McDonnell Douglas ILRV

V roku 1966 vydala Aeronautics and Astronautics Coordinating Board správu, podľa ktorej neexistuje a v najbližšej dobe ani nebude existovať vesmírny transportný systém, schopný uspokojiť požiadavky NASA a USAF. Preto bolo v nasledujúcom roku udelených niekoľko kontraktov na vývoj jednostupňového, viacnásobne použiteľného vesmírneho prostriedku s jednorázovými odhadzovateľnými nádržami ILRV (Integral Launch Reentry Vehicle). Takýto koncept mal priniesť zjednodušenie konštrukcie a úsporu nákladov.

Firma McDonnell Douglas navrhla okrídlené vztlakové teleso s veľkým čelným prierezom. Krídla sa mali vysúvať na doplnenie vztlaku a stability len pri pristátí. Všetky pohonné hmoty boli presunuté do dvoch odhadzovateľných prídavných nádrží. Pôvodný koncept bol dimenzovaný pre náklad 11 340 kg užitočného zaťaženia s maximálnymi rozmermi 9,4 x 4,57 metra. Raketoplán so vzletovou hmotnosťou 1670,58 tony malo poháňať päť raketových motorov s ťahom 4 MN. Postupom času bola konštrukcia zväčšená, aby pojala 22,68 tony nákladu.

V tom čase prebiehal v NASA rozsiahly výskum vztlakových telies, ktorého súčasťou bolo aj vypúšťanie zmenšených modelov z rádiovo ovládaného bezpilotného lietadla. Väčšinu z týchto modelov postavil Dale Reed. Začiatkom roka 1969 padlo rozhodnutie postaviť na overenie koncepcie raketoplánu firmy MDD 9,7 metra dlhé vztlakové teleso s váhou 220 kg. Jeho tvar bol odvodený od konfigurácie Hyper III, testovanej v Langley Research Center s pomerom L/D na úrovni 3. Na teleso bolo nainštalované pevné krídlo s rozpätím 5,6 metra, ktoré malo simulovať vysúvateľné vztlakové plochy pre finálnu fázu pristátia vesmírneho plavidla. V kontraste s multimiliónovými kontraktmi, výroba telesa Hyper III stála len 6500 dolárov. Prvý, a ako sa neskôr ukázalo aj jediný let sa uskutočnil 12. decembra 1969. Hyper III bol odhodený z vrtuľníka vo výške 3000 metrov a preletel vzdialenosť približne päť kilometrov, aby sa otočil o 180 stupňov a pristál v mieste štartu. Zo zeme ho riadil skúšobný pilot Milt Thompson. Po vyhodnotení letu dospeli pracovníci NASA k záveru, že teleso vyvodzuje oveľa menší vztlak než sa predpokladalo a preto boli ďalšie práce zastavené.

General Dynamics Triamese

V roku 1968 predložila spoločnosť General Dynamics americkému letectvu projekt viacnásobne použiteľného vesmírneho plavidla, zloženého z troch identických raketoplánov so zaťahovateľnými krídlami. Tento koncept bol pôvodne vyvinutý pre tajný projekt SAMSO z roku 1965. Podľa predpokladov mal vývoj stáť len 1 až 2 miliardy dolárov s predpokladaným operačným nasadením do deviatich rokov. Dva z raketoplánov Triamese slúžili ako pomocné raketové stupne a dodávali palivo všetkým motorom. Po jeho vyčerpaní sa oddelili a pomocou vysúvateľných krídel, manévrovacích plôch a prúdových motorov pristáli na letisku. Takáto koncepcia neohrozovala ľudí na zemi jednorázovými a odhadzovateľnými stupňami a tak mohol Triamese operovať aj hlboko vo vnútrozemí. Do vesmíru pokračoval len prostredný stupeň. Ten mohol mať na palube dvanásť pasažierov, alebo 11 340 kg užitočného zaťaženia v nákladnom priestore s rozmermi 5,2 x 4 metre. Marginálne náklady na štart boli prepočítané na 0,3 milióna dolárov, to znamená 26,5 dolára na jeden kilogram nákladu. Pohon obstarávali okrem prúdových motorov aj dva hlavné raketové motory na tekutý vodík a kyslík Pratt and Whitney XLR-129. Projekt sa ako mnoho iných nedočkal praktickej realizácie.

Lockheed Starclipper

Viacnásobne použiteľný vesmírny 1,5 stupňový raketoplán Lockheed Starclipper navrhol postarší konštruktér Max Hunter v roku 1966. Verejnú pozornosť vzbudil až o v auguste 1968, keď ho prezentoval George Muller na British Internplanetary Society ako perspektívny vesmírny dopravný prostriedok, najmä pri zásobovacích cestách na orbitálnu stanicu. Aj keď to bolo tiež vztlakové teleso, jeho tvar bol v porovnaní s raketoplánom McDonnell Douglas ILRV značne odlišný. Hlavná jednorázová nádrž s pohonnými látkami mala tvar písmena V a svojím umiestnením chránila pri štarte nábežné hrany prostriedku. Z celkovej hmotnosti 280 500 kg pripadalo 12 973 kg na konštrukciu, zvyšok tvorilo palivo (LOX/LH2). Samotný raketoplán bez užitočného zaťaženia vážil 40 823 kilogramov. S cieľom zníženia prevádzkových nákladov mal Starclipper operovať z bežných letísk, podobne ako lietadlo. Samozrejme, musel mať na ňom vybudovaný štartovací dok a v blízkosti neobývanú oblasť, kde by mohla bezpečne dopadnúť odhadzovateľná nádrž. Podľa výpočtov malo byť možné vyniesť pri jednom štarte 11 340 až 22 680 kg nákladu pri cene 55 dolárov za kilogram! Najväčším problémom pri vývoji bol ochranný tepelný štít s výdržou 10 až 100 letov a dvojrozmerne vektorovateľné raketové motory. Tie mali tvoriť 25 % pristávacej hmotnosti. Raketoplán bol dlhý 25 a široký 15,85 metra. Poháňali ho tri vysokotlaké raketové motory s ťahom 4657,25 kN. Navrhnutá bola aj menšia verzia na prepravu štandardizovaných paliet s hmotnosťou 11 340 kg na vesmírnu stanicu. V tejto úprave by sa dala využiť aj na opravy a údržbu satelitov. Ako mnoho iných ambicióznych a na svoju dobu nereálnych projektov sa ani tento nedočkal realizácie. Určité práce ešte prebiehali na značne zväčšenom variante so vzletovou hmotnosťou 1587,5 tony a ťahom piatich motorov 22,82 MN. Lockheed použil túto konfiguráciu pri svojich úvodných štúdiách vesmírneho raketoplánu Space Shuttle v období rokov 1968 až 1971.

Martin Astrorocket

Koncepčná štúdia Astrorocket je typickým príkladom konštrukčného pojatia viacnásobne použiteľného vesmírneho prostriedku z konca 60. rokov. Prvý stupeň mal pomocou raketových motorov vertikálne odštartovať a po oddelení by s prúdovými motormi horizontálne pristál. Druhý stupeň s lineárnym raketovým motorom pokračoval na obežnú dráhu. Dvojčlenná posádka mala na starosti 10 pasažierov a 3 tony nákladu. V prípade vynesenia trojčlennej posádky a 2,27 tony nákladu na obežnú dráhu vo výške 555 km mohol Astrorocket ostať vo vesmíre dva týždne.

Lockheed System III and IV

Plne viacnásobne použiteľné vesmírne plavidlo, známe pod označením System III a System IV, vzniklo v spoločnosti Lockheed na konci šesťdesiatych rokov. Jednalo sa o dvojstupňový raketoplán s horizontálnym štartom aj pristátím. Rozdiel medzi nimi bol v tom, že kým System III používal výlučne raketový pohon, System IV profitoval z odlišného nosného lietadla, ktoré používalo náporové motory. Plavidlo malo štartovať z pozemných urýchľovacích saní a počas jedného obehu okolo Zeme by vypustilo malý pilotovaný raketoplán typu Dynasoar, prípadne civilný raketoplán s desiatimi pasažiermi a 2950 kg nákladu. Pozemné prípravy medzi dvoma štartmi mali trvať 11 až 23 dní pri životnosti konštrukcie 500 štartov. Len na okraj, System I bola šesťmiestna vesmírna kabína Apollo a System II malý vesmírny raketoplán pre 10 pasažierov, rovnako vynášaný pomocou rakety Saturn IB.

Project Isinglass Rheinberry

V polovici šesťdesiatych rokov začala CIA hľadať náhradu za svoje prieskumné lietadlá OXCART (Lockheed A-12). Prvou zo zvažovaných možností bol projekt Isinglass firmy General Dynamics, ktorý v sebe zhodnocoval technológie, vyvinuté pre stroje Fish a F-111. Lietadlo malo dosahovať rýchlosť Mach 4 až 5 vo výške tridsať kilometrov. Hoci bola úvodná dokumentácia dokončená už na sklonku roka 1964, v prácach sa ďalej nepokračovalo, keďže Isinglass nebol schopný prekonať existujúce sovietske radary. O pár mesiacov neskôr bol firmou McDonnell Douglas vypracovaný pod krycím názvom Project RHEINBERRY omnoho pokročilejší koncept, ktorý uvažoval s raketovo poháňaným lietadlom, vypúšťaným z bombardéra B-52. To už malo dosahovať rýchlosť viac než Mach 20 vo výške šesťdesiatich kilometrov. Na overenie koncepcie bola postavená technologická maketa, ktorá podstúpila rozsiahle testy. Aj napriek niekoľkým novovyvinutým technológiám takto extrémne náročný projekt mal v čase prechodu prieskumných úloh z lietadiel na satelity len malú šancu na úspech.

Space Cruiser

V prvej polovici 70. rokov sa US Navy začalo cítiť odstrčené z novej vojny o nadvládu vo vesmíre a preto iniciovalo vývojové práce na stroji Space Cruiser - jednomiestnej pilotovanej vesmírnej stíhačke, určenej na „vedecké a vojenské aplikácie“. Jej hlavným cieľom malo byť zostreľovanie sovietskych špionážnych satelitov, ktoré sa používali na lokalizáciu americkej námornej flotily. Space Cruiser mala do vesmíru vynášať raketa Poseidon, odpaľovaná z raketovej ponorky, alternatívne prichádzal do úvahy aj štart z rakety Peacekeeper ICBM, alebo z lietadla Boeing 747. Typická misia predstavovala utajený štart, prenasledovanie, inšpekciu a zničenie vojenského satelitu počas jedného, maximálne dvoch obehov tak, aby nenastalo zachytenie sovietskou pozorovacou sieťou. Stroj v tvare ihlanu (vyvinutý pre hlavice rakiet Poseidon MIRV) bol dlhý 8,08 metra so sedemnástimi motormi a hmotnosťou 4500 kg. Skúšky návratu do atmosféry boli uskutočnené počas prísne tajných testov. Aj napriek chýbajúcim informáciám bol projekt evidentne zastavený v prospech iných konceptov, ktoré neskôr tiež padli za obeť nútenej participácii armádnych zložiek na programe Space Shuttle.