projekt utan verklig nytta. I mitten av sextiotalet hade allt arbete med BDB-ämnet upphört. Några av deltagarna i dessa verk försökte göra om projekt för andra uppgifter, men i det här fallet fick de ingen fortsättning. Till skattebetalarnas glädje slutade arbetet med BDB tidigt och lite pengar spenderades på det tvivelaktiga programmet.
Som den vidare utvecklingen av amerikansk astronautik visade användes tunga och supertunga skjutbilar, men system med en bärighet på hundratals ton var överflödiga, liksom alltför komplexa och dyra - trots de ursprungliga planerna. Utvecklingen av astronautik fortsatte utan "Big Primitive Rocket" - och visade önskade resultat.
