ในช่วงปีแรก ๆ ของโครงการอวกาศของอเมริกา ภารกิจหลักคือการปรับปรุงคุณลักษณะของระบบจรวดและอวกาศ เห็นได้ชัดว่าการเพิ่มขึ้นของพารามิเตอร์ทางเทคนิคนั้นสัมพันธ์กับปัญหาที่สำคัญและน่าจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของต้นทุนการเปิดตัว มีการเสนอวิธีแก้ปัญหาที่น่าสนใจในรูปแบบของแนวคิด Big Dumb Booster
จรวดโง่ใหญ่
โครงการระบบจรวดและอวกาศในสมัยนั้นโดดเด่นด้วยความซับซ้อนทางเทคนิคสูง เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่สูงขึ้น จึงมีการพัฒนาและแนะนำวัสดุใหม่ การสร้างตัวอย่างอุปกรณ์ที่มีแนวโน้มว่าจะได้ทุกประเภท พัฒนาเครื่องยนต์ ฯลฯ ทั้งหมดนี้นำไปสู่การเพิ่มต้นทุนในการพัฒนาและผลิตขีปนาวุธ
การคำนวณแสดงให้เห็นว่าในขณะที่ยังคงแนวทางดังกล่าว ค่าใช้จ่ายในการถอนสินค้าจะยังคงอยู่ในระดับเดียวกันหรือเริ่มเพิ่มขึ้นเป็นอย่างน้อย เพื่อรักษาหรือปรับปรุงประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ จำเป็นต้องมีโซลูชันใหม่ ๆ ในระดับแนวคิด การศึกษาครั้งแรกในทิศทางนี้เริ่มต้นเมื่อปลายทศวรรษที่ 50 และในไม่ช้าก็ให้ผลลัพธ์ที่แท้จริง
NASA ร่วมมือกับบริษัทการบินและอวกาศเอกชนหลายแห่ง ได้คิดค้นแนวคิดใหม่ๆ มากมายสำหรับระบบขั้นสูง หนึ่งในนั้นถูกเรียกว่า Big Dumb Booster - "ยานยิงที่โง่มาก (หรือดั้งเดิม)"
สาระสำคัญของแนวคิดนี้คือการทำให้การออกแบบยานเปิดตัวและส่วนประกอบแต่ละส่วนง่ายขึ้นมากที่สุด ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องใช้เฉพาะวัสดุและเทคโนโลยีที่เชี่ยวชาญเท่านั้นโดยละทิ้งการพัฒนาวัสดุใหม่ นอกจากนี้ยังต้องทำให้การออกแบบตัวจรวดและส่วนประกอบต่างๆ ง่ายขึ้นด้วย ในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องเพิ่มผู้ให้บริการเพิ่มน้ำหนักบรรทุก
การประมาณการเบื้องต้นแนะนำว่าวิธีการออกแบบและการผลิตนี้ทำให้ BDB สามารถลดต้นทุนในการเปิดตัวได้อย่างมาก เมื่อเปรียบเทียบกับจรวดขนส่งที่มีอยู่และมีแนวโน้มของรูปลักษณ์ "ดั้งเดิม" รุ่นใหม่นั้นประหยัดกว่าหลายเท่า การเติบโตของการผลิตก็คาดหวังเช่นกัน
ดังนั้น BDB booster จึงสามารถสร้างและเตรียมพร้อมสำหรับการเปิดตัวได้อย่างรวดเร็ว จากนั้นจึงส่งโหลดที่มากขึ้นสู่วงโคจร การเตรียมการและการเปิดตัวจะต้องใช้ต้นทุนที่สมเหตุสมผล ทั้งหมดนี้อาจเป็นแรงจูงใจที่ดีสำหรับการพัฒนาด้านอวกาศต่อไป แต่ก่อนอื่น จำเป็นต้องพัฒนาและดำเนินโครงการใหม่โดยพื้นฐาน
โซลูชั่นพื้นฐาน
องค์กรพัฒนาเทคโนโลยีจรวดและอวกาศหลายแห่งเข้าร่วมในการพัฒนาแนวคิด BDB พวกเขาได้เสนอและนำโครงการยานยนต์จำนวนหนึ่งมาสู่ระดับความพร้อมที่แตกต่างกัน ตัวอย่างที่เสนอมีลักษณะหรือลักษณะแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด แต่ในขณะเดียวกันก็มีลักษณะทั่วไปหลายประการ
เพื่อลดความซับซ้อนและลดต้นทุนของจรวด ได้มีการเสนอให้สร้างไม่ใช่จากโลหะผสมเบา แต่สร้างจากเหล็กที่เข้าถึงได้และมีความชำนาญ อย่างแรกเลย พิจารณาเกรดความแข็งแรงสูงและเหนียวจากหมวดเหล็กชุบแข็ง (maraging steel) วัสดุดังกล่าวทำให้สามารถสร้างขีปนาวุธขนาดใหญ่ขึ้นด้วยค่าความแข็งแกร่งที่จำเป็นและราคาที่เหมาะสม นอกจากนี้ โครงสร้างเหล็กยังสามารถสั่งซื้อได้จากบริษัทต่างๆ จากอุตสาหกรรมต่างๆ - ตั้งแต่การบินไปจนถึงการต่อเรือ
จรวดขนาดใหญ่ที่มีภาระหนักต้องใช้ระบบขับเคลื่อนที่ทรงพลัง แต่ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวมีราคาแพงและซับซ้อนมาก เสนอให้แก้ปัญหานี้โดยใช้เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพสูงสุด รวมทั้งเปลี่ยนการออกแบบเครื่องยนต์ หนึ่งในแนวคิดหลักในพื้นที่นี้คือการปฏิเสธหน่วยเทอร์โบปั๊ม ซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ซับซ้อนที่สุดของเครื่องยนต์จรวดที่ขับเคลื่อนด้วยของเหลว มีการวางแผนที่จะจ่ายเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์เนื่องจากแรงดันที่เพิ่มขึ้นในถัง โซลูชันนี้เพียงอย่างเดียวช่วยประหยัดต้นทุนได้อย่างมาก
วัสดุและโลหะผสมที่เสนอทำให้มั่นใจได้ว่าการก่อสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่มีศักยภาพที่สอดคล้องกัน น้ำหนักบรรทุกของจรวด Big Dumb Booster สามารถเพิ่มเป็น 400-500 ตันขึ้นไป ด้วยการเพิ่มขนาดของจรวด สัดส่วนของมวลแห้งในน้ำหนักการยิงจึงลดลง ซึ่งรับประกันความสำเร็จครั้งใหม่และการประหยัดเพิ่มเติม
ในอนาคต จรวดหรือองค์ประกอบต่างๆ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งอำนวยความสะดวกด้วยการใช้เหล็กที่ทนทาน ด้วยเหตุนี้ จึงมีการวางแผนเพื่อลดค่าใช้จ่ายในการเปิดตัวเพิ่มเติม
อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แท้จริง จำเป็นต้องทำการวิจัยให้เสร็จ จากนั้นจึงเปิดตัวการออกแบบทดลอง ขั้นตอนเหล่านี้อาจใช้เวลาหลายปีและต้องใช้เงินทุนจำนวนมากเพื่อความเรียบง่ายที่ดูเหมือน อย่างไรก็ตาม องค์กรในอุตสาหกรรมอวกาศได้เสี่ยงและเริ่มออกแบบยานยิง "ดั้งเดิม" ที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นไปได้
โครงการตัวหนา
โครงการแรกในรูปแบบใหม่ปรากฏขึ้นในปี 2505 และได้รับการประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญของ NASA รูปแบบของ BDB เหล่านี้มีพื้นฐานมาจากแนวคิดทั่วไป แต่ใช้ในรูปแบบต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีความแตกต่างแม้ในวิธีการเริ่มต้น
เจ้าของสถิติที่แท้จริงอาจเป็นจรวด NEXUS ที่พัฒนาโดย General Dynamics มันเป็นยานยิงขั้นเดียวที่มีความสูง 122 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 45.7 ม. พร้อมตัวกันโคลงในช่วง 50 ม. น้ำหนักการเปิดตัวโดยประมาณถึง 21.8,000 ตัน น้ำหนักบรรทุกสำหรับการปล่อยสู่วงโคจรระดับพื้นโลกเพิ่มขึ้น ถึง 900 ตัน สำหรับวงโคจรอื่น ๆ ความสามารถในการบรรทุกมีขนาดเพียงครึ่งเดียว
จรวด NEXUS ควรจะปล่อยสินค้าขึ้นสู่วงโคจร จากนั้นจึงลงจอดในมหาสมุทรโดยใช้ร่มชูชีพและเครื่องยนต์ลงจอดที่ขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงแข็ง หลังการให้บริการ BDB ดังกล่าวสามารถดำเนินการเที่ยวบินใหม่ได้
ในปีเดียวกันนั้น โครงการ Sea Dragon จากบริษัท Aerojet ก็ปรากฏตัวขึ้น เขาเสนอจรวดขนส่งปล่อยทะเลที่หนักมาก และมันไม่ต้องการสิ่งอำนวยความสะดวกในการส่งแยกต่างหาก นอกจากนี้ยังมีการวางแผนที่จะเกี่ยวข้องกับผู้ประกอบการต่อเรือในการผลิตขีปนาวุธดังกล่าวซึ่งมีเทคโนโลยีที่จำเป็น - ไม่ซับซ้อนที่สุด - สำหรับการประกอบโครงสร้างโลหะ
"Sea Dragon" สร้างขึ้นตามรูปแบบสองขั้นตอนพร้อมเครื่องยนต์จรวดแบบง่ายทั้งสองแบบ ความยาวของจรวดถึง 150 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง - 23 ม. น้ำหนัก - ประมาณ 10,000 ตันน้ำหนักบรรทุก - 550 ตันสำหรับ LEO ในระยะแรกมีการจัดหาเครื่องยนต์น้ำมันก๊าด - ออกซิเจนที่มีแรงขับ 36 ล้านกิโลกรัม แทนที่จะเสนอระบบปล่อยตัวภาคพื้นดิน เสนอระบบที่กะทัดรัดกว่า มันถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของถังบัลลาสต์ขนาดใหญ่ที่มีอุปกรณ์ที่จำเป็นติดอยู่ที่ด้านล่างของขั้นตอนแรก
ตามที่นักออกแบบคิดไว้ จรวด Sea Dragon ควรจะทำโดยอู่ต่อเรือโดยใช้วัสดุ "เรือ" ตามปกติ จากนั้นด้วยความช่วยเหลือของลากจูง ผลิตภัณฑ์ในตำแหน่งแนวนอนควรถูกลากไปยังไซต์เปิดตัว ระบบยิงจรวดส่งจรวดจากตำแหน่งแนวนอนไปยังแนวตั้งโดยมีร่างลำตัวประมาณครึ่งหนึ่ง จากนั้นมังกรก็สามารถสตาร์ทเครื่องยนต์และออกตัวได้ การกลับมาของขั้นตอนดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของร่มชูชีพเมื่อลงจอดบนน้ำ
ถูกแต่แพง
โครงการต่างๆ ของยานปล่อยตัวที่หนักมาก Big Dumb Booster มีความสนใจอย่างมากในบริบทของการพัฒนาด้านอวกาศต่อไป อย่างไรก็ตาม การใช้งานมีความเกี่ยวข้องกับปัญหาลักษณะเฉพาะหลายประการ โดยไม่สามารถเอาชนะได้ ซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการการประเมินข้อเสนอทางเทคนิคและโครงการอย่างมีสตินำไปสู่การปิดทิศทางทั้งหมด
การพัฒนาเพิ่มเติมของโครงการที่เสนอจาก Aeroget, General Dynamics และบริษัทอื่นๆ เป็นงานที่ยากมาก ในการสร้างจรวด "ราคาถูก" ต้องใช้เงินจำนวนมากในการพัฒนาโครงการและการปรับใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่สำหรับการใช้งานในอวกาศ ในเวลาเดียวกัน ขีปนาวุธที่เป็นผลในอนาคตอันใกล้ก็ไม่มีความสนใจ: น้ำหนักบรรทุกใดๆ หลายร้อยตันก็หายไปและไม่คาดหวังในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
NASA เห็นว่าไม่เหมาะสมที่จะเสียเวลา เงิน และความพยายามในโครงการต่างๆ โดยไม่ได้รับผลประโยชน์อย่างแท้จริง ในช่วงกลางทศวรรษที่หกสิบ งานทั้งหมดในหัวข้อ BDB ได้หยุดลง ผู้เข้าร่วมบางคนในงานเหล่านี้พยายามที่จะสร้างโครงการใหม่สำหรับงานอื่น ๆ แต่ในกรณีนี้พวกเขาไม่ได้รับความต่อเนื่อง เพื่อความสุขของผู้เสียภาษี การทำงานกับ BDB หยุดแต่เนิ่นๆ และใช้เงินเพียงเล็กน้อยในโครงการที่น่าสงสัย
จากการพัฒนาต่อไปของนักบินอวกาศของอเมริกา ยานเกราะหนักและหนักมากพบว่ามีการใช้งาน แต่ระบบที่มีความจุหลายร้อยตันนั้นซ้ำซาก รวมทั้งซับซ้อนและมีราคาแพงเกินไป แม้จะมีแผนเดิมก็ตาม การพัฒนาด้านอวกาศยังคงดำเนินต่อไปโดยไม่มี "Big Primitive Rocket" - และแสดงผลลัพธ์ที่ต้องการ
