Nei primi anni del programma spaziale americano, il compito principale era migliorare le caratteristiche dei razzi e dei sistemi spaziali. È diventato subito chiaro che l'aumento dei parametri tecnici era associato a difficoltà significative e avrebbe dovuto portare ad un aumento del costo dei lanci. Un'interessante soluzione a questo problema è stata proposta sotto forma di Big Dumb Booster concept.
Grande stupido razzo
I progetti di razzi e sistemi spaziali di quel tempo si distinguevano per l'elevata complessità tecnica. Per ottenere caratteristiche più elevate, sono stati sviluppati e introdotti nuovi materiali, sono stati creati campioni promettenti di attrezzature di tutte le classi, sono stati sviluppati motori, ecc. Tutto ciò ha portato ad un aumento dei costi di sviluppo e produzione di missili.
I calcoli hanno mostrato che, pur mantenendo tali approcci, il costo del ritiro delle merci rimarrà almeno allo stesso livello o addirittura inizierà a crescere. Per mantenere o migliorare la performance economica, erano necessarie soluzioni radicalmente nuove a livello di concept. I primi studi in questa direzione iniziarono alla fine degli anni Cinquanta e presto diedero risultati concreti.
La NASA, in collaborazione con una serie di aziende aerospaziali private, ha elaborato diversi nuovi concetti per sistemi avanzati. Uno di questi si chiamava Big Dumb Booster - "Grande veicolo di lancio stupido (o primitivo)".
L'essenza di questo concetto era semplificare il più possibile il design del veicolo di lancio e dei suoi singoli componenti. Per questo, era necessario utilizzare solo materiali e tecnologie ben controllati, abbandonando lo sviluppo di nuovi. Era inoltre necessario semplificare la progettazione del razzo stesso e dei suoi componenti. Allo stesso tempo, è stato necessario aumentare il vettore, aumentando il suo carico utile.
Le stime iniziali suggeriscono che questo approccio di progettazione e produzione ha consentito a BDB di offrire notevoli riduzioni dei costi nei lanci. Rispetto ai razzi vettori esistenti e promettenti dall'aspetto "tradizionale", i nuovi modelli erano molte volte più economici. Era prevista anche una crescita della produzione.
Pertanto, il booster BDB potrebbe costruire rapidamente e prepararsi per il lancio, e quindi inviare un carico maggiore in orbita. La preparazione e il lancio sarebbero stati a un costo ragionevole. Tutto ciò poteva diventare un buon incentivo per l'ulteriore sviluppo dell'astronautica, ma prima era necessario sviluppare e realizzare progetti fondamentalmente nuovi.
Soluzioni fondamentali
Diverse organizzazioni di sviluppo della tecnologia missilistica e spaziale hanno partecipato allo sviluppo del concetto BDB. Hanno proposto e portato a vari gradi di prontezza una serie di progetti di veicoli di lancio. I campioni proposti erano notevolmente diversi l'uno dall'altro nell'aspetto o nelle caratteristiche, ma allo stesso tempo avevano una serie di caratteristiche comuni.
Per semplificare e ridurre il costo del razzo, è stato proposto di costruire non con leghe leggere, ma con acciai accessibili e ben controllati. Prima di tutto, sono stati considerati i gradi ad alta resistenza e duttili della categoria degli acciai Maraging. Tali materiali hanno permesso di costruire missili più grandi con i parametri di resistenza richiesti e un costo ragionevole. Inoltre, le strutture in acciaio possono essere ordinate da una vasta gamma di aziende, incl. da vari settori - dall'aviazione alla costruzione navale.
Un grande razzo con un carico pesante richiedeva un potente sistema di propulsione, ma un tale prodotto in sé era estremamente costoso e complesso. È stato proposto di risolvere questo problema utilizzando i tipi di carburante più efficienti, nonché modificando il design del motore. Una delle idee principali in questo settore era il rifiuto delle unità turbopompa, uno dei componenti più complessi dei motori a razzo a propellente liquido. È stato pianificato di fornire carburante e ossidante a causa dell'aumento della pressione nei serbatoi. Questa soluzione da sola ha consentito un notevole risparmio sui costi.
I materiali e le leghe proposti hanno garantito la costruzione di grandi strutture con il corrispondente potenziale. Il carico utile di un razzo Big Dumb Booster potrebbe essere aumentato a 400-500 tonnellate o più. Con un aumento delle dimensioni del razzo, la proporzione di massa secca nel peso di lancio è diminuita, il che ha promesso nuovi successi e ulteriori risparmi.
In futuro, i razzi oi loro elementi potrebbero essere resi riutilizzabili, il che è stato facilitato dall'uso di acciai durevoli. A causa di ciò, è stato pianificato di ottenere un'ulteriore riduzione del costo di lancio.
Tuttavia, per ottenere risultati reali, era necessario completare il lavoro di ricerca e quindi avviare la progettazione sperimentale. Nonostante l'apparente semplicità, queste fasi potrebbero richiedere molti anni e richiedere finanziamenti sostanziali. Tuttavia, le imprese dell'industria spaziale si sono prese questo rischio e hanno iniziato a progettare promettenti veicoli di lancio "primitivi".
Progetti audaci
I primi progetti di un nuovo tipo apparvero nel 1962 e furono valutati dagli specialisti della NASA. Queste variazioni del BDB erano basate su idee comuni, ma le usavano in modi diversi. In particolare, c'erano differenze anche nel metodo di partenza.
Il vero detentore del record potrebbe essere il razzo NEXUS sviluppato da General Dynamics. Era un veicolo di lancio a stadio singolo con un'altezza di 122 me un diametro massimo di 45,7 m con stabilizzatori in un'apertura di 50 m Il peso di lancio stimato ha raggiunto 21,8 mila tonnellate, il carico utile per il lancio in orbita terrestre bassa è aumentato a 900 tonnellate Per altre orbite, la capacità di carico era la metà delle dimensioni.
Il razzo NEXUS avrebbe dovuto lanciare il carico in orbita e poi atterrare negli oceani utilizzando paracadute e motori di atterraggio a propellente solido. Dopo il servizio, un tale BDB potrebbe eseguire un nuovo volo.
Nello stesso anno è apparso il progetto Sea Dragon della compagnia Aerojet. Ha proposto un razzo vettore di lancio marittimo super pesante e non ha richiesto alcuna struttura di lancio separata. Inoltre, è stato pianificato di coinvolgere le imprese di costruzione navale nella produzione di tali missili, che dispongono delle tecnologie necessarie, non delle più complicate, per l'assemblaggio di strutture metalliche.
"Sea Dragon" è stato costruito secondo uno schema a due stadi con motori a razzo semplificati su entrambi. La lunghezza del razzo ha raggiunto 150 m, diametro - 23 m Peso - ca. 10 mila tonnellate, carico utile - 550 tonnellate per LEO. Nella prima fase è stato fornito un motore a cherosene-ossigeno con una spinta di 36 milioni di kgf. Invece di un complesso di lancio a terra, è stato proposto un sistema più compatto. È stato realizzato sotto forma di un grande serbatoio di zavorra con i dispositivi necessari fissati sul fondo del primo stadio.
Come concepito dai progettisti, il razzo Sea Dragon doveva essere realizzato da un cantiere navale con i soliti materiali "nave". Quindi, con l'aiuto di un rimorchiatore, il prodotto in posizione orizzontale dovrebbe essere rimorchiato al sito di lancio. Il sistema di lancio prevedeva il trasferimento del razzo da una posizione orizzontale a una verticale con un pescaggio di circa la metà dello scafo. Quindi il Drago potrebbe avviare i motori e decollare. Il ritorno dei gradini è stato effettuato con l'ausilio di paracadute con atterraggio sull'acqua.
Economico ma costoso
I progetti di veicoli di lancio super pesanti Big Dumb Booster sono stati di grande interesse nel contesto dell'ulteriore sviluppo dell'astronautica. Tuttavia, la loro attuazione era associata a una serie di difficoltà caratteristiche, senza le quali era impossibile ottenere i risultati desiderati. Una sobria valutazione delle proposte tecniche e dei progetti ha portato alla chiusura dell'intera direzione.
L'ulteriore sviluppo dei progetti proposti da Aeroget, General Dynamics e altre società è stato un compito molto difficile. Per creare un razzo "economico", sono state necessarie grandi spese per lo sviluppo del progetto e l'adattamento delle tecnologie esistenti per le applicazioni spaziali. Allo stesso tempo, i missili risultanti nel prossimo futuro non erano di alcun interesse: qualsiasi carico utile di centinaia di tonnellate era semplicemente assente e non era previsto nei prossimi anni.
La NASA ha ritenuto inopportuno sprecare tempo, denaro e sforzi in progetti senza reali benefici. A metà degli anni Sessanta, tutto il lavoro sul tema del BDB era cessato. Alcuni dei partecipanti a questi lavori hanno cercato di rifare progetti per altri compiti, ma in questo caso non hanno ricevuto una continuazione. Per la gioia dei contribuenti, il lavoro sul BDB si è interrotto presto e sono stati spesi pochi soldi per il dubbio programma.
Come ha dimostrato l'ulteriore sviluppo dell'astronautica americana, i veicoli di lancio pesanti e super pesanti hanno trovato impiego, ma i sistemi con una capacità di carico di centinaia di tonnellate erano ridondanti, oltre che eccessivamente complessi e costosi, nonostante i piani originali. Lo sviluppo dell'astronautica è continuato senza il "Big Primitive Rocket" e ha mostrato i risultati desiderati.
