Lander Lunare Abitabile Arcturus - sviluppo

Una tonnellata diventano ben sei tonnellate se consideri il corrispondente risparmio di propellente nei due stadi del lander...

Più che altro bisogna capire cosa vogliamo fare. Se vogliamo ridurre il lander in modo da lanciarlo col Jarvis M perché ci fa più comodo il lanciatore in dll, dobbiamo ridurre il lander fino a 48 tonnellate, 37 se vogliamo far fare la LOI allo stadio HES-5. E' un crollo di peso notevole. Per ridurre così tanto il peso dobbiamo tra l'altro cambiare motori e passare all'idrogeno liquido come propellente (ISP di 100 secondi superiore al metano liquido) e ciò significa che probabilmente il volume lasciato libero dal vano di carico che eliminamo, ci serve tutto o quasi per i serbatoi dal momento che l'idrogeno liquido è molto meno denso.
Senza contare la necessità di un fairing specifico perché le dimensioni del lander superano di gran lunga (in larghezza) quelli standard del Jarvis, ma questo è l'ultimo dei problemi.

Io sono però dell'idea che il lanciatore in DLL sia secondario in questo caso perché abbiamo una missione con caratteristiche definite e quindi il fattore scomodità-autoguida in questo caso è molto secondario (la dovremmo impostare una volta per tutte e basta). E visto che il Quasar è lì da usare, usiamolo. Del resto l'abbiamo progettato proprio per portare il lander lunare...

Il Jarvis può sempre essere usato per gli eventuali lander cargo, del resto era così che si pensava di fare... e a proposito mi sembrava che ndudi avesse già pronta la mesh di quello specifico lander, se ricordo bene...

A quel punto il risparmio di peso non è più cruciale, anzi, il risparmio sul descent stage possiamo sfruttarlo per dare più carburante allo stadio di ascesa per avere un margine maggiore di sicurezza (se la mesh dei serbatoi è ancora modificabile). Si potrebbe anche pensare di cambiargli motore sostituendo la campana unica con quattro più piccole in modo da ridurre l'ingombro in altezza e abbassare quindi il baricentro del veicolo. Pensavo ai motori ipergolici di Antares Short Range, che richiederebbero appunto più combustibile.

EDIT
non ho pensato che con Orbiter 2014 non è detto che i lanciatori in multistage siano ancora compatibili, quindi è anche questo un elemento da tenere in considerazione... oddio non è detto neanche che Antares sarà ancora compatibile

Allora mi pare di capire che tutto sommato conviene lasciare il modulo di risalita così com'è.. meglio! Dobbiamo quindi a questo punto riprogettare il modulo di discesa in base alle nuove esigenze.

Per quanto riguarda Orbiter 2014.. io non ci penserei al momento perchè non sappiamo nemmeno quando uscirà....

Tra una cosa e l'altra a lavoro ho rifatto qualche conto (il mio foglio di calcolo per il Delta V mi accompagna ovunque!) e c'è la realistica possibilità, passando al LH2, di portare il lander sul Jarvis senza toccare l'ascent stage, ma ripeto dobbiamo capire se vale la pena farlo. Mi piacerebbe sentire il parere di tutti perché è inutile mettersi a rimodellare mesh senza capire bene quale è l'obbiettivo finale...

Pete Conrad ha scritto:

Ve lo ho già scritto: io mi rimetto ai progettisti (voi) poi se volete faccio il lavoro "sporco" (costruzione, texturizzazione, etc.).

Tu secondo me sei l'ideale per modellare i rover ;-)
A proposito, visto che di Apollo sai tutto: il lunar rover, quanto spazio occupava (lunghezza x larghezza x altezza), impacchettato e aperto?

Ne butto una che mi è saltata in mente così, ma il poderosa non aveva un rover? Se si e proprio non si può rivedere?

A sentire i vostri discorsi credo che più di uno alla NASA e all'ESA stia temendo di perdere il posto...

Matt44 ha scritto:

Ne butto una che mi è saltata in mente così, ma il poderosa non aveva un rover? Se si e proprio non si può rivedere?

Bhe penso che il rover sia l'ultimo dei problemi, non dovrebbe essere troppo difficile modellarne uno e programmarlo, alla fine deve essere qualcosa di veramente minimale, proporrei di inserire anche un vano cargo (un cassone per intenderci) dove stivare strumentazioni e eventuali campioni, inoltre pensandoci bene con le batterie di nuova generazione (progettate e usate da Tesla Motors -Elon Musk) si possono percorrere qui sulla terra circa 450km, secondo me eliminando attriti e peso di una macchina odierna si potrebbe arrivare a farne ancora altri 2-300 ottimo per una bella e lunga passeggiata spaziale senza dover codificare pannelli o altro , tra l'altro se non sbaglio queste batterie sono piatte e stanno proprio sotto il pianale dove ci sono i posti, quindi niente 3d, verrebbe coperta

Matt44 ha scritto:

Ne butto una che mi è saltata in mente così, ma il poderosa non aveva un rover? Se si e proprio non si può rivedere?

Era grosso come un'automobilina radiocomandata

simone ha scritto:

Bhe penso che il rover sia l'ultimo dei problemi, non dovrebbe essere troppo difficile modellarne uno e programmarlo, alla fine deve essere qualcosa di veramente minimale, proporrei di inserire anche un vano cargo (un cassone per intenderci) dove stivare strumentazioni e eventuali campioni,

E' piuttosto vero il contario: il carico può stare all'aperto mentre l'equipaggio, se vuoi fare escursioni davvero lunghe, deve stare al chiuso in un ambiente climatizzato, perché l'elemento determinante per il raggio d'azione non è dato dall'autonomia del rover, ma da quella delle tute. Ecco perché avevamo pensato al rover chiuso.

Se si potesse tenere quel rover chiuso, ridurlo un pochino e codificarlo senza diventare matti (tenendo magari come base il codice usato per i consumi ossigeno di Antares), sarebbe l'ideale.
Se poi riusciamo a farlo stare in uno spazio di circa 3,5x3,5 metri in modo da poterlo calare dall'alto con una semplice animazione sull'asse Y di un piano unito a quattro bacchette che esca dal fondo del lander, eliminando la rampa inclinata, siamo a cavallo.

Andrew ha scritto:

...
A proposito, visto che di Apollo sai tutto: il lunar rover, quanto spazio occupava (lunghezza x larghezza x altezza), impacchettato e aperto?

So le dimensioni aperto, e cioè 3m x 1.8m x 1.12m. Posso dedurre con buona approssimazione quelle chiuso: considerando che il passo (distanza centro ruota - centro ruota) era di 2.2m ogni ruota era di 80 cm di diametro e dato che chiuso era con le ruote piegate all'interno e il telaio piegato in due avremmo circa 1.3 in lunghezza per 1.6 di larghezza. 1.3 in lunghezza perché ovviamente non era proprio piegato in due come un foglio, ma aveva un gradino per le ruote.
Maggiori informazioni si possono trovare qui.
Peso a vuoto 210 kg, se lo vogliamo fare per 4 astronauti dobbiamo considerare come peso un po' meno del doppio (circa 390 kg), per 6 astronauti invece diventa circa 2.5 volte tanto (500 kg).
Ovviamente sto parlando se manteniamo la struttura aperta, è logico che se lo chiudiamo per farlo una mini capsula allora il peso diventa abbastanza di più.

Pete Conrad ha scritto:

Ovviamente sto parlando se manteniamo la struttura aperta, è logico che se lo chiudiamo per farlo una mini capsula allora il peso diventa abbastanza di più.

Mah io direi di optare per il modello sportivo da 4 posti, tanto divertimento e vento (solare) nei capelli

Grazie per le info!

Che poi, scusate se faccio ulteriore casino, il mio pallino è sempre stato il lander monostadio riusabile... mi sembra un passo evolutivo logico... e pensa un po', togliendo il mega vano di carico e usando quel volume per il propellente, Arcturus potrebbe diventarlo praticamente così com'è... scusate, pensieri in libertà...

Anch'io tempo fà ho avuto la stessa fissa per un pò!Feci alcune bozze di un lander ultraleggero molto minimal, in grado di allunare due persone e riportarle in orbita, con spazio ridotto al minimo indispensabile, poco più di una gemini per intenderci, in cui poter entrare con le tute per le eva e dotato di un portello di attracco.Il problema era però la necessità di missioni di rifornimento e il trasferimento del carburante, non simulabile con spacecraft se non scaricando mfd appositi...
Sarebbe stato un buon "accessorio" per il malerba, che dopotutto è una stazione orbitante lunare già pronta, la nuova veste grafica (che spero di farvi provare presto) non era niente male!

Concordo sulla difficoltà delle missioni di rifornimento, che comunque si possono perfomare con il verrazzano tank... che sicuramente costa meno che buttare un lander a ogni missione...

Sto facendo calcoli di serbatoi... rimanete in attesa...

Allora, questa è una cosa che ho provato a fare:



Ho unito il modulo di ascesa (privato di motore e serbatoi) al modulo di discesa per ottenere un Arcturus in un solo pezzo. Ho poi proceduto a ricalcolare i serbatoi:



Con un peso a secco di circa 18 tonnellate tra tutto e un peso totale di 65 tonnellate questo lander può atterrare e ritornare in LLO tutto d'un pezzo. Logicamente la LOI va fatta tramite terzo stadio del Quasar 452.
I motori dovrebbero cambiare e perfetti sarebbero gli RL-10, quindi da metano si passa a idrogeno.

I serbatoi lasciano libero un vano centrale di 2,5 x 2,5 x 5 metri dove teoricamente si può collocare il vano di carico con discesa centrale per il rover (nella parte alta lo spazio è sufficiente per le pile a combustibile, necessarie rimuovendo i pannelli solari.
L'ascensore laterale per l'equipaggio è rimasto ma la corsa si è ridotta. Volendo si può sostituire con una scaletta ripiegabile. Tutto il complesso risulta più basso, più stabile e credo più semplice a livello mesh, animazioni e (credo) codice...

Il più è capire (appunto) come rifornirlo in orbita lunare

E'una buona semplificazione, ma io continuo ad essere scettico sulla sicurezza degli astronauti per la riusabilità del mezzo. Nell'ordine nutro questi dubbi:

1) Riutilizzare un mezzo sottoposto ad uno stress importante senza poterlo ricontrollare è da brividi soprattutto considerando la sua permanenza in un ambiente dove la regolite può infilarsi in ogni fessura,.

2) Rifornire il mezzo sarebbe un bel problema.. non sono state mai effettuate operazioni di questo tipo nel vuoto cosmico, inoltre si avrebbe bisogno di un sistema di refill da ideare totalmente. un braccio robotico? una porta docking con dei tubi appositi? Se dovesse esserci una perdita, non si potrebbe uscire e stringere il bullone..


Una buona soluzione di mezzo potrebbe essere la sequente; ideare un modulo di discesa spendibile e un modulo abitativo riutilizzabile. mi spiego:

Il lander scende sulla luna, risale tramite l'ausilio dello stesso modulo di discesa e poi una volta attraccato ad Antares il modulo di discesa viene espulso. Il modulo di ascesa ( che a quel punto non sarebbe più tale) non avrebbe bisogno di un engine vero e proprio ma al massimo degli ugellii RCS per una minima mobilità Il modulo abitativo verrebbe lasciato in orbita lunare (magari dotato di un piccolo pannello solare per il sostentamento in orbita) e unito ad un nuovo modulo di discesa tramite un lancio appositamente studiato. Da li poi la partenza dell'equipaggio che andrà ad unirsi al nuovo lander completamente assemblato.

Così avremmo maggiore sicurezza data dal fatto di usare un modulo nuovo di pacca ogni volta, nessun problema per quanto riguarda il rifornimento del carburante e una parziale riusabilità del mezzo.

Anche il modulo di discesa dovrebbe avere una minima coperture di pannelli solari per il sostentamento..

E' chiaro? che ne dite?

Citazione :

1) Riutilizzare un mezzo sottoposto ad uno stress importante senza poterlo ricontrollare è da brividi Scared soprattutto considerando la sua permanenza in un ambiente dove la regolite può infilarsi in ogni fessura,.

E' vero, sono d'accordo con te, la riusabilità è pericolosa (Shuttle docet). Ma la riusabilità è comunque il futuro. Un lander così quanto costa? Un miliardo di dollari a pezzo? Se lo puoi usare anche solo due volte (non dico venti), ammortizzi della metà il costo. Detto questo, l'equipaggio successivo che arriva può sempre eseguire le verifiche del caso (anche tramite EVA).

Citazione :

2) Rifornire il mezzo sarebbe un bel problema.. non sono state mai effettuate operazioni di questo tipo nel vuoto cosmico, inoltre si avrebbe bisogno di un sistema di refill da ideare totalmente. un braccio robotico? una porta docking con dei tubi appositi? Se dovesse esserci una perdita, non si potrebbe uscire e stringere il bullone..

Vero anche questo, sicuramente.

Devo però precisare una cosa: un lander del genere PUO' essere riutilizzabile, ma non è detto che la riutilizzabilità sia obbligatoria. Mi spiego: in un lander normale butti via tutto, lo stadio di discesa che rimane abbandonato e quello di ascesa che si schianta. Un lander in un solo pezzo, al limite se non lo riusi lo fai schiantare, quindi lo perdi esattamente come quello in due pezzi, solo in modo diverso (anzi lasci meno rottame in giro perché nello schianto a 2 km/sec si vaporizza). La riusabilità si può eventualmente studiare e introdurre in seguito; per esempio l'Apollo Block I non aveva la essenziale capacità di agganciarsi al LEM, che è stata introdotta solo con la Block II. La cosa fondamentale è che mi sembra più semplice come veicolo nel suo complesso, che è la cosa a cui miriamo per il momento... ma sicuramente mi sbaglio ;-)

Citazione :

Una buona soluzione di mezzo potrebbe essere la sequente; ideare un modulo di discesa spendibile e un modulo abitativo riutilizzabile. mi spiego:

Il lander scende sulla luna, risale tramite l'ausilio dello stesso modulo di discesa e poi una volta attraccato ad Antares il modulo di discesa viene espulso. Il modulo di ascesa ( che a quel punto non sarebbe più tale) non avrebbe bisogno di un engine vero e proprio ma al massimo degli ugellii RCS per una minima mobilità Il modulo abitativo verrebbe lasciato in orbita lunare (magari dotato di un piccolo pannello solare per il sostentamento in orbita) e unito ad un nuovo modulo di discesa tramite un lancio appositamente studiato. Da li poi la partenza dell'equipaggio che andrà ad unirsi al nuovo lander completamente assemblato.

Così avremmo maggiore sicurezza data dal fatto di usare un modulo nuovo di pacca ogni volta, nessun problema per quanto riguarda il rifornimento del carburante e una parziale riusabilità del mezzo.

Anche il modulo di discesa dovrebbe avere una minima coperture di pannelli solari per il sostentamento..

E' chiaro? che ne dite?

E' comunque un po' complicato...

Se lo si vuol tenere in due pezzi, questo layout compatto è comunque valido secondo me, perché mancando il vano sotto si può abbassare di più lo stadio di ascesa rispetto a com'era prima. logicamente dovrei ricalcolare i pesi perché si aggiungerebbe di nuovo il carburante e il motore per il modulo di ascesa.

Pazza idea: che ne dite di un lander taxi così? No non sto scherzando!



Gli astronauti si infilano con la tuta in uno scheletro che ha propellente a sufficienza e sostentamento per allunare e tornare indietro. Il lander più grande atterrerebbe in autonomia e potrebbe essere utilizzato per la risalita in emergenza, e per fornire habitat ai membri.

Lo scheletro ha una "porta docking" che gli permette di agganciarsi al boccaporto frontale di Antares e far scivolare gli occupanti al suo interno. Avrebbe un peso ridotto (forse 3 tonnellate a dir tanto) e potrebbe essere montato direttamente su Antares al momento del lancio, dato che abbiamo un bel po di Delta V in più utilizzando fino alla luna lo stadio Hes 5. Quindi nessun rendez vous in orbita lunare ma discesa diretta!

Anche utilizzare una sola volta questo modulo avrebbe un costo estremamente ridotto rispetto ad altre soluzioni.

Ok ora massacratemi!

Oggesù!

Mi ricorda questo.

Morale, alla fine che si fa? Qualcun altro si esprime?

Andrew ha scritto:

Oggesù!

Mi ricorda questo

Andrew ha scritto:

Morale, alla fine che si fa? Qualcun altro si esprime?

Sono sul lavoro, fatemi pensare ...

Una piccola deviazione sul concetto di base lunare da assemblare.Immaginiamo un "modulo gru" bello pesante che raggiunga per primo il luogo di assemblamento.I moduli della base vengono portati a breve distanza da un lander, che li scarica da parte (dove poi vengono jettisonati dal modulo spacecraft).Il modulo gru, anch'esso fattibile con spacecraft potrebbe agganciarlo e posizionarlo a piacimento nel raggio di azione della gru.Il lander poi toglie il disturbo liberando il landing pad per il prossimo pezzo.
Darebbe la possibilità all'utilizzatore di assemblare la base a piacimento ed è anche fattibile con spacecraft senza troppe complicazioni. (anche se un braccio robotico con finestra dedicata come eridanus sarebbe comodissimo!)Non sarebbe necessario agganciare realmente i moduli fra di loro, con il braccio robotico manovrabile da terra si può essere molto precisi!
Ho fatto un disegnino:

Beh, è molto interessante! Se si può gestire la parte cargo con spacecraft io approvo!

Per il lander equipaggio che si fa?