Dans les premières années du programme spatial américain, la tâche principale était d'améliorer les caractéristiques des fusées et des systèmes spatiaux. Il est vite devenu évident que l'augmentation des paramètres techniques était associée à des difficultés importantes et devait conduire à une augmentation du coût des lancements. Une solution intéressante à ce problème a été proposée sous la forme du concept Big Dumb Booster.
Grosse fusée stupide
Les projets de fusées et de systèmes spatiaux de cette époque se distinguaient par une grande complexité technique. Pour obtenir des caractéristiques plus élevées, de nouveaux matériaux ont été développés et introduits, des échantillons prometteurs d'équipements de toutes les classes ont été créés, des moteurs ont été développés, etc. Tout cela a conduit à une augmentation du coût de développement et de production des missiles.
Les calculs ont montré que tout en maintenant de telles approches, le coût du retrait des marchandises resterait au moins au même niveau ou même commencerait à augmenter. Pour maintenir ou améliorer les performances économiques, des solutions radicalement nouvelles au niveau du concept étaient nécessaires. Les premières études dans ce sens ont commencé à la toute fin des années cinquante et ont rapidement donné de réels résultats.
La NASA, en collaboration avec un certain nombre de sociétés aérospatiales privées, a élaboré plusieurs nouveaux concepts de systèmes avancés. L'un d'eux s'appelait Big Dumb Booster - "Un gros lanceur stupide (ou primitif)".
L'essence de ce concept était de simplifier autant que possible la conception du lanceur et de ses composants individuels. Pour cela, il a fallu n'utiliser que des matériaux et des technologies bien maîtrisés, en abandonnant le développement de nouveaux. Il était également nécessaire de simplifier la conception de la fusée elle-même et de ses composants. Dans le même temps, il était nécessaire d'augmenter le transporteur, en augmentant sa charge utile.
Les premières estimations suggèrent que cette approche de conception et de fabrication a permis à BDB de réduire considérablement les coûts de lancement. En comparaison avec les fusées porteuses existantes et prometteuses d'apparence "traditionnelle", les nouveaux modèles étaient beaucoup plus économiques. Une croissance de la production était également attendue.
Ainsi, le booster BDB pourrait rapidement se construire et se préparer au lancement, puis envoyer une charge plus importante en orbite. La préparation et le lancement auraient été à un coût raisonnable. Tout cela pourrait devenir une bonne incitation pour le développement ultérieur de l'astronautique, mais il était d'abord nécessaire de développer et de mettre en œuvre des projets fondamentalement nouveaux.
Solutions fondamentales
Plusieurs organisations de développement de la technologie des fusées et de l'espace ont participé au développement du concept BDB. Ils ont proposé et amené à des degrés divers de préparation un certain nombre de projets de lanceurs. Les échantillons proposés étaient sensiblement différents les uns des autres dans leur apparence ou leurs caractéristiques, mais en même temps, ils présentaient un certain nombre de caractéristiques communes.
Pour simplifier et réduire le coût de la fusée, il a été proposé de construire non pas à partir d'alliages légers, mais à partir d'aciers accessibles et bien maîtrisés. Tout d'abord, les nuances à haute résistance et ductiles de la catégorie des aciers maraging ont été considérées. De tels matériaux ont permis de construire des missiles plus gros avec les paramètres de résistance requis et un coût raisonnable. De plus, les structures en acier pouvaient être commandées auprès d'un large éventail d'entreprises, incl. de diverses industries - de l'aviation à la construction navale.
Une grande fusée avec une charge lourde nécessitait un système de propulsion puissant, mais un tel produit lui-même était extrêmement coûteux et complexe. Il a été proposé de résoudre ce problème en utilisant les types de carburant les plus efficaces, ainsi qu'en modifiant la conception du moteur. L'une des idées principales dans ce domaine était le rejet des unités de turbopompe - l'un des composants les plus complexes des moteurs de fusée à propergol liquide. Il était prévu de fournir du carburant et du comburant en raison de l'augmentation de la pression dans les réservoirs. Cette solution à elle seule a permis de réaliser d'importantes économies.
Les matériaux et alliages proposés ont assuré la construction de grandes structures avec le potentiel correspondant. La charge utile d'une fusée Big Dumb Booster pourrait être portée à 400-500 tonnes ou plus. Avec l'augmentation de la taille de la fusée, la proportion de masse sèche dans le poids de lancement a diminué, ce qui promettait de nouveaux succès et des économies supplémentaires.
À l'avenir, les fusées ou leurs éléments pourraient être rendus réutilisables, ce qui a été facilité par l'utilisation d'aciers durables. De ce fait, il était prévu d'obtenir une réduction supplémentaire du coût de lancement.
Cependant, pour obtenir de vrais résultats, il a fallu achever des travaux de recherche, puis lancer des plans d'expérimentation. Malgré toute la simplicité apparente, ces étapes pourraient prendre de nombreuses années et nécessiter un financement substantiel. Néanmoins, les entreprises de l'industrie spatiale ont pris ce risque et ont commencé à concevoir des lanceurs « primitifs » prometteurs.
Des projets audacieux
Les premiers projets d'un nouveau genre sont apparus en 1962 et ont été évalués par des spécialistes de la NASA. Ces variantes du BDB étaient basées sur des idées communes, mais les utilisaient de différentes manières. En particulier, il y avait des différences même dans la méthode de départ.
Le vrai détenteur du record pourrait être la fusée NEXUS développée par General Dynamics. Il s'agissait d'un lanceur à un étage d'une hauteur de 122 m et d'un diamètre maximal de 45,7 m avec des stabilisateurs sur une portée de 50 m. Le poids de lancement estimé atteignait 21,8 mille tonnes, la charge utile pour le lancement en orbite terrestre basse était en hausse à 900 tonnes. Pour les autres orbites, la capacité de charge était la moitié de la taille.
La fusée NEXUS était censée lancer la charge en orbite, puis atterrir dans les océans à l'aide de parachutes et de moteurs d'atterrissage à propergol solide. Après service, un tel BDB pourrait effectuer un nouveau vol.
La même année, le projet Sea Dragon de la société Aerojet est apparu. Il a proposé une fusée porteuse de lancement en mer ultra-lourde, qui ne nécessitait aucune installation de lancement distincte. En outre, il était prévu d'impliquer des entreprises de construction navale dans la production de tels missiles, qui disposent des technologies nécessaires - et non des plus compliquées - pour l'assemblage de structures métalliques.
"Sea Dragon" a été construit selon un schéma en deux étapes avec des moteurs de fusée simplifiés sur les deux. La longueur de la fusée a atteint 150 m, diamètre - 23 m Poids - env. 10 000 tonnes, charge utile - 550 tonnes pour LEO. Au premier étage, un moteur à kérosène-oxygène d'une poussée de 36 millions de kgf a été fourni. Au lieu d'un complexe de lancement au sol, un système plus compact a été proposé. Il a été réalisé sous la forme d'un grand ballast avec les dispositifs nécessaires fixés au fond du premier étage.
Telle que conçue par les concepteurs, la fusée Sea Dragon était censée être fabriquée par un chantier naval à partir des matériaux habituels du "navire". Ensuite, à l'aide d'un remorqueur, le produit en position horizontale doit être remorqué jusqu'au site de lancement. Le système de lancement permettait le transfert de la fusée d'une position horizontale à une position verticale avec un tirant d'eau d'environ la moitié de la coque. Ensuite, le Dragon pouvait démarrer les moteurs et décoller. Le retour des marches s'effectuait à l'aide de parachutes avec atterrissage sur l'eau.
Pas cher mais cher
Les projets de lanceurs super-lourds Big Dumb Booster ont été d'un grand intérêt dans le contexte du développement ultérieur de l'astronautique. Cependant, leur mise en œuvre a été associée à un certain nombre de difficultés caractéristiques, sans surmonter lesquelles il était impossible d'obtenir les résultats souhaités. Une évaluation sobre des propositions techniques et des projets a conduit à la fermeture de l'ensemble de la direction.
Le développement ultérieur des projets proposés par Aeroget, General Dynamics et d'autres sociétés était une tâche très difficile. Pour créer une fusée « bon marché », des dépenses importantes ont été nécessaires pour le développement de projets et l'adaptation des technologies existantes pour les applications spatiales. Dans le même temps, les missiles résultants dans un avenir prévisible n'avaient aucun intérêt: toute charge utile de centaines de tonnes était tout simplement absente et n'était pas attendue dans les années à venir.
La NASA a jugé inapproprié de perdre du temps, de l'argent et des efforts sur des projets sans réel avantage. Au milieu des années soixante, tous les travaux sur le sujet BDB avaient cessé. Certains des participants à ces travaux ont essayé de refaire des projets pour d'autres tâches, mais dans ce cas ils n'ont pas reçu de suite. Pour le plus grand plaisir des contribuables, les travaux sur le BDB se sont arrêtés très tôt et peu d'argent a été dépensé pour le programme douteux.
Comme l'a montré le développement ultérieur de l'astronautique américaine, les lanceurs lourds et super-lourds ont trouvé une utilité, mais les systèmes d'une capacité de charge de centaines de tonnes étaient redondants, ainsi que trop complexes et coûteux - malgré les plans originaux. Le développement de l'astronautique s'est poursuivi sans la "Big Primitive Rocket" - et a montré les résultats souhaités.
