في السنوات الأولى من برنامج الفضاء الأمريكي ، كانت المهمة الرئيسية هي تحسين خصائص أنظمة الصواريخ والفضاء. سرعان ما أصبح واضحًا أن الزيادة في المعايير الفنية ارتبطت بصعوبات كبيرة وينبغي أن تؤدي إلى زيادة تكلفة عمليات الإطلاق. تم اقتراح حل مثير للاهتمام لهذه المشكلة في شكل مفهوم Big Dumb Booster.
صاروخ غبي كبير
تميزت مشاريع الصواريخ والأنظمة الفضائية في ذلك الوقت بالتعقيد التقني العالي. للحصول على خصائص أعلى ، تم تطوير وتقديم مواد جديدة ، وإنشاء عينات واعدة من المعدات من جميع الفئات ، وتطوير المحركات ، وما إلى ذلك. كل هذا أدى إلى زيادة تكلفة تطوير وإنتاج الصواريخ.
أظهرت الحسابات أنه مع الحفاظ على مثل هذه الأساليب ، ستظل تكلفة سحب البضائع عند نفس المستوى على الأقل أو حتى تبدأ في النمو. للحفاظ على الأداء الاقتصادي أو تحسينه ، كانت هناك حاجة إلى حلول جديدة جذرية على مستوى المفهوم. بدأت الدراسات الأولى في هذا الاتجاه في نهاية الخمسينيات وسرعان ما أعطت نتائج حقيقية.
قامت وكالة ناسا ، بالتعاون مع عدد من شركات الطيران الخاصة ، بوضع عدة مفاهيم جديدة للأنظمة المتقدمة. واحد منهم كان يسمى Big Dumb Booster - "مركبة الإطلاق الكبيرة الغبية (أو البدائية)."
كان جوهر هذا المفهوم هو تبسيط تصميم مركبة الإطلاق ومكوناتها الفردية قدر الإمكان. لهذا ، كان من الضروري استخدام المواد والتقنيات المتقنة فقط ، والتخلي عن تطوير تقنيات جديدة. كان مطلوبًا أيضًا تبسيط تصميم الصاروخ نفسه ومكوناته. في الوقت نفسه ، كان من الضروري زيادة الناقل ، وزيادة حمولته.
تشير التقديرات الأولية إلى أن نهج التصميم والتصنيع هذا قد مكّن بنك البحرين للتنمية من تقديم تخفيضات كبيرة في التكاليف في عمليات الإطلاق. بالمقارنة مع الصواريخ الحاملة الحالية والواعدة ذات المظهر "التقليدي" ، كانت النماذج الجديدة أكثر اقتصادا بعدة مرات. كما كان من المتوقع نمو الإنتاج.
وبالتالي ، يمكن أن يبني معزز BDB بسرعة ويستعد للإطلاق ، ثم يرسل حمولة أكبر إلى المدار. كان التحضير والإطلاق بتكلفة معقولة. كل هذا يمكن أن يصبح حافزًا جيدًا لمزيد من التطوير للملاحة الفضائية ، ولكن كان من الضروري أولاً تطوير وتنفيذ مشاريع جديدة بشكل أساسي.
الحلول الأساسية
شاركت العديد من منظمات تطوير الصواريخ وتكنولوجيا الفضاء في تطوير مفهوم BDB. لقد اقترحوا وجلبوا إلى درجات متفاوتة من الاستعداد عددًا من مشاريع مركبات الإطلاق. كانت العينات المقترحة مختلفة بشكل ملحوظ عن بعضها البعض في مظهرها أو خصائصها ، ولكن في نفس الوقت كان لديها عدد من السمات المشتركة.
لتبسيط وتقليل تكلفة الصاروخ ، تم اقتراح البناء ليس من السبائك الخفيفة ، ولكن من الفولاذ الذي يمكن الوصول إليه والمتقن جيدًا. بادئ ذي بدء ، تم النظر في درجات عالية القوة والدكتايل من فئة الفولاذ المصلد. جعلت هذه المواد من الممكن بناء صواريخ أكبر مع معايير القوة المطلوبة وبتكلفة معقولة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن طلب الهياكل الفولاذية من مجموعة واسعة من الشركات ، بما في ذلك. من مختلف الصناعات - من الطيران إلى بناء السفن.
يتطلب الصاروخ الكبير ذو الحمولة الثقيلة نظام دفع قويًا ، لكن مثل هذا المنتج نفسه كان مكلفًا للغاية ومعقدًا. تم اقتراح حل هذه المشكلة باستخدام أكثر أنواع الوقود كفاءة ، وكذلك عن طريق تغيير تصميم المحرك. كانت إحدى الأفكار الرئيسية في هذا المجال هي رفض وحدات المضخة التوربينية - وهي واحدة من أكثر المكونات تعقيدًا لمحركات الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل. تم التخطيط لتزويد الوقود والمؤكسد بسبب الضغط المتزايد في الخزانات. هذا الحل وحده وفر التكاليف بشكل كبير.
ضمنت المواد والسبائك المقترحة بناء هياكل كبيرة مع الإمكانات المقابلة. يمكن زيادة حمولة صاروخ Big Dumb Booster إلى 400-500 طن أو أكثر. مع زيادة حجم الصاروخ ، انخفضت نسبة الكتلة الجافة في وزن الإطلاق ، مما يعد بتحقيق نجاحات جديدة ووفورات إضافية.
في المستقبل ، يمكن إعادة استخدام الصواريخ أو عناصرها ، وهو ما سهّله استخدام الفولاذ المتين. نتيجة لذلك ، تم التخطيط للحصول على تخفيض إضافي في تكلفة الإطلاق.
ومع ذلك ، للحصول على نتائج حقيقية ، كان مطلوبًا إكمال العمل البحثي ، ثم إطلاق التصميم التجريبي. مع كل ما يبدو من بساطة ، قد تستغرق هذه المراحل سنوات عديدة وتتطلب تمويلًا كبيرًا. ومع ذلك ، خاطرت الشركات العاملة في صناعة الفضاء بهذه المخاطرة وبدأت في تصميم مركبات الإطلاق "البدائية" الواعدة.
مشاريع جريئة
ظهرت المشاريع الأولى من نوع جديد في عام 1962 وقام متخصصو ناسا بتقييمها. استندت هذه الاختلافات في BDB إلى أفكار مشتركة ، لكنها استخدمتها بطرق مختلفة. على وجه الخصوص ، كانت هناك اختلافات حتى في طريقة البداية.
يمكن أن يكون حامل السجل الحقيقي هو صاروخ NEXUS الذي طورته شركة General Dynamics. كانت مركبة إطلاق أحادية المرحلة بارتفاع 122 مترًا وقطرها الأقصى 45.7 مترًا مع مثبتات على مدى 50 مترًا. بلغ وزن الإطلاق التقديري 21.8 ألف طن ، وزادت حمولة الإطلاق في مدار أرضي منخفض. إلى 900 طن ، أما بالنسبة للمدارات الأخرى ، فقد كانت القدرة الاستيعابية نصف الحجم.
كان من المفترض أن يطلق صاروخ NEXUS الحمولة إلى المدار ، ثم يهبط في المحيطات باستخدام المظلات ومحركات الهبوط التي تعمل بالوقود الصلب. بعد الخدمة ، يمكن أن يقوم BDB برحلة جديدة.
في نفس العام ، ظهر مشروع Sea Dragon من شركة Aerojet. اقترح صاروخًا حاملًا ثقيلًا للغاية من البحر ، ولم يتطلب أي منشآت إطلاق منفصلة. بالإضافة إلى ذلك ، تم التخطيط لإشراك شركات بناء السفن في إنتاج مثل هذه الصواريخ ، التي لديها التقنيات الضرورية - وليس الأكثر تعقيدًا - لتجميع الهياكل المعدنية.
تم بناء "Sea Dragon" وفقًا لمخطط من مرحلتين مع محركات صاروخية مبسطة على كليهما. وصل طول الصاروخ إلى 150 م ، وقطره - 23 م الوزن - تقريبا. 10 آلاف طن حمولة - 550 طن من المدار الأرضي المنخفض. في المرحلة الأولى ، تم توفير محرك كيروسين - أكسجين بقوة دفع تبلغ 36 مليون كجم. بدلاً من مجمع الإطلاق الأرضي ، تم اقتراح نظام أكثر إحكاما. تم صنعه على شكل خزان صابورة كبير مع ربط الأجهزة اللازمة بأسفل المرحلة الأولى.
كما تصور المصممون ، كان من المفترض أن يتم تصنيع صاروخ Sea Dragon بواسطة حوض بناء السفن من مواد "السفن" المعتادة. بعد ذلك ، بمساعدة القاطرة ، يجب سحب المنتج في وضع أفقي إلى موقع الإطلاق. يوفر نظام الإطلاق نقل الصاروخ من الوضع الأفقي إلى الوضع الرأسي بمشروع يبلغ حوالي نصف الهيكل. ثم يمكن للتنين أن يبدأ المحركات ويقلع. تم تنفيذ عودة الخطوات بمساعدة المظلات مع الهبوط على الماء.
رخيصة ولكنها باهظة الثمن
حظيت مشاريع مركبات الإطلاق الثقيلة Big Dumb Booster باهتمام كبير في سياق التطوير الإضافي للملاحة الفضائية. ومع ذلك ، ارتبط تنفيذها بعدد من الصعوبات المميزة ، دون التغلب على ما كان من المستحيل الحصول على النتائج المرجوة.أدى التقييم الرصين للمقترحات الفنية والمشاريع إلى إغلاق الاتجاه بأكمله.
كان تطوير المشاريع المقترحة من Aeroget و General Dynamics وشركات أخرى مهمة صعبة للغاية. لإنشاء صاروخ "رخيص" ، كانت هناك حاجة إلى نفقات كبيرة لتطوير المشروع وتكييف التقنيات الحالية للتطبيقات الفضائية. في الوقت نفسه ، لم تكن الصواريخ الناتجة في المستقبل المنظور ذات فائدة: أي حمولة مئات الأطنان كانت ببساطة غائبة ولم تكن متوقعة في السنوات القادمة.
اعتبرت وكالة ناسا أنه من غير المناسب إضاعة الوقت والمال والجهد في المشاريع دون فائدة حقيقية. بحلول منتصف الستينيات ، توقفت جميع الأعمال المتعلقة بموضوع BDB. حاول بعض المشاركين في هذه الأعمال إعادة صياغة مشاريع لمهام أخرى ، لكن في هذه الحالة لم يتلقوا متابعة. مما أسعد دافعي الضرائب ، توقف العمل في بنك البحرين والكويت في وقت مبكر ، وتم إنفاق القليل من المال على البرنامج المشكوك فيه.
كما أظهر التطوير الإضافي للملاحة الفضائية الأمريكية ، وجدت مركبات الإطلاق الثقيلة والثقيلة جدوى ، لكن الأنظمة ذات القدرة الاستيعابية لمئات الأطنان كانت زائدة عن الحاجة ، فضلاً عن كونها معقدة للغاية ومكلفة - على الرغم من الخطط الأصلية. استمر تطوير رواد الفضاء بدون "الصاروخ البدائي الكبير" - وأظهر النتائج المرجوة.
