Sonda Galileo II

Memorabilia.

E' lunga tradizione, fin dal Pioneer 10, che tutte le sonde destinate allo spazio profondo portino con se qualche oggetto celebrativo o curioso. Galileo II non fa eccezione:

Questa forse l'avete già vista: su una fiancata, la riproduzione del frontespizio del "Dialogo sopra i massimi sistemi del Mondo", opera magna di Galileo, nella quale mette a confronto il sistema copernicano con quello tolemaico.


Sull'altro lato della sonda è invece installata una piccola riproduzione della famosa Navetta Galileo, direttamente da Star Trek:

Bella l'idea di quest'aggiunta ma...




Un grande applauso della Galileo sulla Galileo

D'altronde si chiamava Galileo Galilei

Non so se si vede ma ci sono riuscito, anche se con uno stratagemma

Altre news (anche se vabbè... mi sento un po' poverello di fronte alla magnificenza dei lavori su Antares 3.0 ):

- ieri sera ho completato l'implementazione della sonda atmosferica con tutti i suoi vari "pezzi" che si distaccano in sequenza (scudo termico, back cover, sonda vera e propria) e ho già provato l'animazione del primo paracadute. Oggi dovrei implementare l'animazione del pallone principale e se riesco inizio già i test in ambiente atmosferico!

- sulla sonda madre devo implementare gli RCS ma mi ci vorrà poco. Per la main scan platform, con le animazioni normali non riesco a implementare il movimento sui due assi, perché si scombina. Quindi per ora ho implementato solo l'animazione sull'azimuth (comunque sufficiente); se vorrò/vorremo implementare una animazione sui due assi dovrò farla, credo, col sistema del braccio robotico. Ho implementato anche l'animazione di rotazione dello spettrometro al plasma e oggi farò lo stesso con lo spettrometro per particelle a bassa energia (sono gli altri due strumenti che non sono fissi - mi sono ispirato a Cassini).

Quindi direi che se tutto va bene tra pochi giorni la parte "ingegneristica" sarà finita e potrò concentrarmi sulla traiettoria, partendo dagli scenari di Fausto. Ho pensato di passare magari dal Jarvis E al Jarvis H per il lancio, magari in questo modo riesco a eliminare uno dei tre slingshots.

Sarebbe bello lanciarla su OLM ma sarà dura aspettare la finestra di lancio!

Più che altro aspettare i cinque o sei anni di tempo di volo

Scherzi a parte, stavo pensando per l'appunto a come implementare questa missione in modo compatibile alle nostre dirette: a parte la finestra di lancio che vabbè potrebbe essere uno strappo alla regola (quindi non un lancio in real time), come fare per far vedere anche l'arrivo a Giove? L'unica sarebbe fare una seconda diretta qualche tempo dopo: ipotizzando che il tempo di volo sia di 5 anni (sparo: non mi ricordo), a 10x sarebbe 0,5 anni quindi 6 mesi. Si potrebbe quindi fare una seconda diretta circa 6 mesi dopo quella del lancio (o il numero di mesi corrispondenti a un viaggio a 10x). Alcuni giorni prima della JOI si inizierebbe la copertura della missione, a partire dal rilascio della sonda atmosferica fino alla JOI.

Oppure piazzare la sonda su un razzo pesante per ridurre il tempo di volo ad un anno e mezzo e farlo in real time.. sarebbe più fattibile e adempiremmo alla "mission" di OLM cioè voli realistici! Però una homahnn classica per giove è di 2,7 anni, non so se è fattibile...

La prossima finestra per Giove si apre il 12 settembre 2013 e l'arrivo è previsto per il 6 giugno 2016

Un po' troppo tempo comunque!

Ci si scontra comunque coi numeri: la sonda pesa 12 tonnellate e per una hohmann verso Giove serve un delta V di 8,8 km/sec (a partire dall'orbita di parcheggio in LEO). Non esiste nessun vettore (neppure il Quasar!) che possa lanciare tutta quella massa a una velocità così elevata (a meno di utilizzare un ulteriore stadio propulsivo).
Quindi la VEEGA (o VEGA) è l'unica traiettoria fattibile.

Allora faremo una puntata "in differita!, è l'unica soluzione!

Stavo pensando che la sonda atmosferica potrebbe essere usata anche per Venere, e allora una missione avrebbe una durata ragionevole.. tu che ne dici?

Passando al Jarvis H speravo a dire il vero di fare a meno dello slingshot per Venere, usando solo la Terra. Anche se questa è solo una speranza non supportata da prove o calcoli
Il problema della sonda atmosferica è che non è pensata per Venere, soprattutto come caratteristiche del pallone, che è disegnato per l'atmosfera gioviana (appena posso vi linko i documenti che ho reperito in merito, molto interessanti).

Per carità, posso sempre modificarla... non è un'idea malvagia

La prossima finestra per Venere si apre il 13 ottobre di quest'anno (arrivo a marzo 2014). Sarebbe davvero bello fare una missione interplanetaria...

Intanto: questo è il PDF cui alludevo. La mia è una versione semplificata della sonda descritta qui.
http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/22134/1/97-0590.pdf

Prova di discesa atmosferica:



La discesa nell'atmosfera di Giove è incredibile: da 30 km/sec a velocità subsonica in circa due minuti e un livello di decelerazione misurato in circa 210g! La cosa interessante è che questi dati presi da Orbiter ben si accordano coi dati reali misurati dalla sonda atmosferica della Galileo! Una ulteriore prova della fedeltà della simulazione!

Anche il pallone funziona bene. Come sospettavo bastava agire sul valore di resistenza aerodinamica. Rimane un leggero rateo di discesa ma di pochi centimetri al secondo. Un effetto collaterale che non avevo calcolato è che una volta appesa al pallone la sonda non tollera il tempo accelerato. Anche con solo 10x viene proiettata chissà dove.

Ma... quindi che facciamo? La riconvertiamo in sonda atmosferica venusiana? Magari con possibilità di arrivare al suolo?

Andrew ha scritto:

La discesa nell'atmosfera di Giove è incredibile: da 30 km/sec a velocità subsonica in circa due minuti e un livello di decelerazione misurato in circa 210g! La cosa interessante è che questi dati presi da Orbiter ben si accordano coi dati reali misurati dalla sonda atmosferica della Galileo! Una ulteriore prova della fedeltà della simulazione!

Anche il pallone funziona bene. Come sospettavo bastava agire sul valore di resistenza aerodinamica. Rimane un leggero rateo di discesa ma di pochi centimetri al secondo. Un effetto collaterale che non avevo calcolato è che una volta appesa al pallone la sonda non tollera il tempo accelerato. Anche con solo 10x viene proiettata chissà dove.

Ma... quindi che facciamo? La riconvertiamo in sonda atmosferica venusiana? Magari con possibilità di arrivare al suolo?

Incredibile!!

Mah io direi di convertirla in sonda per Venere (e mi pare che nel pdf che ci hai passato ci sia un'accenno di come dovrebbe essere) senza altre complicazioni!

Si, in quel PDF si accenna a una variante venusiana che tra l'altro incorporerebbe una feature molto interessante a cui non avevo pensato (e tra l'altro facile da implementare): un lander che utilizza il pallone per toccare terra in punti diversi della superficie.

Andrebbe ridisegnato leggermente il corpo della sonda, ma affare di poco, tra l'altro a parte il pallone non ci sono animazioni quindi vien facile. Ci rifletto sopra un attimo!

Ieri ho trasformato l'animazione della scan platform da animazione semplice a robotic arm, anche se solo sull'azimuth. Ho inoltre animato sempre come robotic arm anche lo spettrometro al plasma e lo spettrometro per particelle a bassa energia.

A seguito di dialogo su OF ho rifatto un po' di calcoli e ho visto che, per la traiettoria VEEGA sarà necessario un Jarvis E per la Galileo II e un più piccolo Jarvis C per l'Europa Lander (che presto vi mostrerò insieme al suo nuovo stadio propulsivo). Se le lanciamo separatamente dovremo trovare una seconda finestra di lancio.

Oppure si possono impacchettare entrambe le sonde in un solo lancio e usare un Jarvis H. Fausto, secondo te cosa è preferibile?

Sto inoltre buttando giù qualche schizzo su come riadattare la sonda atmosferica per Venere... poi decideremo il da farsi avendo entrambi i modelli a disposizione

Più avanti inoltre avrò forse bisogno di suggerimenti su come impostare lo scenario di superficie su Europa... l'ho preparato già da tempo a livello di mesh ma non ho dimestichezza con i passaggi necessari a riportarlo nella simulazione. Infine dovrò magari inserire come requisito opzionale un set di textures ad alta definizione per il sistema di Giove... sapete se esiste un unico pacchetto o se ci sono pacchetti individuali per il pianeta e le quattro lune?

Per Fred: ritieni che in futuro sarà possibile implementare le funzioni del tuo telescopio spaziale sulla sonda? Magari anche solo il discorso del puntamento dei bersagli e dello zoom?

Beh anzitutto complimenti! Leggendo i tuoi post mi sembra di essere nell'engineering room del JPL

Andrew ha scritto:

Per Fred: ritieni che in futuro sarà possibile implementare le funzioni del tuo telescopio spaziale sulla sonda? Magari anche solo il discorso del puntamento dei bersagli e dello zoom?

Certo, senza problemi. Penso che sia giusto mantenere il pacchetto con spacecraft e si può preparare facilmente uno script che implementi le funzioni di cui hai bisogno!

Comunque anche nel caso di conversione a dll ovviamente no problem!

Andrew ha scritto:

Ieri ho trasformato l'animazione della scan platform da animazione semplice a robotic arm, anche se solo sull'azimuth. Ho inoltre animato sempre come robotic arm anche lo spettrometro al plasma e lo spettrometro per particelle a bassa energia.

A seguito di dialogo su OF ho rifatto un po' di calcoli e ho visto che, per la traiettoria VEEGA sarà necessario un Jarvis E per la Galileo II e un più piccolo Jarvis C per l'Europa Lander (che presto vi mostrerò insieme al suo nuovo stadio propulsivo). Se le lanciamo separatamente dovremo trovare una seconda finestra di lancio.

Oppure si possono impacchettare entrambe le sonde in un solo lancio e usare un Jarvis H. Fausto, secondo te cosa è preferibile?

Un solo lancio è economicamente meglio di due, d'altro canto con due lanci si dimezza il rischio.. io opterei comunque per il lancio singolo se possibile, risulterebbe anche meno complicato avere due sonde in viaggio che sfruttano la stessa finestra!

Si, sono abbastanza d'accordo: del resto, anche con BepiColombo si farà la stessa cosa (sonda splittata in due e lanciata in un colpo solo con Ariane).

Il lancio singolo, dai primi calcoli che ho fatto, è fattibile. Non ci sono particolari problemi di peso o di "impacchettamento" delle due sonde nelle ogive del Jarvis - H.

Intanto: questa è la bozza (ancora in lavorazione) per l'Europa Lander. La sonda dispone di pannelli solari (qui ripiegati) a differenza della Galileo II. La sonda dispone di due stadi propulsivi montati uno sopra l'altro; il primo serve per il tragitto fino a Giove e per eseguire tutte le manovre necessarie a raggiungere la corretta posizione per la EOI. Il secondo stadio (che poi è il vecchio stadio propulsivo, un po' semplificato) serve unicamente per la EOI. La discesa al suolo viene eseguita con i motori del lander, protetto per il viaggio da un coperchio vista la delicatezza delle sue strumentazioni miniaturizzate e che si vede in trasparenza. Il lander non ha subito modifiche rispetto alla vecchia versione della missione.



Tutta la sonda tranne il lander è a perdere: i vari stadi vengono abbandonati a sé stessi dopo aver eseguito le loro funzioni propulsive. Siccome la sonda non deve eseguire osservazioni scientifiche ma solo portare il lander in orbita attorno a Europa, non necessita di un ampio voltaggio per funzionare: quindi i pannelli solari non sono così grandi come quelli della sonda Juno (i pannelli sono esattamente quelli di Antares). Anche la parabola di comunicazione, dovendo in sostanza trasmettere solo la telemetria di volo e non dati e immagini, è molto piccola: solo 2 metri di diametro (quella di Galileo II misura 6,03 metri). Tutto questo consente di risparmiare peso massimizzando il delta-V.
La sonda madre dispone solo di tre strumenti scientifici: un analizzatore di polvere cosmica, un rilevatore di vento solare (questi strumenti si utilizzano durante il viaggio Terra-Giove) e un telemetro-altimetro laser che serve in prossimità di Europa per determinare con precisione la posizione del veicolo prima di rilasciare lo stadio per la EOI.

Il lander utilizzerà Galileo II (che è dotato di una antenna secondaria apposita), come ponte radio per trasmettere i suoi dati a terra.

Volevo chiedere: ma per la Galileo II è prevista un'orbita di cattura molto ellittica o riusciamo a circolarizzare abbastanza intorno a Giove? Nel primo caso si potrebbe sfruttare come ha fatto Cassini la spinta gravitazionale dei satelliti per diminuire inclinazione ed eccentricità con il passare degli anni (anche se sarebbe impossibile simularlo!)

Uhm... si beh, prevedevo che il lander utilizzi i vari slingshot che hai pianificato nei tuoi scenari per pareggiare l'orbita di Europa e poi eseguire EOI e atterraggio.

Mentre la Galileo II dovrebbe essere sempre tenuta in un'orbita abbastanza ellittica per poter eseguire incontri con tutti e quattro i satelliti (un apojovio molto alto consente di risparmiare moltissimo carburante nelle manovre di aggiustamento orbitale). Inoltre la sonda ha bisogno di evitare di passare troppo tempo tra le orbite di Io e Europa per non essere fritta dalle terrificanti radiazioni gioviane. In pratica come la prima Galileo. Cassini non deve fronteggiare un ambiente così ostile: le fasce di radiazione di Saturno non sono niente rispetto a quelle di Giove.

però forse adesso che ci penso non ho capito perché mi hai fatto questa domanda

Ho fatto qualche prova con la sonda atmosferica su Venere anziché su Giove. I risultati delle prove nel topic su Orbiter Forum.

Devo ancora capire come e quanto modificare la probe: per cominciare, sicuramente il pallone non sarà più necessario.