Els primers anys del programa espacial nord-americà, la tasca principal era millorar les característiques dels coets i dels sistemes espacials. Ràpidament es va fer evident que l’augment dels paràmetres tècnics estava associat a dificultats importants i que hauria de comportar un augment del cost dels llançaments. Es va proposar una solució interessant a aquest problema en forma del concepte Big Dumb Booster.
Gran coet estúpid
Els projectes de coets i sistemes espacials d’aquella època es distingien per l’alta complexitat tècnica. Per obtenir característiques més elevades, es van desenvolupar i introduir nous materials, es van crear mostres prometedores d’equips de totes les classes, es van desenvolupar motors, etc. Tot plegat va provocar un augment del cost del desenvolupament i producció de míssils.
Els càlculs van demostrar que, tot mantenint aquests enfocaments, el cost de la retirada de la càrrega es mantindrà almenys al mateix nivell o fins i tot començarà a créixer. Per mantenir o millorar el rendiment econòmic, es necessitaven solucions radicalment noves a nivell de concepte. Els primers estudis en aquesta direcció van començar a finals dels anys cinquanta i aviat van donar resultats reals.
La NASA, en col·laboració amb diverses empreses privades aeroespacials, ha elaborat diversos conceptes nous per a sistemes avançats. Un d'ells es deia Big Dumb Booster - "Gran vehicle de llançament estúpid (o primitiu)".
L’essència d’aquest concepte era simplificar al màxim el disseny del vehicle de llançament i els seus components individuals. Per a això, era necessari utilitzar només materials i tecnologies ben dominats, abandonant el desenvolupament de nous. També es va exigir simplificar el disseny del coet i els seus components. Al mateix temps, era necessari augmentar el transportista, augmentant la seva càrrega útil.
Les primeres estimacions suggereixen que aquest enfocament de disseny i fabricació ha permès a BDB reduir dràsticament els costos en els llançaments. En comparació amb els coets portadors existents i prometedors d'aparença "tradicional", els nous models eren moltes vegades més econòmics. També s’esperava un creixement de la producció.
Per tant, el reforç BDB podria construir i preparar-se ràpidament per al llançament, i després enviar una càrrega més gran en òrbita. La preparació i el llançament haurien suposat un cost raonable. Tot plegat podria convertir-se en un bon incentiu per al desenvolupament de l'astronàutica, però primer era necessari desenvolupar i implementar projectes fonamentalment nous.
Solucions fonamentals
Diverses organitzacions de desenvolupament de coets i tecnologia espacial van participar en el desenvolupament del concepte BDB. Han proposat i portat a diversos graus de preparació diversos projectes de vehicles de llançament. Les mostres proposades eren notablement diferents entre elles pel seu aspecte o característiques, però alhora tenien una sèrie de característiques comunes.
Per simplificar i reduir el cost del coet, es va proposar construir no a partir d’aliatges lleugers, sinó d’acers accessibles i ben dominats. En primer lloc, es van considerar els graus dúctils i d’alta resistència de la categoria d’acers maraging. Aquests materials van permetre construir míssils més grans amb els paràmetres de resistència requerits i un cost raonable. A més, es podrien demanar estructures d’acer a una àmplia gamma d’empreses, incloses les de diverses indústries: de l'aviació a la construcció naval.
Un coet gran amb una càrrega pesada requeria un potent sistema de propulsió, però aquest producte en si era extremadament car i complex. Es va proposar solucionar aquest problema mitjançant l'ús dels tipus de combustible més eficients, així com canviant el disseny del motor. Una de les idees principals en aquesta àrea va ser el rebuig de les unitats de turbopompa, un dels components més complexos dels motors de coet de combustible líquid. Es va planejar subministrar combustible i oxidant a causa de la pressió augmentada als tancs. Aquesta solució només va suposar un important estalvi de costos.
Els materials i aliatges proposats van assegurar la construcció de grans estructures amb el potencial corresponent. La càrrega útil d'un coet Big Dumb Booster es podria augmentar a 400-500 tones o més. Amb un augment de la mida del coet, la proporció de massa seca del pes del llançament va disminuir, cosa que va prometre nous èxits i estalvis addicionals.
En el futur, els coets o els seus elements es podrien fer reutilitzar, cosa que es va facilitar amb l’ús d’acers resistents. A causa d'això, es va planejar obtenir una reducció addicional del cost de llançament.
Tanmateix, per obtenir resultats reals, calia completar el treball de recerca i després llançar el disseny experimental. Tot i semblar senzillesa, aquestes etapes poden trigar molts anys i requerir finançament substancial. Tot i això, les empreses de la indústria espacial van assumir aquest risc i van començar a dissenyar vehicles de llançament "primitius" prometedors.
Projectes audaços
Els primers projectes d’un nou tipus van aparèixer el 1962 i van ser avaluats per especialistes de la NASA. Aquestes variacions del BDB es basaven en idees comunes, però les utilitzaven de maneres diferents. En particular, hi havia diferències fins i tot en el mètode inicial.
El veritable titular del rècord podria ser el coet NEXUS desenvolupat per General Dynamics. Es tractava d’un vehicle de llançament d’una sola etapa amb una alçada de 122 m i un diàmetre màxim de 45,7 m amb estabilitzadors en un tram de 50 m. El pes estimat de llançament va arribar a les 21,8 mil tones, la càrrega útil per llançar-se a l’òrbita terrestre baixa era elevada fins a 900 tones. Per a altres òrbites, la capacitat de càrrega era la meitat de la mida.
El coet NEXUS havia de llançar la càrrega en òrbita i després aterrar als oceans mitjançant paracaigudes i motors d’aterratge de combustible sòlid. Després del servei, aquest BDB podria realitzar un nou vol.
El mateix any va aparèixer el projecte Sea Dragon de la companyia Aerojet. Va proposar un coet portador de llançament marítim súper pesat, que no requeria cap instal·lació de llançament separada. A més, es preveia la participació d’empreses constructores de vaixells en la producció d’aquests míssils, que disposen de les tecnologies necessàries, i no les més complicades, per al muntatge d’estructures metàl·liques.
"Sea Dragon" es va construir seguint un esquema de dues etapes amb motors coets simplificats en ambdues. La longitud del coet va arribar als 150 m, diàmetre - 23 m. Pes - aprox. 10 mil tones, càrrega útil: 550 tones per a LEO. En la primera fase, es va proporcionar un motor querosè-oxigen amb una empenta de 36 milions de kgf. En lloc d’un complex de llançament terrestre, es va proposar un sistema més compacte. Es va fer en forma de gran tanc de llast amb els dispositius necessaris connectats a la part inferior de la primera etapa.
Tal com van idear els dissenyadors, el coet Sea Dragon se suposava que havia de ser fabricat per una drassana a partir dels materials habituals del "vaixell". Després, amb l'ajut d'un remolcador, el producte en posició horitzontal s'ha de remolcar fins al lloc de llançament. El sistema de llançament proporcionava la transferència del coet d'una posició horitzontal a una vertical amb un calat d'aproximadament la meitat del casc. Aleshores, el drac podria arrencar els motors i enlairar-se. La tornada dels passos es realitzava amb l’ajut de paracaigudes amb aterratge a l’aigua.
Barat però car
Els projectes de vehicles de llançament súper pesats Big Dumb Booster van ser de gran interès en el context del desenvolupament posterior de l'astronàutica. No obstant això, la seva implementació es va associar a una sèrie de dificultats característiques, sense superar les quals va ser impossible obtenir els resultats desitjats. Una avaluació sòbria de propostes i projectes tècnics va portar al tancament de tota la direcció.
El desenvolupament posterior dels projectes proposats per Aeroget, General Dynamics i altres empreses va ser una tasca molt difícil. Per crear un coet "barat", es van requerir grans despeses en desenvolupament de projectes i adaptació de tecnologies existents per a aplicacions espacials. Al mateix temps, els míssils resultants en un futur previsible no tenien cap interès: qualsevol càrrega útil de centenars de tones era simplement absent i no s’esperava en els propers anys.
La NASA va considerar inadequat perdre temps, diners i esforç en projectes sense beneficis reals. A mitjan anys seixanta, tota la feina sobre el tema BDB havia cessat. Alguns dels participants en aquests treballs van intentar refer projectes per a altres tasques, però en aquest cas no van rebre cap continuació. Per a delit dels contribuents, la feina a la BDB es va aturar ben aviat i es van gastar pocs diners en el dubtós programa.
Com va demostrar el desenvolupament posterior de l’astronàutica nord-americana, els vehicles de llançament pesats i súper pesats van trobar ús, però els sistemes amb una capacitat de càrrega de centenars de tones eren redundants, a més de ser massa complexos i costosos, malgrat els plans originals. El desenvolupament de l'astronàutica va continuar sense el "Gran coet primitiu" i va mostrar els resultats desitjats.
