Big Dumb Booster : NASA를위한 단순하지만 복잡한 로켓
General Dynamics의 NESUX 발사 차량 회로도. 비교를 위해 왼쪽으로-실제 아틀라스 로켓
미국 우주 프로그램 초창기의 주요 임무는 로켓 및 우주 시스템의 특성을 개선하는 것이 었습니다. 기술적 인 매개 변수의 증가가 중대한 어려움과 관련되어 있으며 발사 비용의 증가로 이어질 것이라는 것이 곧 명백해졌습니다. 이 문제에 대한 흥미로운 해결책은 Big Dumb Booster 개념으로 제안되었습니다.
"큰 바보 로켓"
당시 우주 로켓 시스템 프로젝트는 기술적으로 복잡했습니다. 더 나은 특성을 얻기 위해 새로운 재료가 개발 및 도입되었으며, 모든 등급의 유망한 장비 모델이 생성되었으며, 엔진이 개발되었습니다. 이로 인해 미사일 개발 및 생산 비용이 증가했습니다.
계산에 따르면, 이러한 접근 방식을 유지하면서화물 인출 비용은 최소한 같은 수준으로 유지되거나 심지어 성장하기 시작합니다. 경제적 성능을 유지하거나 향상시키기 위해서는 개념 수준에서 근본적으로 새로운 솔루션이 필요했습니다. 이 방향에 대한 첫 번째 연구는 XNUMX 년대 후반에 시작되어 곧 실제 결과를 낳았습니다.
NASA는 여러 민간 항공 회사와 협력하여 유망한 시스템에 대한 몇 가지 새로운 개념을 개발하고 있습니다. 그중 하나가 Big Dumb Booster- "큰 바보 (또는 원시적) 부스터"라고 불 렸습니다.
"저렴한"NEXUS 로켓을위한 "간단한"발사 단지
이 개념의 핵심은 발사체와 개별 부품의 설계를 단순화하는 것이 었습니다. 이를 위해서는 새로운 재료의 개발을 포기하고 잘 개발 된 재료와 기술 만 사용해야합니다. 또한 로켓 자체와 그 구성 요소의 설계를 단순화해야했습니다. 동시에 캐리어를 늘려 페이로드를 늘려야했습니다.
첫 번째 추정치에 따르면, 이러한 설계 및 생산 접근 방식으로 인해 BDB는 출시 비용을 크게 줄일 수있었습니다. “전통적인”외관의 기존 및 유망 발사 차량과 비교하여 새로운 모델은 훨씬 경제적입니다. 생산 속도의 증가도 예상되었습니다.
이런 식으로 BDB 부스터를 신속하게 구축하고 발사 준비를 한 다음 더 큰 부하를 궤도에 보낼 수 있습니다. 준비 및 출시 비용은 합리적입니다. 이 모든 것이 우주의 발전을위한 좋은 동기가 될 수 있었지만, 처음에는 근본적으로 새로운 프로젝트를 개발하고 이행해야했습니다.
주요 결정
BDB 개념의 개발에는 로켓 및 우주 기술 개발에 참여한 여러 조직이 참여했습니다. 그들은 여러 발사 차량 프로젝트를 다양한 수준으로 준비하고 제안했다. 제안 된 샘플은 외관이나 특성면에서 서로 크게 달랐지만 동시에 여러 가지 공통적 인 특징이있었습니다.
로켓 비용을 단순화하고 절감하기 위해, 경합금이 아니라 접근하기 쉽고 잘 개발 된 강철로 제작하는 것이 제안되었습니다. 우선, 마레 이징 강 카테고리의 고강도 및 점성 등급이 고려되었습니다. 이러한 재료를 사용하면 필요한 강도 매개 변수와 합리적인 비용으로 더 큰 미사일을 제작할 수있었습니다. 또한 철강 구조물은 다음을 포함하여 광범위한 기업에 주문할 수 있습니다. 다른 산업 분야- 비행 조선에.
Aerojet Sea Dragon 로켓 다이어그램
무거운 하중을 가진 큰 미사일에는 강력한 추진 시스템이 필요했지만 그러한 제품 자체는 매우 비싸고 복잡했습니다. 가장 효율적인 연료 유형과 엔진 설계 변경으로 인해이 문제를 해결하는 것이 제안되었습니다. 이 분야의 주요 아이디어 중 하나는 로켓 펌프의 가장 복잡한 구성 요소 중 하나 인 터보 펌프 장치의 거부입니다. 탱크의 압력 증가로 인해 연료와 산화제를 공급할 계획이었습니다. 이 솔루션만으로도 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수있었습니다.
제안 된 재료 및 합금은 상응하는 전위를 갖는 큰 구조물의 구성을 보장했습니다. Big Dumb Booster 미사일의 탑재량은 400-500 톤 이상이 될 수 있습니다. 로켓의 크기가 증가함에 따라 시작 중량의 건조 중량 비율이 감소하여 새로운 성공과 추가 절약이 약속되었습니다.
미래에는 미사일 또는 그 요소를 재사용 할 수있게되었으며, 이는 내구성있는 강철을 사용함으로써 촉진되었습니다. 이로 인해 발사 비용을 추가로 절감 할 계획이었습니다.
그러나 실제 결과를 얻으려면 연구 작업을 완료 한 다음 실험 설계 작업을 시작해야했습니다. 명백한 단순성으로 인해이 단계는 몇 년 동안 확장되어 상당한 자금이 필요할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 우주 산업 기업들은 이러한 위험을 감수하고 유망한 "원시"발사 차량을 설계하기 시작했습니다.
대담한 프로젝트
새로운 종류의 첫 번째 프로젝트는 1962 년에 나타 났으며 NASA 전문가들에 의해 평가되었습니다. 이러한 BDB 변형은 일반적인 아이디어를 기반으로하지만 다르게 사용되었습니다. 특히 시작 방법에도 차이가있었습니다.
바다 용 로켓 레이아웃
실제 기록 보유자는 General Dynamics에서 개발 한 NEXUS 로켓 일 수 있습니다. 122m의 높이와 최대 직경 45,7m의 단일 스테이지 발사체로 50m 범위의 스태빌라이저로 추정 된 발사 중량은 21,8 천 톤에 이르렀으며, 탑재량은 지구 궤도가 낮은 궤도-최대 900 톤에 달했습니다. 절반이되었습니다.
NEXUS 로켓은 짐을 궤도에 놓은 다음 낙하산과 추진제 착륙 엔진을 사용하여 바다에 착륙해야했습니다. 서비스 후, 그러한 BDB는 새로운 비행을 수행 할 수 있습니다.
같은 해 Aerojet의 Sea Dragon 프로젝트가 등장했습니다. 그는 해상 발사를 위해 매우 무거운 발사 차량을 제공했으며 별도의 발사 시설이 필요하지 않았습니다. 또한 금속 구조물 조립에 필요한 가장 복잡한 기술이 아닌 미사일 생산에 조선 기업을 참여시킬 계획이었습니다.
Sea Dragon은 단순화 된 액체 추진 로켓 엔진을 갖춘 150 단계 구성으로 제작되었습니다. 로켓의 길이는 23m, 지름-10m에 도달했습니다. 550 톤, 탑재량-DOE의 경우 36 톤. 첫 단계에서, XNUMX 천 XNUMX 백만 kgf의 추력을 갖는 등유-산소 엔진이 제공되었다. 지면 기반 발사 단지 대신에보다 컴팩트 한 시스템이 제안되었습니다. 그것은 첫 번째 단계의 바닥에 필요한 장치가 부착 된 대형 밸러스트 탱크 형태로 만들어졌습니다.
Sea Dragon 유형의 BDB 사전 실행 프로세스
디자이너들이 생각한 것처럼 Sea Dragon 로켓은 조선소에서 일반적인 "선박"재료로 만들어졌습니다. 그런 다음 예인선을 사용하여 수평 위치에있는 제품을 발사 장소로 견인해야합니다. 발사 시스템은 로켓을 수평에서 수직으로 약 절반의 구배로 제공했습니다. 그런 다음 "드래곤"은 엔진을 시동하고 이륙 할 수 있습니다. 단계의 복귀는 물에 착륙 한 낙하산을 사용하여 수행되었다.
싸지 만 비싸다
초대형 발사 차량 인 Big Dumb Booster 프로젝트는 우주 탐사의 발전과 관련하여 큰 관심을 끌었다. 그러나 그들의 구현은 여러 가지 특징적인 어려움과 관련이 있으며, 극복하지 않고 원하는 결과를 얻는 것이 불가능했습니다. 기술 제안 및 프로젝트에 대한 냉정한 평가로 전체 방향이 폐쇄되었습니다.
Aeroget, General Dynamics 및 기타 회사의 제안 된 프로젝트에 대한 추가 설명은 매우 어려운 작업이었습니다. "저렴한"로켓을 만들려면 프로젝트를 개발하고 우주 응용 분야에 기존 기술을 적용하는 데 많은 돈이 필요했습니다. 동시에, 예측 가능한 미래의 미사일은 전혀 관심이 없었습니다. 단순히 수백 톤의 페이로드가 없었고 앞으로 몇 년 동안 예상되지 않았습니다.
NASA는 실질적인 이익없이 프로젝트에 시간, 돈 및 노력을 투자하는 것이 부적절하다고 생각했습니다. XNUMX 년대 중반, BDB 주제에 관한 모든 작업이 중단되었습니다. 이 작업에 참여한 일부 참가자는 다른 작업을 위해 프로젝트를 다시 만들려고했지만이 경우에도 계속되지 않았습니다. 납세자들을 기쁘게하기 위해 BDB 작업은 초기 단계에서 중단되었고 모호한 프로그램에 많은 돈을 쓰지 않았습니다.
미국 우주 프로그램의 추가 개발에서 알 수 있듯이, 무겁고 초대형 발사체는 적용 대상을 찾았지만 초기 계획에도 불구하고 수백 톤의 운반 능력을 가진 시스템은 중복적이고 지나치게 복잡하고 비쌌습니다. 우주의 개발은 "큰 원시 로켓"없이 계속되었고 원하는 결과를 보여 주었다.
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