U prvim godinama američkog svemirskog programa, glavni zadatak bio je poboljšati karakteristike raketnih i svemirskih sistema. Ubrzo je postalo jasno da je povećanje tehničkih parametara povezano sa značajnim poteškoćama i da bi trebalo dovesti do povećanja cijene lansiranja. Zanimljivo rješenje ovog problema predloženo je u obliku koncepta Big Dumb Booster.
Velika glupa raketa
Projekti raketnih i svemirskih sistema tog vremena odlikovali su se visokom tehničkom složenošću. Za dobivanje većih karakteristika razvijeni su i uvedeni novi materijali, stvoreni su obećavajući uzorci opreme svih klasa, razvijeni motori itd. Sve je to dovelo do povećanja troškova razvoja i proizvodnje projektila.
Proračuni su pokazali da će, uz zadržavanje takvih pristupa, troškovi povlačenja tereta ostati barem na istoj razini ili čak početi rasti. Za održavanje ili poboljšanje ekonomskih performansi bila su potrebna radikalno nova rješenja na razini koncepta. Prva istraživanja u ovom smjeru započela su krajem pedesetih godina i ubrzo su dala prave rezultate.
NASA je u suradnji s brojnim privatnim svemirskim kompanijama razvila nekoliko novih koncepata za napredne sisteme. Jedan od njih zvao se Big Dumb Booster - "Veliko glupo (ili primitivno) lansirno vozilo."
Suština ovog koncepta bila je pojednostaviti dizajn lansirnog vozila i njegovih pojedinačnih komponenti što je više moguće. Za to je bilo potrebno koristiti samo dobro savladane materijale i tehnologije, napuštajući razvoj novih. Također je bilo potrebno pojednostaviti dizajn same rakete i njenih komponenti. U isto vrijeme bilo je potrebno povećati nosač, povećavajući njegovo nosivost.
Prve procjene ukazuju na to da je ovaj pristup dizajnu i proizvodnji omogućio BDB -u da postigne dramatično smanjenje troškova lansiranja. U usporedbi s postojećim i obećavajućim raketama nosačima "tradicionalnog" izgleda, novi su modeli bili višestruko ekonomičniji. Očekivao se i rast proizvodnje.
Tako se BDB pojačivač mogao brzo izgraditi i pripremiti za lansiranje, a zatim poslati veće opterećenje u orbitu. Priprema i lansiranje bi bili po razumnoj cijeni. Sve bi to moglo postati dobar poticaj za daljnji razvoj astronautike, ali prvo je bilo potrebno razviti i provesti fundamentalno nove projekte.
Osnovna rješenja
Nekoliko razvojnih organizacija raketne i svemirske tehnologije učestvovalo je u razvoju BDB koncepta. Oni su predložili i do različitih stepena pripravnosti donijeli brojne projekte lansirnih vozila. Predloženi uzorci značajno su se međusobno razlikovali po izgledu ili karakteristikama, ali su istovremeno imali niz zajedničkih obilježja.
Kako bi se pojednostavili i smanjili troškovi rakete, predloženo je da se ne gradi od lakih legura, već od pristupačnih i dobro svladanih čelika. Prije svega, uzete su u obzir klase visoke čvrstoće i duktilnosti iz kategorije čelika za maragiranje. Takvi su materijali omogućili izgradnju većih projektila sa potrebnim parametrima čvrstoće i razumnom cijenom. Osim toga, čelične konstrukcije mogu se naručiti od širokog spektra kompanija, uključujući iz različitih industrija - od zrakoplovstva do brodogradnje.
Velika raketa s velikim opterećenjem zahtijevala je snažan pogonski sistem, ali sam takav proizvod bio je izuzetno skup i složen. Predloženo je rješavanje ovog problema korištenjem najefikasnijih vrsta goriva, kao i promjenom dizajna motora. Jedna od glavnih ideja u ovoj oblasti bilo je odbacivanje turbopumpnih jedinica - jedne od najsloženijih komponenti raketnih motora na tekuće gorivo. Planirano je snabdijevanje gorivom i oksidantom zbog povećanog pritiska u rezervoarima. Samo ovo rješenje omogućilo je značajne uštede.
Predloženi materijali i legure osigurali su izgradnju velikih konstrukcija s odgovarajućim potencijalom. Korisno opterećenje rakete Big Dumb Booster moglo bi se povećati na 400-500 tona ili više. S povećanjem veličine rakete, udio suhe mase u lansirnoj težini se smanjio, što je obećavalo nove uspjehe i dodatne uštede.
U budućnosti bi se rakete ili njihovi elementi mogli ponovno upotrijebiti, što je olakšano upotrebom izdržljivih čelika. Zbog toga je planirano dodatno smanjenje troškova lansiranja.
Međutim, da bi se dobili pravi rezultati, bilo je potrebno dovršiti istraživački rad, a zatim pokrenuti eksperimentalni dizajn. Uprkos prividnoj jednostavnosti, ove faze bi mogle trajati mnogo godina i zahtijevati znatna sredstva. Ipak, poduzeća u svemirskoj industriji preuzela su ovaj rizik i započela s projektiranjem obećavajućih "primitivnih" lansirnih vozila.
Hrabri projekti
Prvi projekti nove vrste pojavili su se 1962. godine i ocijenili su ih stručnjaci NASA -e. Ove varijacije BDB -a bile su zasnovane na zajedničkim idejama, ali su ih koristile na različite načine. Konkretno, bilo je razlika čak i u početnoj metodi.
Pravi rekorder mogla bi biti raketa NEXUS koju je razvila kompanija General Dynamics. Bila je to jednostupanjska lansirna lampa visine 122 m i maksimalnog promjera 45,7 m sa stabilizatorima u rasponu od 50 m. Procijenjena težina lansiranja dosegla je 21,8 hiljada tona, nosivost za lansiranje u orbitu sa niskom zemljom je porasla do 900 tona. Za ostale orbite nosivost je bila upola manja.
Raketa NEXUS trebala je lansirati teret u orbitu, a zatim sletjeti u oceane koristeći padobrane i strojeve za slijetanje na čvrsto gorivo. Nakon servisa, takav BDB bi mogao izvesti novi let.
Iste godine pojavio se projekt Sea Dragon iz kompanije Aerojet. Predložio je super tešku raketu-nosač za lansiranje mora, i za to nisu bila potrebna nikakva zasebna postrojenja za lansiranje. Osim toga, planirano je uključivanje brodograđevnih poduzeća u proizvodnju takvih projektila, koji imaju potrebne - ne najkompliciranije - tehnologije za sastavljanje metalnih konstrukcija.
"Sea Dragon" je izgrađen prema dvostepenoj šemi sa pojednostavljenim raketnim motorima na oba. Dužina rakete dostigla je 150 m, promjer - 23 m. Težina - cca. 10 hiljada tona, nosivost - 550 tona za LEO. U prvoj fazi, osiguran je motor na kerozin-kisik s potiskom od 36 milijuna kgf. Umjesto kompleksa za lansiranje na zemlju, predložen je kompaktniji sistem. Napravljen je u obliku velikog balastnog rezervoara sa potrebnim uređajima pričvršćenim na dno prvog stepena.
Kako su zamislili dizajneri, raketu Sea Dragon trebalo je izraditi brodogradilište od uobičajenih "brodskih" materijala. Zatim, uz pomoć tegljača, proizvod u vodoravnom položaju treba odvući na mjesto lansiranja. Sistem za lansiranje omogućio je prijenos rakete iz vodoravnog u okomiti položaj s gazom od oko polovice trupa. Tada bi Zmaj mogao pokrenuti motore i poletjeti. Povratak stepenica izveden je uz pomoć padobrana sa slijetanjem na vodu.
Jeftino, ali skupo
Projekti superteških lansirnih vozila Big Dumb Booster bili su od velikog interesa u kontekstu daljnjeg razvoja astronautike. Međutim, njihova provedba bila je povezana s nizom karakterističnih poteškoća, bez čijeg prevladavanja nije bilo moguće postići željene rezultate. Trezvena procjena tehničkih prijedloga i projekata dovela je do zatvaranja cijelog pravca.
Daljnji razvoj predloženih projekata iz kompanija Aeroget, General Dynamics i drugih kompanija bio je vrlo težak zadatak. Za stvaranje "jeftine" rakete bili su potrebni veliki troškovi za razvoj projekata i prilagođavanje postojećih tehnologija za svemirske aplikacije. U isto vrijeme, nastale rakete u doglednoj budućnosti nisu bile od interesa: bilo koji teret od stotina tona jednostavno je izostao i nije se očekivao u narednim godinama.
NASA je smatrala da je neprikladno gubiti vrijeme, novac i trud na projekte bez stvarne koristi. Sredinom šezdesetih godina sav rad na temi BDB je prestao. Neki od učesnika ovih radova pokušali su preraditi projekte za druge zadatke, ali u ovom slučaju nisu dobili nastavak. Na radost poreznih obveznika, rad na BDB -u je rano prestao, a na sumnjiv program potrošeno je malo novca.
Kao što je pokazao daljnji razvoj američke astronautike, teška i super teška lansirna vozila su ipak pronašla upotrebu, ali su sistemi nosivosti stotine tona bili suvišni, ali i previše složeni i skupi - unatoč prvobitnim planovima. Razvoj astronautike nastavio se bez "velike primitivne rakete" - i pokazao željene rezultate.
