Sonda Galileo II

Ma perdere l'atterraggio è perdere il bello della missione..

Se può consolarti ho trovato questo sito:

http://clowder.net/hop/railroad/sched.html

che potrebbe aiutare parecchio a fare anche slingshots multipli e risparmiare così altro carburante..

Non riesco a venire a capo di come fare gli slingshots con IMFD... arrivare a Giove via Venere mi sembra una impresa proibitiva!

Mi vien quasi voglia di commissionare a Vittorio un bel motore NERVA e trasformare lo space tug che ho già pronto in un tug a propulsione nucleare in modo da poter fare un lancio diretto verso Giove

Andrew ha scritto:

... Mi vien quasi voglia di commissionare a Vittorio un bel motore NERVA e trasformare lo space tug che ho già pronto in un tug a propulsione nucleare in modo da poter fare un lancio diretto verso Giove

Andrew ha scritto:

Non riesco a venire a capo di come fare gli slingshots con IMFD... arrivare a Giove via Venere mi sembra una impresa proibitiva!

Questo è un classico esempio da cui si evince quanto IMFD sia incompleto senza TransX!

Non preoccuparti, mantieni lo slingshot nel piano di volo che do un'occhiata io al problema.. In che data pensavi di far partire la sonda?

Cercherei di trovare una finestra di lancio intorno al 2028-2030, che è un po' il periodo in cui collochiamo tutti i nostri addons...

...una cosa che mi premerebbe capire e che non sono stato ancora capace di scoprire o di calcolare è, al di la della traiettoria, quanto Delta-V si riuscirebbe a ricavare da uno slingshot con Venere (o con la Terra). Per capire più che altro quanti ne servirebbero: ho iniziato a fare qualche proporzione per vedere un po' i pesi in gioco e la sonda verrà fuori più pesante di quanto mi aspettavo... siamo quasi nell'ordine delle 10 tonnellate, quasi il doppio di Cassini...

Secondo le mie stime dovremmo guadagnare intorno ai 5 km/s di Delta V, dato che la differenza media di velocità orbitale rispetto a Terra e Venere è appunto di quell'ordine.. Ho già individuato una buona data per il lancio..
Se volessimo fare una cosa ancora più grandiosa, si potrebbe effetuare uno slingshot doppio di Venere, ma questo allungherebbe la missione di un anno e mezzo abbondante!

Mah, mi sembra tanto... se è davvero così mi dai un'ottima notizia, perché lanciando con il Jarvis-E mi mancano circa 3,9 km/s di delta V per ottenere un trasferimento gioviano (2,9 km/s se uso anche il kick-stage criogenico). Sarebbe più che sufficiente un solo slingshot... bisognerà verificare se i numeri sono davvero favorevoli a questo punto!

Col Jarvis-H sono invece in debito di 2,65 km/s (1,65 km/s col kick-stage)
Col Jarvis-M mi manca 1 km/s; se uso il kick stage dovrei essere su una Hohmann diretta.

Allora mi sono preso a cuore questo problema dello slingshot ed ogni giorno faccio un passo avanti. Ho scovato una finestra di lancio ottima (1 marzo 2036) e sto ancora studiando la traiettoria. Non so ancora quanto si possa risparmiare, ma io punto sempre ai 4/5 km/s.
Per Giove il delta V quant'è? 10 km/s giusto?

mi sono fatto un po' di ricerche; il delta-V per un trasferimento gioviano alla hohmann partendo dall'orbita terrestre dovrebbe essere di 8,8 km/s. Quindi il sistema di lancio deve essere in grado di ottenere 8,8+9,5 km/s (quelli che servono per l'orbita di parcheggio) = 18,3 km/s, che è una bella velocità.

Ti ringrazio per l'aiuto!!

Andrew ha scritto:

.. il delta-V per un trasferimento gioviano alla hohmann partendo dall'orbita terrestre dovrebbe essere di 8,8 km/s...

In realtà devi anche contare il delta V per il cambio del piano orbitale quindi a quella cifra va aggiunto 1 km/s

Così tanto? il piano orbitale di Giove è inclinato di soli 1,3 gradi rispetto a quello della Terra.
Quello di Venere è già più inclinato: 3,39 gradi.

Ho qualche numero più preciso:
Con 4,6 km/s di Delta V riesco ad arrivare a Venere con l'angolazione giusta per effetuare una fionda che mi estende l'orbita fino a poco oltre Giove, quindi teoricamente laddove vogliamo arrivare.

Ora devo trovare una finestra di lancio adeguata, ma direi che possiamo quantificare il risparmio sui 4 km/s abbondanti!

...il che è perfetto per i nostri scopi!
Poi mi spieghi come hai fatto!

Io sto cominciando a texturare la sonda... presto posterò qualcosa qui o su orbiter-forum.

Comunico felicemente che dopo svariati tentativi sono in rotta per Giove per mezzo di una bella fionda!

Mi ero ostinato su Venere ma mi sono ricordato che un pianeta ben più favorevole per effettuare questa manovra ce lo abbiamo sotto i piedi Ho proceduto così: mi sono immesso in un orbita di 2 anni, in modo che fosse sincrona con la Terra, e al passaggio ho ricevuto una bella spinta verso Giove. I miei consumi sono stati:

Orbita iniziale = 4,3 km/s
Aggiustamento piano orbitale = 0,18 km/s
Manovra di aggiustamento orbitale 1 = 0,960 km/s
Manovra di aggiustamento orbitale 2 e 3 = 0,04 km/s
Accensione fly-by con la Terra = 0,130 km/s
manovra di aggiustamento orbitale 5 = 0,140 km/s

Totale = 5,75 km/s , contro una homann classica che richiede (ho controllato) 8,8 km/s come hai giustamente indicato tu. Abbiamo dunque 3 km/s di risparmio netto ed un allungamento della missione di 1 anno e 10 mesi circa

OK, ora devo solamente fare un calcolo più preciso del peso complessivo della sonda e vedere quindi su che vettore sarà necessario metterla per ottenere il delta V richiesto (che sarà di 4,3 in quanto le altre manovre saranno a carico della sonda).


grande lavoro Fausto!

Ho fatto qualche calcolo prendendo come riferimento un peso totale della sonda di 10.000 kg (probabilmente sarà qualcosa di più). Jarvis-E dovrebbe essere sufficiente ad impartire i 4,3 km/s necessari all'orbita iniziale; a questo punto gli 1,45 km/s necessari alle correzioni di rotta sarebbero a carico della sonda; mi viene in mente di trasformare il kick-stage che avevo predisposto (non più necessario) in un "cruise stage" alla maniera dei lander marziani, con il propellente necessario a queste correzioni di rotta, in modo da lasciare tutto il carburante della sonda intatto (che potrebbe tornare utilissimo anche per il discorso del mini lander!). Tale cruise stage non potrebbe essere di tipo criogenico vista la lunga durata del viaggio (per i problemi di boiloff dell'idrogeno liquido), ma con propellenti storabili (ipergolici), quindi dovrei cambiargli il motore. Che dici?

E' una buona idea, ma quanto peserà il cruise stage?
Perchè forse potrei cercare altri risparmi di carburante altrove, magari ottimizzando alcune manovre (per esempio quel 0,9 km/s di correzione necessari ad ottenere lo slngshots forse potrei ridurli).
il mio pensiero è che il cruise stage non dovrebbe superare 1 km/s di Delta V..

giuste osservazioni; farò qualche ragionamento e calcolo e poi ti dirò!

Il peso della sonda, tutto compreso e col pieno di carburante, mi viene intorno agli 11990 kg, ma ripeterò un po' i conti perché mi sembra tanto rispetto a Cassini/Huygens. Secondo le tue cifre, il razzo Jarvis-E è comunque sufficiente a impartire la spinta richiesta per l'orbita eliocentrica di parcheggio, sebbene con un margine un po' risicato (circa 0,140 km/sec)

Ho provato a ipotizzare un "cruise stage" ipergolico per le manovre di correzione di rotta (da espellere subito dopo lo slingshot con la Terra), ma non mi tornano i conti: il rapporto di massa è troppo sfavorevole e non otterrei nessun vantaggio dalla cosa (in pratica il carburante in più andrebbe via solo per compensare il peso del cruise stage). L'alternativa è tornare al criogenico, e qui le cose si farebbero interessanti, ma dal punto di vista del realismo non so se le cose tornano (non ho mai sentito di un motore criogenico certificato per funzionare dopo due anni di volo e soprattutto di un serbatoio che riesca a tenere l'idrogeno per tutto quel tempo senza che evapori tutto).

Si può naturalmente togliere tutto e lasciare solo la sonda ma ciò significa che tutte le manovre di correzione rotta sono a suo carico, con meno delta-V disponibile per la missione su Giove. A questo punto, per capire di che morte dobbiamo morire, ho bisogno di sapere un paio di cose:

1) una conferma il più possibile precisa di tutto il delta-V necessario per la prima fase di missione - cioè fino allo slingshot
2) sapere con esattezza quanto delta-v serve per l'immissione in orbita gioviana (anche per capire poi come pianificare la seconda fase della missione, cioè il landing su Europa - sempre se è possibile).

La seconda cosa posso verificarla io, ma per la prima ho bisogno di nuovo del tuo aiuto...

Io sto studiando anche altre soluzioni.. ad esempio dai miei calcoli si potrebbe effettuare addirittura uno slingshot Venere-Terra e al quel punto il cruise stage sarebbe veramente superfluo.. quindi lavorerò in quella direzione, in modo da abbassare il Delta V del razzo vettore a 3,8 km/s e lasciare il restante (che dovrebbe essere poca roba) a carico della sonda.. ma qui le cose si fanno complicate, comunque arriverò a una soluzione magari studiando la traiettoria che seguì la Galileo originale e cercando di prenderne spunto

forse un doppio slingshot con la Terra... non so se è fattibile. Certo che inserire anche Venere nel piano di volo sarebbe un bel colpo e migliorerebbe la "coreografia" dell'addon

Tutto sta a capire come caspita andare a fare il landing su Europa. Sto pensando a una cosa diversa: un impattatore per un atterraggio "violento" anziché morbido; ridurrebbe moltissimo i requisiti di delta-V e a quel punto ci sarebbe una ricaduta a cascata su tutta la missione: meno delta-V richiesto alla sonda, quindi meno carburante necessario, quindi meno peso, quindi niente problemi e traiettoria diretta con un singolo Earth-slingshot...

Fausto ha scritto:

... magari studiando la traiettoria che seguì la Galileo originale e cercando di prenderne spunto

Ho un libro di Caprara (giornalista del Corriere della Sera) che illustra molto bene la rotta di Galileo (ed anche di molte altre sonde): se serve scansiono e condivido. Non riporta numeri, ma però forse fa capire meglio come e quando.

interessante... sentiamo anche Fausto!
Il problema però è che a noi (o perlomeno a me) servono proprio i numeri... a grandi linee la traiettoria della Galileo è nota...

Conosco anche io la traiettoria di Galileo, anzi l'ho studiata parecchio.. un doppio sling con la Terra allungherebbe di ben 5 anni la missione, io ho la testa dura e voglio provare con Venere..

Il lander Europa lascialo, è il fiore all'occhiello della missione, vedrai che una soluzione la troviamo anche per quello..