1962 жылғы қайта пайдаланылатын, теңізден ұшырылатын ракета жобасы
Sea Dragon (rocket)
🚀1962 ж. жасалған қайта пайдаланылатын, теңізден ұшырылатын «Sea Dragon» ракетасы туралы мақала. Өте ауыр, ірі көлемді, NASA қызығушылығын тудырған, бірақ іске аспаған жоба.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
1962 жылы қайта пайдалануға болатын, теңізге ұшырылатын зымыран тұжырымдамасы
1962 concept for a reusable, sea launched rocket
"Теңіз айдауышы" – екі сатылы, теңізден ұшырылатын, орбиталық аса ауыр жүк көтеруге арналған зымыранды жобалау бойынша 1962 жылы жасалған зерттеу. Жобаға Роберт Труакс Aerojet компаниясында жұмыс істеген кезде жетекшілік етті, ол ракетаны теңізде жүзбелі түрде ұшыруға арналған көптеген жобалардың бірін жасады. NASA және Todd Shipyards компанияларында қызығушылық болғанымен, жоба іске аспады. Ұзындығы және диаметрі шамамен 5 метр болатын "Теңіз айдауышы" тарихтағы ең үлкен зымыран болуы тиіс еді. Толыққанды жобаланған, бірақ салынбаған зымырандардың арасында бұл зымыран ең ірісі болып табылады және Жердің төменгі орбитасына (LEO) жеткізілетін жүк көлемі бойынша SpaceX Starship-тің алдыңғы нұсқасы – Планетааралық көлік жүйесі тұжырымдамасымен ғана теңеседі (екісі де 550 тоннаға арналған).
The Sea Dragon was a 1962 conceptualized design study for a two stage sea launched orbital super heavy lift launch vehicle. The project was led by Robert Truax while working at Aerojet, one of a number of designs he created that were to be launched by floating the rocket in the ocean. Although there was some interest at both NASA and Todd Shipyards, the project was not implemented. With dimensions of long and in diameter, Sea Dragon would have been the largest rocket ever built. , among rockets that have been fully conceived but not built, it is by far the largest ever and, in terms of payload into low Earth orbit (LEO), equaled only by the Interplanetary Transport System concept (the predecessor to SpaceX Starship) in the latter's expendable configuration with both designed for 550 tonnes.
Дизайн
Truax компаниясының негізгі идеясы – төмен құнмен ауыр ұшырғыштар жасау, қазіргі кезде бұл концепция «үлкен, қарапайым күштеуіш» деп аталады. Пайдалану шығындарын азайту үшін ракетаның өзі теңізден ұшырылатын, сондықтан қолдау жүйелеріне аса қажеттілік болмайтын. Бірінші сатыдағы қозғалтқыш соңғы бөлігіне бекітілген үлкен балласттық резервуарлар жүйесі ракетаны тік көтеру үшін қолданылатын. Осы қалпында екінші сатының үстіндегі жүк су сызығынан жоғары орналасып, оған оңай қол жеткізуге мүмкіндік беретін. Truax бұл негізгі жүйені Sea Bee және Sea Horse жобаларында сынақтан өткізген. Ракетаның құнын төмендету үшін оны арзан материалдардан, атап айтқанда 8 мм қалыңдықтағы болаттан жасау жоспарланған. Ракета теңіз жағалауындағы кеме құрылысшы зауытында құрастырылып, ұшыру үшін теңізге сүйретілетін. Ол сенімділікті арттыру және шығындар мен күрделілікті азайту үшін берік, қарапайым материалдарды кеңінен пайдаланатын. Жүйенің кемінде жартылай қайта пайдалану мүмкіндігі қарастырылған, ракета бөлімдерін жөндеу және қайта іске қосу үшін қайтадан қалпына келтіру және ұшыру. Бірінші сатыда RP 1 және LOX (сұйық оттегі) отынын жағатын бір қозғалтқыш орнатылатын. RP 1 және LOX үшін резервуардағы қысым сәйкесінше атмосфералық қысымды құрайтын, ал ұшыру кезіндегі камералық қысым болса атмосфералық қысымнан асып түсетін. Көлік жоғары көтерілген сайын қысым төмендеп, 81 секундтан кейін толығымен өшетін. Осы кезде көлік 40 км биіктікте және 32 км қашықтықта, белгілі бір жылдамдықпен қозғалатын. Сатыны қалпына келтіру жоспарлары да зерттелген. Екінші сатыда да бір ғана өте үлкен қозғалтқыш болған, ол сұйық сутек пен LOX отынын жағатын. Ол да 260 секунд бойы тұрақты, төмен қысыммен отынмен жабдықталып, соңында 229 км биіктікте және 940 км қашықтықта болатын. Қозғалтқыштың тиімділігін арттыру үшін, оның соңғы бөлігі кеңейтілген, көтерілген сайын 7:1 қатынасынан 27:1 қатынасына дейін өзгеретін. Ракетаның жалпы биіктігі бірінші сатының алдыңғы бөлігін ұштарлап жасау арқылы азайтты, ол екінші сатыдағы қозғалтқыш соңғы бөлігінің ішінде орналасқан. Типикалық ұшыру тізбегі ракетаның жағалауда жөнделіп, жүгімен және балласттық резервуарлармен біріктірілуімен басталатын. RP 1 отыны да осы кезде жүктелетін. Содан кейін ракета ұшыру алаңына сүйретіліп, онда LOX және LH2 электролиз арқылы өндірілетін; Truax осы кезеңде ядролық қуатпен жұмыс істейтін әуе кемесін қуат көзі ретінде пайдалануды ұсынған. Балласттық резервуарлар, сонымен қатар бірінші сатыдағы қозғалтқыш соңғы бөлігінің қақпағы және қорғанышы ретінде қызмет ететін, сумен толтырылып, ракетаның екінші сатысы су сызығынан жоғары көтерілгенше тік батырылатын. Соңғы тексерулер жүргізіліп, ракета ұшырылатын. Ракета LEO-ға дейін 150 кг дейін жүк тасымалдай алатын. 1963 жылы жүк тасымалының құны килограмына 59-600 доллар (2020 жылы шамамен 500-560 доллар) деп бағаланған. TRW (Space Technology Laboratories, Inc.) бағдарламаны қарап шығып, жобаны және оның күтілетін шығындарын растаған. Алайда, бюджеттік қиындықтар болашақ жобалар бөлімінің жабылуына әкеліп соқты, олар Марсқа экипажбен ұшу үшін ұсынған аса ауыр ұшырғыштар бойынша жұмысты тоқтатты.
Truax's basic idea was to produce a low cost heavy launcher, a concept now called "big dumb booster." To lower the cost of operation, the rocket itself was launched from the ocean, requiring little in the way of support systems. A large ballast tank system attached to the bottom of the first stage engine bell was used to "hoist" the rocket vertical for launch. In this orientation the payload at the top of the second stage was just above the waterline, making it easy to access. Truax had already experimented with this basic system in the Sea Bee and Sea Horse. To lower the cost of the rocket, he intended it to be built of inexpensive materials, specifically 8 mm steel sheeting. The rocket would be built at a sea side shipbuilder and towed to sea for launch. It would use wide engineering margins with strong simple materials to further enhance reliability and reduce cost and complexity. The system would be at least partially reusable with passive reentry and recovery of rocket sections for refurbishment and relaunch. The first stage was to be powered by a single thrust engine burning RP 1 and LOX (liquid oxygen). The tank pressure was for the RP 1 and for the LOX, providing a chamber pressure of at liftoff. As the vehicle climbed the pressures dropped off, eventually burning out after 81 seconds. By this point the vehicle was 25 mile (40 km) up and 20 mile (32 km) downrange, traveling at a speed of The normal mission profile expended the stage in a high speed splashdown some 180 mile (290 km) downrange. Plans for stage recovery were studied as well. The second stage was also equipped with a single very large engine, in this case a thrust engine burning liquid hydrogen and LOX. It was also pressure fed, at a constant lower pressure of throughout the entire 260 second burn, at which point it was 142 mile (229 km) up and 584 mile (940 km) downrange. To improve performance, the engine featured an expanding engine bell, changing from 7:1 to 27:1 expansion as it climbed. The overall height of the rocket was shortened somewhat by making the "nose" of the first stage pointed, lying inside the second stage engine bell. A typical launch sequence would start with the rocket being refurbished and mated to its cargo and ballast tanks on shore. The RP 1 would also be loaded at this point. The rocket would then be towed to a launch site, where the LOX and LH2 would be generated on site using electrolysis; Truax suggested using a nuclear powered aircraft carrier as a power supply during this phase. The ballast tanks, which also served as a cap and protection for the first stage engine bell, would then be filled with water, sinking the rocket to vertical with the second stage above the waterline. Last minute checks could then be carried out and the rocket launched. The rocket would have been able to carry a payload of up to or into LEO. Payload costs, in 1963, were estimated to be between $59 and $600 per kg (roughly $500 to $5,060 per kg in 2020 dollars). TRW (Space Technology Laboratories, Inc.) conducted a program review and validated the design and its expected costs. However, budget pressures led to the closing of the Future Projects Branch, ending work on the super heavy launchers they had proposed for a crewed mission to Mars.
Шығармадағы теңіз айдауы
Теңіз айдаһары 2019 жылғы Apple TV+ сериалының бірінші маусымының финалында пайда болады, «Барлық адамзат үшін». Сериал 1960 жылдардағы ғарыш жарысы аяқталмаған балама тарих уақыт жолында өрбітеді. 1983 жылы өтетін титрлерден кейінгі сахнада, Тынық мұхитынан АҚШ-тың Ай колониясын жабдықтау үшін Теңіз айдаһары ұшырылып бара жатыр. Ғарышкер дауыстап айтады, мұхиттан ұшыру жүк құрамында плутоний болғандықтан қауіпсіздік шарасы ретінде қолданылып жатыр. Теңіз айдаһары 2-ші маусымда да маңызды рөл атқарады; оның үлкен жүк көтергіштігі Ай базасын қайта жабдықтау үшін пайдаланылады және Кеңес Одағының Айға қатысты блокадасына себеп болады. Сериалдағы нұсқасымен салыстырғанда бастапқы идеядан кейбір шағын өзгерістер бар, атап айтқанда, ракетаның үстіңгі бөлігіндегі Аполлон капсуласы үшін іске қосылуды тоқтату жүйесінің болмауы және екінші сатыдағы кеңейтілген соплоның жоқтығы, оның орнына үлкен, стандартты ракеталық қозғалтқыш және оның айналасында төрт қосымша қозғалтқыш қолданылады.
The Sea Dragon appears in the first season finale of the 2019 Apple TV+ series For All Mankind. The series is set in an alternate history timeline in which the 1960s era space race did not end. In the post credits scene, which takes place in 1983, a Sea Dragon is depicted launching from the Pacific Ocean to resupply the US lunar colony. An astronaut says in a voice over that the ocean launch is being used as a safety measure because the payload includes plutonium. The Sea Dragon continues to play a role in season 2; its high payload capacity is used to resupply an expansive lunar base and is the subject of a lunar blockade by the Soviet Union. There are some small changes from the original concept compared to the version in the series, namely a lack of Launch Abort System for the Apollo capsule at the top of the rocket, and the lack of expanding second stage nozzle, instead using a large, more standard rocket engine, with four additional engines surrounding.