23 juni 2024

Groot, groter, grootst

SeaDragon

Big Dumb Boosters

Het was in een YouTube filmpje van Scott Manley over het computerspel Kerbal Space Program dat ik er voor het eerst van hoorde, de Sea Dragon.

Deze, al in 1962 (!) ontworpen, raket volgt het ‘Big Dumb Boosters’ ontwerp. Dit ontwerp, ook wel BDB genoemd komt er in het kort op neer komt dat het goedkoper is om grote, zware raketten te bouwen met een heel simpel ontwerp dan dat men meerdere, kleinere en slimmere raketten bouwt.

Met een lancering van een heel slimme raket in het vooruitzicht (SpaceX lanceert weer een Falcon 9 voor de CRS-6 missie binnenkort, die weer gaat proberen te landen op “Just Read The Instructions“) intrigeerde me het enorm. Al helemaal toen ik er wat verder in dook.

Sea Dragon

Net als de Falcon 9 van SpaceX is de Sea Dragon ontworpen om herbruikbaar te zijn. En dat zonder gebruik te maken van drijvende landingsplatformen en raket-aangedreven landingen. Wel was er een drijvend lanceerplatform. Nou ja drijvend…

Om de kosten te drukken en geen dure lanceertorens te hoeven bouwen zou de Sea Dragon gelanceerd worden vanuit zee. Hiertoe zou onder de raket een enorme balast-tank gemonteerd worden die volgepompt kon worden om zo de raket verticaal in het water te krijgen. Te vergelijken met een oversized dobber, maar dan eentje mét raketaandrijving.

water-lancering

Een lancering vanuit het water

Enorme capaciteit

De Sea Dragon zou een enorm grote raket worden, met een eveneens enorme laadcapaciteit. Om een idee te geven: een Sea Dragon zou ruim 544310 kilogram lading in een enkele vlucht naar een zogenaamde ‘low earth orbit’ kunnen brengen. Ter vergelijk, het totale ISS weegt op dit moment ‘slechts’ 419455 kilo. Voor het huidige ISS hebben we ruim 115 vluchten uitgevoerd om de materialen ‘naar boven’ te brengen. Met een Sea Dragon had het, in theorie, met 1 vlucht gekund. Je hoeft geen wiskunde-genie te zijn om te concluderen dat dit kostentechnisch er helemaal niet zo verkeerd uit ziet. En de raket is ook nog eens volledig herbruikbaar!

lancering

Het vluchtschema van een Sea Dragon zoals dit ruim 50 jaar geleden bedacht werd.
Dat lijkt toch wel enorm op het plan dat SpaceX komende maandag opnieuw uitvoert.

Truax Engineering

Het Sea Dragon project werd geleid door Robert Truax, die zijn inspiratie kreeg van niemand minder dan Goddard, een naam die in één van mijn eerdere blogposts ook al eens voorkwam. Later richtte hij Truax Engineering op, dat al vanaf het begin probeerde aan te tonen dat het Space Shuttle ontwerp onrendabel zou blijken. “Maak het groot, houdt het simpel en maak het herbruikbaar”, was zijn devies. Een Space Shuttle moet allerlei ‘hardware’ mee naar boven nemen om een veilige terugvlucht te garanderen, wat afbreuk doet aan de hoeveelheid lading die meegenomen kan worden. Denk daarbij aan vleugels, landingsgestel en hittebestendige tegels. En de Shuttle had nog een nadeel. “… voorzie een bevoorradingsmissie nooit van een bemanning, want de eisen voor een bemande vlucht zijn veel te verschillend met die van een bevoorradingsmissie. Voor bemande vluchten gebruik je een klein voertuig … voor lading gebruik je een Big Dumb Booster.”

In 1983, twee jaar na de eerste Space Shuttle lancering, was Truax nog altijd bezig om een alternatief op te zetten voor de Space Shuttle. Een kleine vloot Sea Dragons zou, nagenoeg volgens het originele ontwerp, tussen 1995 en 2010 een grote concurent moeten zijn voor de Space Shuttle. De kosten per kilogram naar LEO (low earth orbit) zouden op net iets meer dan 100 dollar uitkomen, rekening houdend met de inflatie sinds 1983. Vergelijk dat met de 18000 dollar per kilo voor de Space Shuttle!

Gigantisch

De Sea Dragon zou echt gigantisch zijn. Veel groter dan de machtige Saturn V raket, die de maanmissies mogelijk maakte. Het is met kop en schouders nog altijd de grootste raket die tot nu toe serieus overwogen is. Groter ook dan het in ontwikkeling zijnde Space Launch System (SLS) dat NASA bouwt om uiteindelijk de stap naar Mars te gaan maken. Plaatjes zeggen meer dan duizend woorden, dus zie hieronder hoe de 150 meter hoge raket zich verhoudt tot de bekende raketten uit onze geschiedenis en nabije toekomst. Klik op de afbeelding om hem te …. euh …. vergroten.

comparison

De gigantische afmetingen in beeld. Het rode stipje rechts van de Sea Dragon is een gemiddeld mens…

Bron: Truax Engineering Multimedia Archive + Wikipedia + Sky As Frontier (p183)

Share

Comments

  1. Iets technisch vergroten is meestal makkelijker dan verkleinen, maar hoe haalbaar is dit geweest? Het is toch een aardig flatgebouw wat je de lucht in schiet.

    • Martin Schoenmaker zegt

      Het is blijkbaar allemaal goed doorgerekend (iets wat de NASA en de instantie die het narekende verbaasde). Ik vond dit stukje:

      “The design was reviewed with Todd Shipyards, who concluded that it was well within their capabilities, and not too unlike making a submarine hull. 8 mm thick maraging steel was used, similar to the Aerojet 260 inch solid motor of the time. NASA Marshall gave the Aerojet designs to TRW for evaluation. TRW fully confirmed Aerojet’s costs and engineering, a great surprise to both TRW and NASA. Aerojet was considering purchasing Sudden Ranch as a launch site for Sea Dragon. This property included several kilometers of coastline between Santa Barbara and Vandenberg AFB. This was the only site on the continental United States that could launch directly into a polar orbit without overflying populated areas (and was later incorporated into Vandenberg).

      But this came just as Apollo was being cut back and the Viet Nam war was eating an ever greater amount of the US budget. NASA dissolved their Future Projects Branch (dropping almost all the manned Mars landing work). Prospects for Sea Dragon essentially disappeared, and Aerojet could no longer fund it on IR&D.”

      Met andere woorden; De Vietnam-oorlog heeft een duidelijk effect gehad op de ruimtevaart.

      Bron: http://www.astronautix.com/lvs/searagon.htm

      • Het blijft een imposant ding. 🙂 Tevens vraag ik me ook al of het financieel wel goed rendabel zou zijn geweest. Ja het kan veel meer vracht in de ruimte brengen, maar dan moet er wel zoveel vracht zijn en tevens moet er niets fout gaan want dan gaat er veel verloren. Ook als je naar de huidige vrachten kijk zou deze raket nooit rendabel zijn geweest, want het vol krijgen zou lastig zijn.

  2. Martin Schoenmaker zegt

    Een paar recentere linkjes aangezien de aandacht voor grote raketten weer toeneemt:

    https://twitter.com/BrianRoemmele/status/1355950565323231234?s=20

    En

    https://www.youtube.com/watch?v=H6YJ5oIcT4g

Speak Your Mind

*