Amerikan uzay programının ilk yıllarında asıl görev roket ve uzay sistemlerinin özelliklerini geliştirmekti. Teknik parametrelerdeki artışın önemli zorluklarla ilişkili olduğu ve lansman maliyetinde bir artışa yol açması gerektiği kısa sürede anlaşıldı. Big Dumb Booster konseptiyle bu soruna ilginç bir çözüm önerildi.
Büyük Aptal Roket
O zamanın roket ve uzay sistemlerinin projeleri, yüksek teknik karmaşıklık ile ayırt edildi. Daha yüksek özellikler elde etmek için yeni malzemeler geliştirildi ve tanıtıldı, tüm sınıflardan umut verici ekipman örnekleri oluşturuldu, motorlar geliştirildi vb. Bütün bunlar, füze geliştirme ve üretme maliyetinde bir artışa yol açtı.
Hesaplamalar, bu tür yaklaşımları sürdürürken, kargo çekme maliyetinin en azından aynı seviyede kalacağını, hatta artmaya başlayacağını gösterdi. Ekonomik performansı korumak veya iyileştirmek için konsept düzeyinde radikal olarak yeni çözümler gerekliydi. Bu yöndeki ilk çalışmalar ellili yılların sonunda başladı ve kısa sürede gerçek sonuçlar verdi.
NASA, bir dizi özel havacılık şirketi ile işbirliği içinde, gelişmiş sistemler için birkaç yeni konsept geliştirdi. Bunlardan birine Big Dumb Booster - "Büyük aptal (veya ilkel) fırlatma aracı" adı verildi.
Bu konseptin özü, fırlatma aracının ve bireysel bileşenlerinin tasarımını mümkün olduğunca basitleştirmekti. Bunun için, yenilerinin geliştirilmesinden vazgeçerek, yalnızca ustalaşmış malzeme ve teknolojilerin kullanılması gerekiyordu. Ayrıca roketin kendisinin ve bileşenlerinin tasarımını basitleştirmek gerekiyordu. Aynı zamanda, taşıyıcıyı artırmak, yükünü artırmak gerekiyordu.
İlk tahminler, bu tasarım ve üretim yaklaşımının BDB'nin lansmanlarda önemli maliyet düşüşleri sağlamasına olanak tanıdığını gösteriyor. "Geleneksel" görünümün mevcut ve gelecek vaat eden taşıyıcı roketleriyle karşılaştırıldığında, yeni modeller çok daha ekonomikti. Üretim artışı da bekleniyordu.
Böylece, BDB güçlendirici hızlı bir şekilde oluşturulabilir ve fırlatma için hazırlanabilir ve ardından yörüngeye daha büyük bir yük gönderebilir. Hazırlık ve fırlatma makul bir maliyetle olurdu. Bütün bunlar, astronotiğin daha da geliştirilmesi için iyi bir teşvik olabilir, ancak önce temelde yeni projeler geliştirmek ve uygulamak gerekliydi.
Temel çözümler
BDB konseptinin geliştirilmesine roket ve uzay teknolojisinin çeşitli geliştirme kuruluşları katıldı. Bir dizi fırlatma aracı projesi önerdiler ve değişen derecelerde hazır hale getirdiler. Önerilen örnekler, görünümleri veya özellikleri bakımından birbirinden belirgin şekilde farklıydı, ancak aynı zamanda bir takım ortak özelliklere de sahipti.
Roketin maliyetini basitleştirmek ve azaltmak için hafif alaşımlardan değil, erişilebilir ve iyi işlenmiş çeliklerden yapılması önerildi. Her şeyden önce, maraging çelikler kategorisinden yüksek mukavemetli ve sünek kaliteler dikkate alındı. Bu tür malzemeler, gerekli güç parametreleri ve makul bir maliyetle daha büyük füzeler inşa etmeyi mümkün kıldı. Ayrıca, çelik yapılar da dahil olmak üzere çok çeşitli şirketlerden sipariş edilebilir. çeşitli endüstrilerden - havacılıktan gemi yapımına.
Ağır yüke sahip büyük bir roket, güçlü bir tahrik sistemi gerektiriyordu, ancak böyle bir ürünün kendisi son derece pahalı ve karmaşıktı. Bu sorunun, en verimli yakıt türlerini kullanarak ve ayrıca motorun tasarımını değiştirerek çözülmesi önerildi. Bu alandaki ana fikirlerden biri, sıvı yakıtlı roket motorlarının en karmaşık bileşenlerinden biri olan turbo pompa ünitelerinin reddedilmesiydi. Tanklarda artan basınç nedeniyle yakıt ve oksitleyici sağlanması planlandı. Bu çözüm tek başına önemli maliyet tasarrufları sağladı.
Önerilen malzemeler ve alaşımlar, karşılık gelen potansiyele sahip büyük yapıların inşasını sağlamıştır. Big Dumb Booster roketinin yükü 400-500 ton veya daha fazlasına yükseltilebilir. Roketin boyutundaki artışla birlikte, fırlatma ağırlığındaki kuru kütle oranı azaldı, bu da yeni başarılar ve ek tasarruflar vaat etti.
Gelecekte, dayanıklı çeliklerin kullanımıyla kolaylaştırılan roketler veya elemanları yeniden kullanılabilir hale getirilebilir. Bu nedenle, fırlatma maliyetinde ek bir azalma elde edilmesi planlandı.
Ancak, gerçek sonuçlar elde etmek için araştırma çalışmasının tamamlanması ve ardından deneysel tasarımın başlatılması gerekiyordu. Görünen tüm basitliğe rağmen, bu aşamalar uzun yıllar alabilir ve önemli miktarda finansman gerektirebilir. Bununla birlikte, uzay endüstrisindeki işletmeler bu riski aldı ve gelecek vaat eden "ilkel" fırlatma araçları tasarlamaya başladı.
cesur projeler
Yeni türden ilk projeler 1962'de ortaya çıktı ve NASA uzmanları tarafından değerlendirildi. BDB'nin bu varyasyonları ortak fikirlere dayanıyordu, ancak bunları farklı şekillerde kullandılar. Özellikle başlama yönteminde bile farklılıklar vardı.
Gerçek rekor sahibi General Dynamics tarafından geliştirilen NEXUS roketi olabilir. 122 m yüksekliğinde ve maksimum 45,7 m çapında, 50 m'lik bir aralıkta stabilizatörlü tek kademeli bir fırlatma aracıydı, tahmini fırlatma ağırlığı 21.8 bin tona ulaştı, düşük dünya yörüngesine fırlatma yükü arttı 900 tona kadar Diğer yörüngeler için taşıma kapasitesi boyutun yarısı kadardı.
NEXUS roketinin yükü yörüngeye fırlatması ve ardından paraşütler ve katı yakıtlı iniş motorları kullanarak okyanuslara inmesi gerekiyordu. Servisten sonra, böyle bir BDB yeni bir uçuş gerçekleştirebilir.
Aynı yıl Aerojet firmasından Sea Dragon projesi ortaya çıktı. Süper ağır bir denizden fırlatılan taşıyıcı roket önerdi ve herhangi bir ayrı fırlatma tesisi gerektirmedi. Ek olarak, metal yapıların montajı için gerekli - en karmaşık olmayan - teknolojilere sahip olan bu tür füzelerin üretimine gemi inşa işletmelerinin dahil edilmesi planlandı.
"Deniz Ejderhası", her ikisinde de basitleştirilmiş roket motorları bulunan iki aşamalı bir şemaya göre inşa edildi. Roket uzunluğu 150 m'ye ulaştı, çap - 23 m Ağırlık - yakl. 10 bin ton, taşıma kapasitesi - LEO için 550 ton. İlk aşamada, 36 milyon kgf itme gücüne sahip bir gazyağı-oksijen motoru sağlandı. Yerden fırlatma kompleksi yerine daha kompakt bir sistem önerildi. Birinci kademenin tabanına takılan gerekli cihazlar ile büyük bir balast tankı şeklinde yapılmıştır.
Tasarımcılar tarafından tasarlandığı gibi, Sea Dragon roketinin bir tersane tarafından olağan "gemi" malzemelerinden yapılması gerekiyordu. Daha sonra bir römorkör yardımıyla yatay konumda bulunan ürün fırlatma sahasına çekilmelidir. Fırlatma sistemi, roketin gövdenin yaklaşık yarısı kadar bir taslak ile yataydan dikey bir konuma transferini sağladı. Sonra Ejderha motorları çalıştırabilir ve havalanabilir. Basamakların dönüşü, suya inen paraşütler yardımıyla gerçekleştirildi.
Ucuz ama pahalı
Süper ağır fırlatma araçları Big Dumb Booster'ın projeleri, astronotiğin daha da geliştirilmesi bağlamında büyük ilgi gördü. Bununla birlikte, bunların uygulanması, üstesinden gelinmeden istenen sonuçların elde edilmesinin imkansız olduğu bir takım karakteristik zorluklarla ilişkilendirildi. Teknik tekliflerin ve projelerin ayık bir değerlendirmesi, tüm yönün kapanmasına yol açtı.
Aeroget, General Dynamics ve diğer şirketlerden önerilen projelerin daha da geliştirilmesi çok zor bir işti. "Ucuz" bir roket yaratmak için, uzay uygulamaları için proje geliştirme ve mevcut teknolojilerin uyarlanması için büyük harcamalar gerekiyordu. Aynı zamanda, öngörülebilir gelecekte ortaya çıkan füzeler ilgi çekici değildi: yüzlerce tonluk herhangi bir yük mevcut değildi ve önümüzdeki yıllarda beklenmiyordu.
NASA, gerçek bir fayda sağlamayan projelerde zaman, para ve emek harcamayı uygun görmedi. Altmışlı yılların ortalarında, BDB konusundaki tüm çalışmalar durmuştu. Bu çalışmalara katılanlardan bazıları, başka görevler için projeleri yeniden yapmaya çalıştı, ancak bu durumda bir devam alamadılar. Vergi mükelleflerini memnun etmek için, BDB üzerindeki çalışmalar erken durduruldu ve şüpheli programa çok az para harcandı.
Amerikan astronotik biliminin daha da gelişmesinin gösterdiği gibi, ağır ve süper ağır fırlatma araçları kullanım buldu, ancak yüzlerce ton taşıma kapasitesine sahip sistemler, orijinal planlara rağmen, gereksiz ve aşırı karmaşık ve pahalıydı. Astronotiğin gelişimi "Büyük İlkel Roket" olmadan devam etti ve istenen sonuçları gösterdi.
