Разработанная в 1960-х годах тяжёлая ракета Sea Dragon должна была запускаться из воды в космос

В научно-фантастическом сериале «Ради всего человечества» США в 1983 году запускают в космос из воды самую мощную ракету в истории. В сериале речь идет об альтернативной реальности, в которой Советский Союз выиграл соперничество в области освоения Луны. 

Однако такая ракета могла быть действительно разработана — это был реальный концепт, созданный для НАСА: Sea Dragon.

Sea Dragon в сравнении со штаб-квартирой НАСА в 1962 году. Фото: НАСА

Проектирование Sea Dragon

В начале 1963 года была опубликована 250-страничная концепция «Морского дракона». Sea Dragon (с англ. — «Морской Дракон») — гипотетический проект 1962 года по созданию двухступенчатой сверхтяжёлой ракеты-носителя морского базирования. 

Проект был начат в 1962 году. За него отвечал Роберт Труакс. Он не был новичком в этой отрасли: после службы в ВМФ специалист, среди прочего, работал над ракетой ВВС PGM-17A Thor — первой ядерной ракетой США.

Позднее он также работал над UGM-27 Polaris — первой ядерной ракетой ВМС США, запускаемой с подводной лодки. В 1959 году Труакс перешел в частный сектор. В итоге он оказался в компании Aerojet, американском производителе ракетных двигателей. И одним из его проектов был «Морской дракон».

Идея Труакса заключалась в создании дешевой тяжелой ракеты. Сегодня эти концепции называются Big Dumb Booster (можно перевести как «большие глупые ускорители»). Идея, лежащая в основе проекта следующая: дешевле запустить в космос большую, несложную ракету с большим количеством груза, чем много маленьких ракет.

Однако слова «дешевый» и «тяжелая ракета» на самом деле не сочетаются друг с другом. Если ракета большая и в ней много топлива, то не только ее конструкция, но и все, что с ней связано, становится дорогим. Вот почему Труакс хотел запускать ракету из моря, без строительства специальной стартовой платформы.

Необычная стартовая площадка для запуска 

Вместо того чтобы строить огромную стартовую площадку, требующую больших затрат и которая могла быть повреждена во время запуска ракеты, Sea Dragon планировалось запустить из воды. Причем именно из воды, а не, например, с корабля или заброшенной нефтяной платформы.

Для этого к концу ракеты был прикреплен огромный балластный бак (цистерна). По плану, его заполняли, после чего хвост ракеты погружали под воду, и «Морской дракон» оказывался в вертикальном положении. Поэтому стартовая площадка была не нужна.
Графическое изображение запуска «Морского дракона». Фото: AstroBidules/Wikimedia Commons
Этот метод имел еще одно преимущество. Благодаря точному заполнению балластной цистерны «Морской дракон» мог бы выступать из воды достаточно далеко, чтобы обеспечить легкий доступ к грузовому отсеку с судна, например, для проведения заключительных проверок. Теоретически это также позволило бы астронавтам легко подняться на борт космической капсулы в верхней части ракеты.

Строительство ракеты

Запуск из воды также должен был упростить логистику и транспортировку. Вместо того чтобы использовать сложные гигантские транспортеры, ступени ракет можно строить в сухих доках. После завершения работ к первой ступени может быть добавлена балластная цистерна, а ко второй — грузовой модуль.

Затем обе ступени спускаются на воду и буксируются по отдельности кораблями в море. Место назначения — док Assembly Lagoon. Там они собираются горизонтально, образуя ракету «Морской дракон».
Сборка 2 ступеней. Фото: НАСА
В Assembly Lagoon вторая ступень заправляется жидким кислородом. Затем «Морской дракон» по плану должен быть отбуксирован дальше в море к месту спуска на воду. Там он заправляется жидким водородом.

Концепция предусматривает, что топливо будет производиться на месте методом электролиза, например, с помощью атомного авианосца. На рисунке ниже изображен авианосец USS Enterprise, эксплуатировавшийся ВМС США с 1961 по 2012 год.
Sea Dragon рядом с USS Enterprise. Фото: НАСА

Части «Морского дракона» можно использовать повторно

После успешного спуска на воду балластная цистерна буксируется обратно в Assembly Lagoon для повторного использования. Эта возможность была запланировано на первом этапе разработки. После отделения балласт должен был без повреждений приземлиться на воду, замедляясь парашютами. Его буксируют на корабле в док, где готовят к использованию в будущих запусках.

Эта система также должна была сократить расходы и обеспечить более быстрые запуски, поскольку первую ступень не всегда придется перестраивать. Таким образом, идея, благодаря которой SpaceX сегодня добилась такого успеха с ракетами Falcon 9 и их многоразовыми ускорителями, существовала еще в 1962 году.
Графическое изображение полёта «Морского дракона». Фото: НАСА

150-метровая ракета

Общая высота «Морского дракона» должна была составить 150 метров. Это сделало бы ее самой большой ракетой в мире на сегодняшний день. Высота космического корабля SpaceX Starship на текущем этапе строительства составляет 121 метр.

Диаметр «Морского дракона» также был огромным — 23 метра. У Starship — 9 метров. 111-метровый «Сатурн-5», доставивший первых людей на Луну в 1969 году, имел диаметр 10 метров.

Предполагалось, что «Морской дракон» будет весить 18 143 тонны. Полезная нагрузка оценивалась в 550 тонн. Идея заключалась в том, чтобы использовать его для доставки на орбиту крупных деталей или даже целых космических станций или модулей для лунной базы. Это позволило бы сэкономить средства и время, поскольку не пришлось бы собирать отдельные конструкции в космосе или на Луне.

Мощные двигатели

Для вывода такого груза в космос на первой ступени был всего один двигатель. Однако при этом должна была быть достигнута тяга в 350 меганьютонов (МН). В настоящее время у Starship этот показатель оценивается в 73,5 MN.

Планировалось, что топливо первой ступени будет израсходовано через 81 секунду. В этот момент Sea Dragon должен был лететь на высоте 40 км со скоростью 6400 км/ч. На этом этапе отделяется вторая ступень — первая приземляется на воду примерно в 290 км от точки старта. Вторая ступень должна была иметь двигатель мощностью 59 МН. Он должен был работать в течение 260 секунд, пока не будет достигнута желаемая высота 229 км.

Стоимость проекта

НАСА поручило американской компании TRW рассмотреть эту концепцию, которая позднее, среди прочих, построил двигательную установку для лунного модуля «Аполлон». Сообщается, что и TRW, и НАСА были удивлены тем, что концепция была признана обоснованной и осуществимой. Стоимость запуска одного килограмма груза в космос с помощью Sea Dragon оценивалась в 60–600 долларов — максимум в четверть стоимости при запуске груза с собственной ракеты НАСА Saturn V.
Sea Dragon в сравнении с Saturn V и ITS (концепция-предшественник SpaceX Starship)
Компания Aerojet уже планировала приобрести участок земли на побережье, где планировалось построить док. Участок располагался между Санта-Барбарой и авиабазой Ванденберг. Оттуда можно было запускать ракеты, которые не пролетали над большими населенными районами.

Но из этого ничего не вышло. Проект «Морской дракон» появился в то время, когда программа «Аполлон» тормозилась из-за высоких затрат. Война во Вьетнаме создала дополнительную нагрузку на бюджет США.

Помимо Sea Dragon, НАСА также отказалось от концепций пилотируемой миссии на Марс, для которой могла бы быть использована тяжелая ракета-носитель.