Lander Lunare Abitabile Arcturus - sviluppo

Io ho una tuta, gentilmente passatami da Marco Gavazzeni, di un pilota di Shuttle, ma quella era ok. L'altra tuta (quella degli astronauti di Antares) l'aveva inserita Fausto nel pacchetto.

I miei astronauti sono da cambiare. come giustamente avete fatto notare sono sovradimensionati.. mi pare di aver visto su OH un addon con delle tute realistiche, guarderò meglio..

Per quanta riguarda il rover da questo documento:

http://www.nasa.gov/pdf/284669main_LER_FactSheet_web.pdf

mi pare che il peso totale sia di 8 tonnellate, siamo decisamente fuori scala.. la mia proposta con piccola zona abitabile e zona guida non pressurizzata non superava le 2,5 tonnellate, e sinceramente non è che ci sia molto margine per una massa aggiuntiva.. però uno spunto interessante per "assemblare" il rover c'è e dunque si tratta di un'idea da cui prendere spunto!

c'è una cosa che non capisco: noi nella nostra architettura di missione ci basiamo su un lanciatore di classe Ares V e non riusciamo ad andare oltre le tre o quattro tonnellate di rover... e questi ne sparano uno da otto tonnellate? Quindi o sbagliamo qualcosa noi, oppure mi piacerebbe sapere in che modo si prevede di portare tutta quella roba sulla superficie selenica... a meno che il rover non sia anche il lander!

Fausto ha scritto:

I...

Per quanta riguarda il rover da questo documento:

http://www.nasa.gov/pdf/284669main_LER_FactSheet_web.pdf

mi pare che il peso totale sia di 8 tonnellate ...

Sei sicuro?

Citazione :

LER Specifications:
Weight: 3000 kg
Payload: 1000 kg
Length: 4.5 m
Wheelbase: 4 m
Height: 3 m
Wheels: 12x99 cm in diameter, 30.5 cm wide

Chassis Specifications:
Weight: 1000 kg
Payload: 3000 kg
Length: 4.5 m
Wheelbase: 4 m
Height: 1.3 m
Wheels: 12x99 cm in diameter, 30.5 cm wide

Quelli evidenziati sono "reciproci", ovverosia il LER è formato da uno chassis da 1t, il payload (cabina) da 3t che a sua volta può portare un complessivo payload da 1t, quindi un peso complessivo di 5t (e mi sembra ancora tanto, credo che tutta la cabina non pesi così tanto).

Andrew ha scritto:

c'è una cosa che non capisco: noi nella nostra architettura di missione ci basiamo su un lanciatore di classe Ares V e non riusciamo ad andare oltre le tre o quattro tonnellate di rover...

Perché noi facciamo atterrare rover e modulo lunare tutto assieme (modello Apollo), mentre alla NASA mi sembra progettino un atterraggio separato modulo-rover.

Io avevo capito che i pesi si dovevano sommare.. comunque anche in questo caso , 5 tonnellate sono troppe per il nostro povero rover..

Sì, ma come ho scritto dubito che quella cabina pesi 3 tonnellate! Ho capito che è bella spaziosa e che ha ben 3 portelloni di cui 1 con camera d'equilibrio, ma sinceramente 1+3+1 tonnellate (chassis+cabina+payload) mi sembrano tanto! Sarebbero 2 Rolls Royce Phantom una sopra l'altra!

OT: Ma non era questo il rover?

Tornando al discorso: 5 tonnellate mi sembra comunque tanto. Il modulo di ascesa del LEM, quello con dentro gli astronauti, pesava mi pare, a vuoto, 2 tonnellate. Aggiungiamoci per buona misura un'altra tonnellata per sospensioni, telaio eccetera (ed è tanto: pensiamo, restando sull'alta tecnologia, a quanto pesa il telaio monoscocca di una Formula 1: poche decine di chili) e secondo me non andiamo oltre le 3 tonnellate.

Comunque, urge che io mi metta seriamente a calcolare quanto peso esattamente possiamo portare sulla superficie, altrimenti non facciamo che girare in tondo.

Fausto ha scritto:

Per quanto riguarda il modulo di servizio (fissando il peso massimo del rover a pieno carico a 3 tonnellate senza parlarne più ) si potrebbe condividere la modellazione, in modo da poter aggiungere idee e dettagli che derivano dalla testa di più persone.. che so magari tu crei la struttura di base e Ndudi (se ha voglia) e io potremmo proporre delle aggiunte di fino, magari tu le vedresti e ne proporresti altre e via di seguito.. insomma unire la fantasia.. che ne pensi?

Secondo me il peso è giusto... il peso di un camper!

Il lavoro in team per il descent stage può essere una buona idea! Comunque, con dicembre penso di rimettermi per bene sul modulo di servizio: vedrò innanzitutto cosa tenere e cosa buttare di quanto già fatto, poi vedremo il da farsi!

Più che altro ci sono ancora due parametri che non mi sono chiari:

1) dimensione del vano di carico (importantissima, perché attorno a quello è costruito tutto il modulo di servizio). Quello attuale va bene o è troppo grosso? (larghezza: 3,9 metri; altezza: 3,3 metri, profondità: 7 metri).

2) configurazione per la LOI. Dico subito che con il vano di carico di cui sopra, non rimane abbastanza spazio per serbatoi che consentano la LOI. Ci sta solo il carburante per la discesa. Quindi o usiamo l'ultmo stadio del vettore per la LOI (che dovrei però modificare come per l'HES-5), oppure muniamo il lander di uno stadio supplementare (opzione complicata). Oppure riduciamo il vano di carico. Non posso ingrandire oltre il descent stage, per questioni di ingombro in ogiva ma soprattutto di peso a vuoto.

Questi sono i due punti cruciali da risolvere e che mi hanno un po' frenato!

Andrew, a leggere le dimensioni del rover NASA ti avanzano 3 metri in lunghezza. Ammettiamo di farlo similare (tutto sommato penso sia la soluzione migliore) e ammettendo di non metterlo a pelo e di avere un minimo spazio per qualcosa appeso all'interno del vano di carico (tipo "garage da villetta ) se fai un vano da 5 metri ci siamo. Ti basta uno spazio di 2 x 3.9 x 3 metri per il carburante che manca?

Intendi quindi 2 di larghezza, 3,9 di profondità e 3 di altezza?

Devo fare dei conti
Il problema sai qual'è? Che anche se accorcio il vano di carico non risolvo niente perché non posso mettere dei serbatoi di propellente dietro e niente sul davanti. A pieno di propellente il veicolo risulterebbe sbilanciato. Non so se mi sono spiegato

Il problema è quindi proprio la larghezza del vano, più che la sua profondità. Se mi dici che posso ridurlo fino a 2 metri di larghezza sto tranquillo... ma così facendo non è troppo stretto? Presumo che gli astronauti salgano a bordo solo dopo che il rover è stato fatto scendere al suolo, altrimenti non ci passeranno mai nel "garage" con tuta e tutto

EDIT: stupido che sono. Se si prevede che magari le ruote siano in qualche modo "impacchettabili" come sul rover apollo, la larghezza può essere minore.

No, non è ciò che intendevo io. Io intendevo dire
Ti bastano 2 m in lunghezza per 3.9 in larghezza per 3 di altezza come volume del carburante aggiuntivo? (e non come volume del mezzo)

Alcune domande le cui risposte attualmente mi sfuggono, anche perché seguire tutti gli abbozzi di progetti che ci sono stati è difficile.
Quanto sarebbe largo complessivamente il modulo di discesa?
Il modulo di risalita sarebbe posizionato "sopra" il modulo di discesa (come nel LEM anni '60, per capirsi)?
E' necessario che il rover stia nel modulo di discesa, dato che poi sarà lasciato sulla superficie? Ovverosia non potremmo concepire un modulo di discesa che non sia interrotto da vani, e tutta la attrezzatura (compresa quella che verrà lasciata sul suolo lunare) nel modulo di risalita? Ci sarebbe al limite il problema del vano vuoto che risale, ma non credo che strutturalmente vista la bassa gravità lunare sia una cosa irrisolvibile.

Pete Conrad ha scritto:

No, non è ciò che intendevo io. Io intendevo dire
Ti bastano 2 m in lunghezza per 3.9 in larghezza per 3 di altezza come volume del carburante aggiuntivo? (e non come volume del mezzo)

Alcune domande le cui risposte attualmente mi sfuggono, anche perché seguire tutti gli abbozzi di progetti che ci sono stati è difficile.
Quanto sarebbe largo complessivamente il modulo di discesa?
Il modulo di risalita sarebbe posizionato "sopra" il modulo di discesa (come nel LEM anni '60, per capirsi)?
E' necessario che il rover stia nel modulo di discesa, dato che poi sarà lasciato sulla superficie? Ovverosia non potremmo concepire un modulo di discesa che non sia interrotto da vani, e tutta la attrezzatura (compresa quella che verrà lasciata sul suolo lunare) nel modulo di risalita? Ci sarebbe al limite il problema del vano vuoto che risale, ma non credo che strutturalmente vista la bassa gravità lunare sia una cosa irrisolvibile.

Scusa Vittorio, non ho capito bene cosa intendi.. Vuoi creare spazio all'interno del modulo di ascesa per il rover?
Comunque per rispondere alla tua domanda si, il modulo di risalita è in cima stile progetto Apollo.
Fermo restando che il peso di un rover con cabina sarebbe di 3 tonnellate, e l'avete dimostrato con giuste comparazioni, ciò che non torna sono le dimensioni. 2 metri di larghezza significa una cabina simile a quella di un utilitara.. però si potrebbe sfruttare la lunghezza e creare una zona abitabile appunto allungata, all'interno della quale sarebbe leggermente scomodo spostarsi.. ma è l'unica via secondo me.. in compenso si avrebbe una cabina presurizzate e senza tuta.. non so cosa ne pensate, preparerò una bozza per farvi capire cosa intendo..

Rispondo ai vari quesiti di vittorio!

Pete Conrad ha scritto:

No, non è ciò che intendevo io. Io intendevo dire
Ti bastano 2 m in lunghezza per 3.9 in larghezza per 3 di altezza come volume del carburante aggiuntivo? (e non come volume del mezzo)

Ah, OK, non avevo capito io Così su due piedi non lo so, mi tocca fare dei calcoli abbastanza precisi e noiosi

Citazione :

Alcune domande le cui risposte attualmente mi sfuggono, anche perché seguire tutti gli abbozzi di progetti che ci sono stati è difficile.
Quanto sarebbe largo complessivamente il modulo di discesa?

Le dimensioni del modulo di discesa sono tali da incastrarsi, con le zampe ripiegate, nei fairing del Quasar, cioè, in pianta, all'incirca un quadrato con la diagonale di 10 metri e mezzo.

Citazione :

Il modulo di risalita sarebbe posizionato "sopra" il modulo di discesa (come nel LEM anni '60, per capirsi)?

La configurazione del lander era ormai "congelata" da tempo, ne abbiamo discusso tutti: configurazione classica con i due moduli sovrapposti. Abbiamo visto che un lander in uno stadio unico è penalizzante come carico utile al suolo e per farlo in due stadi è meglio configurarlo in verticale anziché in orizzontale.

Citazione :

E' necessario che il rover stia nel modulo di discesa, dato che poi sarà lasciato sulla superficie? Ovverosia non potremmo concepire un modulo di discesa che non sia interrotto da vani, e tutta la attrezzatura (compresa quella che verrà lasciata sul suolo lunare) nel modulo di risalita? Ci sarebbe al limite il problema del vano vuoto che risale, ma non credo che strutturalmente vista la bassa gravità lunare sia una cosa irrisolvibile.

Il vano vuoto che risale è invece un grosso problema perché si tratta di una struttura inutile che ti devi portare su, la cui massa va controbilanciata con altro carburante per ottenere il deltaV richiesto. E tutto questo carburante in più a sua volta è peso morto durante la discesa, per cui va controbilanciato ancora con altro carburante nel descent stage... è un effetto domino assurdo, ti assicuro che fa venire il nervoso quando ti addentri nei calcoli Anzi di dirò che già così il modulo di risalità è molto pesante e richiede molto carburante per risalire. Ciò incide già adesso sul payload utile.

Inoltre c'è il grosso problema che se il rover e l'attrezzatura li stivi sul modulo di risalita, li devi poi calare giù da molti metri di altezza, mentre se li metti in basso nel modulo di discesa, li porti a terra semplicemente abbassando la rampa di accesso. Senza contare che avresti sempre il vano a disposizione per ricoverare il rover in previsione di un riutilizzo da parte di un successivo equipaggio (secondo me almeno ).

Fausto ha scritto:

2 metri di larghezza significa una cabina simile a quella di un utilitara.. però si potrebbe sfruttare la lunghezza e creare una zona abitabile appunto allungata, all'interno della quale sarebbe leggermente scomodo spostarsi.. ma è l'unica via secondo me.. in compenso si avrebbe una cabina presurizzate e senza tuta.. non so cosa ne pensate, preparerò una bozza per farvi capire cosa intendo..

Se dentro la cabina si sta in "maniche di camicia", 2 metri sono abbastanza agevoli (non è proprio una utilitaria, forse qualcosa in più). Però, allarghiamoci pure un altro po! Lo troverò il modo di far stare i serbatoi Vogliamo fare 2,5 metri?

No, ancora non avete capito cosa intendevo. Probabilmente non so spiegarmi.
Andrew ha scritto:

Andrew ha scritto:

...
1) dimensione del vano di carico (importantissima, perché attorno a quello è costruito tutto il modulo di servizio). Quello attuale va bene o è troppo grosso? (larghezza: 3,9 metri; altezza: 3,3 metri, profondità: 7 metri).
...

Io intendevo: il rover misura 4 metri in lunghezza, ci mettiamo un ulteriore metro in più per sicurezza nel caso vogliamo farlo stare più comodo, il vano si riduce a larghezza: 3,9 metri; altezza: 3,3 metri, profondità: 5 metri. Recuperi quindi 3.9x3.3x2. In questo volume ci sta carburante a sufficienza per

Andrew ha scritto:

... 2) configurazione per la LOI. ...

?
Riguardo mettere il rover sul modulo di ascesa, in effetti forse era un'idea troppo azzardata, per le motivazioni esposte, ma era qualcosa che mi era venuta in mente per rendere il modulo di discesa il più basso (piatto) possibile.
Ancora una cosa: nel LEM Apollo c'erano due motori (uno di discesa, uno di ascesa che restava sulla luna con la base). Noi riusciremmo a risparmiare peso mettendo un solo motore e la base di allunaggio (le zampe) staccabili? In fondo ciò che è peso inutile per la risalita solo la base e le zampe, ma se riusciamo a riutilizzare il motore è tutto peso risparmiato.

Pete Conrad ha scritto:

Riguardo mettere il rover sul modulo di ascesa, in effetti forse era un'idea troppo azzardata, per le motivazioni esposte, ma era qualcosa che mi era venuta in mente per rendere il modulo di discesa il più basso (piatto) possibile.
Ancora una cosa: nel LEM Apollo c'erano due motori (uno di discesa, uno di ascesa che restava sulla luna con la base). Noi riusciremmo a risparmiare peso mettendo un solo motore e la base di allunaggio (le zampe) staccabili? In fondo ciò che è peso inutile per la risalita solo la base e le zampe, ma se riusciamo a riutilizzare il motore è tutto peso risparmiato.

Questa soluzione era già stata proposta, ma si è visto che la configurazione Apollo è quella più efficiente in assoluto! Qua dobbiamo rendere grazie ancora una volta al signor Houbolt

Per quanto riguarda le dimensioni del vano, io credo che con il rover che ho in mente potremmo ridurle a larghezza 2,5 m ; altezza 2,5 m; lunghezza 7 m. la lunghezza si potrebbe ridurre ancora di mezzo metro, anche se sarebbe bene non scendere oltre...

Ma perché così lungo? Se il rover ha 4 metri che te ne fai degli altri 3 di spazio?

Pete Conrad ha scritto:

Io intendevo: il rover misura 4 metri in lunghezza, ci mettiamo un ulteriore metro in più per sicurezza nel caso vogliamo farlo stare più comodo, il vano si riduce a larghezza: 3,9 metri; altezza: 3,3 metri, profondità: 5 metri. Recuperi quindi 3.9x3.3x2. In questo volume ci sta carburante a sufficienza per la LOI?

Ah OK, ora è chiaro, evidentemente ieri non ci capivamo
Così spannometricamente, si, ammettendo di usare tutto quel volume integralmente (che è impossibile, visto che i serbatoi sono sferici o cilindrici e non parallelepipedi). Però come dicevo, non è ottimale mettere dei serbatoi sul retro del vano di carico e quindi solo su un lato, perché altrimenti il veicolo risulterebbe sbilanciato. Devo tenere il vano centrato e ricavare spazio ai due lati, quindi simmetricamente rispetto al centro di gravità del veicolo. Ecco perché è più cruciale la larghezza della profondità secondo me.

Citazione :

Ancora una cosa: nel LEM Apollo c'erano due motori (uno di discesa, uno di ascesa che restava sulla luna con la base). Noi riusciremmo a risparmiare peso mettendo un solo motore e la base di allunaggio (le zampe) staccabili? In fondo ciò che è peso inutile per la risalita solo la base e le zampe, ma se riusciamo a riutilizzare il motore è tutto peso risparmiato.

Il problema è sempre la presenza del vano di carico. Dove fai scaricare il motore se sotto di esso c'è il vano? Ai lati, quindi ti servono due motori. Ma in realtà, visto che avevamo deciso di usare lo stesso motore di Antares, te ne servono quattro per avere la spinta richiesta in discesa. Che poi diventano troppi per la risalita visto che il peso è molto minore, quindi ti ritrovi a risalire col peso di tre motori inutili.
Attualmente abbiamo quattro motori sul modulo di discesa e uno solo, identico, su quello di risalita. La tua soluzione è ottima e l'appoggio ma su un lander "taxi" di peso ridotto. Infatti come tu sai molto meglio di me il lander russo, più piccolo di quello americano, prevedeva proprio questa soluzione tecnica!

Pete Conrad ha scritto:

Ma perché così lungo? Se il rover ha 4 metri che te ne fai degli altri 3 di spazio?

Il rover non ha 4 metri, ma 6. Come ho detto, voglio sopperire alla scarsa larghezza con la lunghezza. Ma sarà più chiaro dopo il mio schizzo!

Ecco la mia proposta:

Larghezza: 2,3 m
Altezza: 2,7 m
Lunghezza: 6,5 metri
Peso: 3000 kg

Il Veicolo di Esplorazione Lunare (VEL) ha una cabina per guidatore monoposto più uno spazio vivibile di 3,2x2,2 metri, entrambe presurizzate e collegate tra di loro. E fornito di 6 ruote di 70 cm di diametro progettare per muoversi sul terreno lunare più 4 ruote più piccole laterali per la stabilità. Le ruote laterali hanno un sistema retrattile che non occupano spazio quando il rover è stivato nel modulo di discesa. Può portare due persone per escursioni anche di 72 ore. E' alimentato a batterie collegate ai pannellli solari. La parte di "servizio" è contenuta sotto il guidatore, e contiene il supporto vitale e le batterie. Una parte posteriore della zona vivibile è destinata alle funzioni biologiche
Non è prevista camera di equilibrio, come del resto accadeva al LEM

Questa soluzione è secondo me realistica e si adatta bene alle ristrettezze del modulo di discesa in termini di peso ed ingombri. Ovviamente è un concetto che va ampoliato sia esteticamente che a livello di dettagli, ma credo renda l'idea!

Interessante!

Non mi convincono tanto le ruote sotto la scocca e i quattro ruotini laterali... forse adotterei una configurazione diversa, magari in stile Curiosity ma più grande ovviamente.

Altra modifica che farei: arrotonderei la "carrozzeria" un po' nello stile del prototipo NASA. Ogni vano pressurizzato deve avere una forma il più possibile arrotondata, in modo da uniformare la spinta sulle pareti, evitando il più possibile gli spigoli e i vertici, che altrimenti diventano "punti deboli" quando il vano è portato in pressione.

Comunque il volume abitabile mi sembra ottimo in rapporto alla figura umana che hai inserito per riferimento!

Quant'è la larghezza quando il mezzo è ripiegato?

Questa è una configurazione preliminare, sicuramente arrotonderò il più possibile (questo però ruberà spazioe poi stavo già pensando di modificare le ruote, magari rendendole ruotabili di 360 gradi in modo da poter uscire scorrendo su se stesse e non tramite meccanismi infernali

La larghezza obiettivo quando è ripiegata è sempre 2,3 metri