Lander Lunare Abitabile Arcturus - sviluppo

Altra immagine di riferimento sul LM, stavolta a colori

Andrew ha scritto:

Premetto che sono lieto di poter fare di nuovo qualche discussione tecnica con Fausto

Piacere ampiamente ricambiato!!

Andrew ha scritto:

A me piace tutto molto, tra l'altro l'aspetto mi ricorda una proposta che avevo fatto io stesso moltissimo tempo fa e che c'è sicuramente ancora da qualche parte. Se ho capito il concetto il modulo di ascesa non viene gonfiato, ha solo pareti tipo quelle dei moduli Bigelow ma su una struttura rigida. Questo mi piace perché un modulo gonfiabile poi dovresti trovare il modo di equipaggiarlo dopo il gonfiaggio...

Si le pareti sono come quelle bigelow, e pure lo scheletro di sostegno che comprende di due "tappi" tenuti insieme da travi. Infatti ho copiato spudoratamente quel tipo di design.. a parte il fatto che parte già gonfiato.

Andrew ha scritto:

Vedo solo un problema reale e due problemi potenziali.
Il problema reale è che quegli RCS vicino all'anello d'attracco non vanno bene, perché sono fuori baricentro. Quindi a meno che non ci sia un secondo set di RCS vicino al fondo che non vedo, sarebbe impossibile per il modulo d'ascesa effettuare le manovre di traslazione necessarie al ricongiungimento con Antares. Andrebbero spostati più o meno a metà della mesh, dove si suppone che dovrebbe essere il baricentro del veicolo.
Qui subentra il secondo problema (che c'era anche nella vecchia versione), ovvero che quei serbatoi così spostati sul fondo, man mano che si svuotano, cambierebbero l'equilibrio del modulo spostandone il centro di massa e dando di nuovo problemi nelle manovre di traslazione. Forse sarebbe più corretto spostarli a metà, sul fianco del modulo centrale, come su Altair. Però non so, magari non è un problema così grave come m'immagino.
L'altra mia perplessità è data dall'altezza del modulo. Lo stack completo, sulla supeficie, diventa di nuovo molto alto e quindi m'immagino realisticamente la necessità di allungare e allargare molto di più le zampe per fornire una base d'appoggio adeguata.

Commenti?

Per quanto riguarda l'altezza, ho già provveduto a tagliare per renderlo compatibile con il rapporto spazio peso dei moduli gonfiabili e stare sulle 7,5 ton senza propellente.(non è stato poi così facile come pensavo ) Ora siamo alti come il vecchio modulo conico e anche larghi uguali, ma si tratta di un cilindro e quindi lo spazio non si riduce andando verso la porta docking.

Per quanto riguarda i serbatoi la tua soluzione tipo altair sarebbe effettivamente ideale. Bisognerebbe anche qua progettare un sistema di travi che sostengano serbatoi e che si aggancino ai cilindri di metallo che chiudono la parte gonfiabile, sotto e sopra.
Così facendo avremo anche il vantaggio di poter mettere gli rcs in una posizione molto più efficiente.. solo che dovremmo eliminare il motore AJ10 e usare due motori distinti e più piccoli.. o una versione modificata e dimezzata dello stesso AJ (leggi usiamo la funzione scale )

Visto che non è chiaro allego immagine in cui mostro gli RCS e un confronto ora tra vecchio e nuovo concept:





Il ragionamento di Vittorio mi conforta sulla scelta di lasciare serbatoi e ugello così come stanno.. ma per gli RCS effettivamente bisognerebbe trovare un modo per distanziarli..

Pete Conrad ha scritto:

Beh, siamo sulla Luna, la gravità è ridotta e così anche le problematiche riguardanti il peso e le zone di appoggio.

Eh, purtroppo no.
E' vero che siamo a 1/6 di gravità, ma qui è la geometria che conta: se la base d'appoggio è troppo stretta e il baricentro cade fuori da essa (per un atterraggio inclinato per esempio), il modulo si ribalta, che il peso apparente sia 100 tonnellate o 10 chili.

Citazione :

Riguardo i serbatoi ti propongo questi sketch, il primo di una Moon Gemini dove vedrai che i serbatoi erano tutti in basso

Non ricordo quale fosse il profilo di volo previsto per la Gemini lunare. Il problema del baricentro interessa solo le manovre di traslazione laterale, non quelle longitudinali o di rotazione. Se la Gemini non doveva eseguire queste manovre, la posizione dei serbatoi è ininfluente.

Citazione :

Questo invece è il diagramma del modulo di ascesa del LM reale, e come puoi vedere i serbatoi sono posti proprio alla base e lateralmente

Vero! I serbatoi sono in basso, ma il modulo è molto più "appiattito" e i serbatoi sono molto vicini (in altezza) agli RCS, quindi il momento mi sembra più limitato. Nel nostro modello il braccio della leva è molto più lungo, quindi moltiplicando massa (dei serbatoi) per distanza (dal baricentro) gli effetti sono molto più elevati. Poi boh, probabilmente mi faccio troppi problemi.

Fausto se c'è un secondo set di RCS (che non avevo visto) allora è tutto a posto, questi possono compensare ogni asimmetria! Certo sarebbe più pratico posizionarli sul corpo cilindrico principale, credo sarebbero più efficaci in posizione più esterna (anche perché così quelli frontali non sbatterebbero il getto contro Antares in fase di manovra.

Anche l'altezza va bene, mi sembrava più alto il modulo, come non detto...

Ho solo il dubbio sul peso... onestamente se si potessero levare cinquecento chili sarei più tranquillo in merito ai margini di sicurezza col Delta V...

Gli Rcs ho fatto in modo di ruotarli un po in modo che il getto non abbia troppi impedimenti. Qui non si vede ma nella posizionandosi nella giusta prospettiva si può notare come il getto sia libero da ostacoli.. Poi un po di propellente andrà a sfiorare i serbatoi (proprio di striscio) magari ma non credo che possano fare chissà quale danno.. in fondo sono progettati per sopportare dei liquidi sotto pressione..

Dobbiamo dire che gli Rcs del modulo di ascesa fanno il grosso del lavoro quando ci si dovrà ricongiungere con Antares e quindi a quel punto i serbatoi saranno quasi vuoti..

Per quanto riguarda il peso.. qui siamo davvero all'osso.. tra l'altro la camera di equilibrio usa lo stesso concetto di pareti gonfiabili e anche li il peso si risparmia.. ma il grosso pensavo di risparmiarlo con il rover.. che volevo rendere più snello.. magari non pressurizzato e buona notte..

Ah e non dimentichiamoci che con lo stadio HES5 indipendente in grado di arrivare fino alla Luna insieme ad Antares abbiamo altro margine perché possiamo abbassare al massimo l'orbita utilizzando il modulo di servizio della capsula e non del lander

Poi una domanda ma i fairing di Quasar non si riescono a snellire.. sono lunghissimi rispetto all'altezza del lander!!

Certo con il vantaggio che abbiamo di usare il terzo stadio del Jarvis per aiutarci con le manovre e risparmiare propellente su Antares, i problemi tendono a risolversi da soli! Ma cerchiamo di non superare i 7.500 kg a vuoto altrimenti diventa un problema.

Il rover sarebbe un peccato buttare via quanto già fatto, pensiamoci al momento opportuno!

I fairing del Quasar li avevo pensati fin dall'inizio anche per grossi carichi in orbita terrestre e infatti sono dimensionati al pelo per lo Starlab
Per la configurazione lunare avevo già pensato da tempo di ridurli. Ne produrrò una versione ad hoc quando avremo congelato la configurazione di Arcturus, comprensiva dell'ingombro dell'adattatore lander-vettore. In questo modo si risparmierà ancora un po' di peso per limare ulteriormente i margini di sicurezza del vettore.

Andrew ha scritto:

...
E' vero che siamo a 1/6 di gravità, ma qui è la geometria che conta: se la base d'appoggio è troppo stretta e il baricentro cade fuori da essa (per un atterraggio inclinato per esempio), il modulo si ribalta, che il peso apparente sia 100 tonnellate o 10 chili.
...

Azz, vero, non avevo considerato il baricentro.
Confermo di non essere assolutamente un progettista.

Neanche io! E comunque a ognuno il suo :-D io non sono assolutamente capace di disegnare come te ;-)

Per Fausto: ti spiace se dico un attimo una cosa da precisino fastidioso? Ho visto nel confronto side-by-side che hai leggermente rimpicciolito le dimensioni dei serbatoi di propellente. Nel modulo originario le dimensioni le avevo accuratamente calcolate (i due serbatoi di ossidante erano leggermente più grandi degli altri due), quindi se il carburante presunto è sempre quello, andrebbero riportate le stesse dimensioni dei serbatoi.

Scusa scusa scusa...

Andrew ha scritto:

Neanche io! E comunque a ognuno il suo :-D io non sono assolutamente capace di disegnare come te ;-)

Per Fausto: ti spiace se dico un attimo una cosa da precisino fastidioso? Ho visto nel confronto side-by-side che hai leggermente rimpicciolito le dimensioni dei serbatoi di propellente. Nel modulo originario le dimensioni le avevo accuratamente calcolate (i due serbatoi di ossidante erano leggermente più grandi degli altri due), quindi se il carburante presunto è sempre quello, andrebbero riportate le stesse dimensioni dei serbatoi.

Scusa scusa scusa...

porca miseria hai ragione ma sai che non me n'ero accorto? Pensavo ad un altra cosa non é che possiamo farli cilindrici? Ingombrerebbero meno in larghezza e non darebbero problemi con l integrazione al descent stage. Si ok sarebbero più lunghi ma li spazio ce ne sarebbe è oltretutto lasceremmo più spazio ai getti..

Cilindrici credo che toccherebbero sotto, nel vano del descent stage. Io avevo pensato di farli toroidali, ma occulterebbero completamente gli RCS.
Che a proposito io ruoterei di 45 gradi e posizionerei direttamente sul corpo cilindrico principale (vicino al bordo inferiore e a quello superiore) perché li dove sono sono veramente sacrificati... l'unico problema di spostarli dove dico io è che quelli superiori sparerebbero proprio davanti al parabrezza della cabina.

Mmh.. accennando a serbatoi toroidali mi hai fatto venire un'idea.. faccio prima ad implementarla e a fartela vedere.. potrebbe risolvere in un colpo solo molti problemi.. domani però

Ecco l'idea per ora molto rozza: montare una travatura che sposti gli RCS all'esterno sia sopra che sotto. Vantaggi:
Più efficienza
Nessun impedimento
RCS ruotati di 45 gradi che non soffiano sull'airlock o altre parti delicate

Ho raccolto il tuo suggerimento e ho creato il serbatoio toroidale.. con volume totale pari ai 4 serbatoi precedenti (i tuoi non quelli miei piccoli ). Devo dire che il risultato è perfetto perché questo permette di usare l'adattatore circolare come appoggio perfetto al descent stage senza ostacoli.. l'unico problema è che ora andrebbero un pelino allargati i punti di appoggio (pochi cm).

Unico problema: bisognerebbe abbassarli perché sennò l'equipaggio avrebbe un salto di quasi 2 metri dal portello alla scaletta.. e qui si ridurrebbero i pannelli solari.. ora non so se questo può essere un problema.. conta che abbiamo anche i pannelli di superficie che possono essere usati anche in orbita e che di energia ne danno parecchia..
o semplicemente alziamo la scaletta ed è fatta!

Mi piace moltissimo ma mi preoccupa l'integrazione col descent stage. Guarda quanto accidenti è alto il tutto... mi da una sensazione di instabilità fortissima. Quelle zampe vanno allargate... Ora devo uscire, ne riparliamo più tardi!

Andrew ha scritto:

Mi piace moltissimo ma mi preoccupa l'integrazione col descent stage. Guarda quanto accidenti è alto il tutto... mi da una sensazione di instabilità fortissima. Quelle zampe vanno allargate... Ora devo uscire, ne riparliamo più tardi!

Ok.. ma se abbassiamo i sostegni è alto uguale al vecchio concept.. e il cono del motore sfiora la fossa nella base esattamente come prima... anzi ora il peso è ancor più concentrato verso il basso dato che le pareti dell'AM sono più leggere quindi.. ok tutto è migliorabile ma non so quanti margini di miglioramento abbiamo ancora...

Dico la mia  

quell'anello di aggancio va completamente eliminato. O spostato in modo da coincidere con la base della parte cilindrica. Agganciando i due moduli a quell'altezza, l'ascent stage risulterà ribassato in modo che sia alla stessa altezza della vecchia versione. E non ci sarà neanche da rifare la piattaforma di sbarco. Problema risolto. Del resto il vecchio modulo si agganciava alla base della parte conica.
Bisogna solo misurare quanti metri c'erano nel vecchio modulo tra la base del cono e la base dell'ugello motore e assicurarsi che quella misura sia rispettata: in tal modo sei certo che il motore avrà sufficientemente spazio nel vano del descent stage. E neanche bisogna perder tempo a cambiare i serbatoi: quelli vecchi ci stavano, quindi ci stanno anche adesso. Non rifacciamo cose che già sappiamo che vanno bene... secodo me tutta la parte che va dal fondo del modulo alla campana del motore non necessita di cambiamenti rispetto a prima. Potresti addirittura copiaincollare la base del vecchio modulo su quello nuovo! La parte che ci interessa veramente cambiare è solo quella sopra (quella che prima era conica), se ci riflettiamo... oddio io l'avrei anche tenuta così perché ormai era pronta ma l'appalto per l'ascent stage ce l'hai tu    

Vanno stra-bene invece gli RCS posizionati in quel modo. Necessiterebbero di qualche spostamento ma non così eclatante (l'anello di attracco riposizionato potrebbe fungere anche da supporto per le travature degli RCS inferiori).

P.S.
per l'integrazione hai usato una versione vecchissima del descent stage... quella nuova è completamente diversa (più bassa, pannelli fissi ecc...)
Ora io non posso accedere a Dropbox, ma posso fornirti la versione più recente tramite MP

Rieccomi!

Partiamo con le immagini dall'alto in basso e da sinistra a destra.

1) Ho implementato la travatura con gli RCS, ma non riuscendo a farceli stare per via della zona dedicata al montacarichi, ho pensato: ma a noi cosa serve avere per forza tutti e 4 i lati coperti da RCS? Se il lato in basso a destra è scoperto, basta lasciare scoperto il lato opposto in alto e potremo compensare come vogliamo, senza perdere stabilità. Ho cercato di mettermi in tutte le prospettive immaginando di "spingere" facendo pressione sugli ugelli per rotazione e traslazione.. davvero ci basta quello che abbiamo. Ok non sarà bellissimo da vedere ma secondo me funziona.. ora sentiamo le obiezioni (ma vi avverto che non saprei dove metterne altri )

2) Andrew avevi ragione, usavo una versione vecchia del DS.. quella aggiornata l'avevo sotto il naso.. comunque quello che vedi è il risultato in altezza e ho levato il cerchione inferiore come suggerivi tu. Ora non so se sarebbe opportuno allargare i piatti delle zampe del DS per una maggiore stabilità.. ma le suddette zampe sono belle larghe una volta aperte..

3) Ho creato dei piedistalli di appoggio con sede per dei binari. Così l'appoggio sul DS va solo allargato di pochissimo per farlo combaciare con quello sull'AS.

4) Il serbatoio toroidale è stata alla fine una necessità. Ho provato ad utilizzare gli originali tuoi ma proprio non ci entravano.. questo perché ora è presente quel "tappo" (termine tecnico ) che chiude alla base la struttura morbida come nel concetto bigelow. Ho mantenuto il volume delle 4 sfere stando più stretto possibile con il toro. In più ho creato una struttura di sostegno copiata spudoratamente da quella di Phobos Grunt..

5) Allargando gli appoggi il serbatoio ha uno spazio di oltre 30 cm per passare. Ci sono i binari e ci sono gli RCS per mantenere dritto il modulo durante il distacco e non far sbattere nulla.. dovrebbe bastare no?

6) Immagine bonus: la prospettiva dall'interno verso la zona di pilotaggio.. ho dovuto creare un piccolo ponte intermedio per farli sedere comodamente. Il risultato è che uno dei letti è praticamente all'altezza del pavimento, ma rispetto allo spazio di prima siamo in un hotel a 5 stelle..

Infine mi preme sottolineare che questo tipo di struttura semirigida è completamente compatibile con il peso di 7,5 tonnellate a secco e abbiamo le stime della Bigelow a supporto, e aggiungiamoci pure un modulo che è già sulla ISS e che si chiama BEAM.. quella precedente non sarei così sicuro....

Considerazioni??

Per gli RCS, se giri la travatura di 45 gradi lungo l'asse testa-piedi (degli astronauti)? Dovresti riuscire (se ho compreso bene l'immagine) a far stare anche il quarto motore. O ci sono problemi se posti in quella posizione?


P.S. L'ultima versione in condivisione del modulo di risalita non si apre in Anim8or

Pete Conrad ha scritto:

Per gli RCS, se giri la travatura di 45 gradi lungo l'asse testa-piedi (degli astronauti)? Dovresti riuscire (se ho compreso bene l'immagine) a far stare anche il quarto motore. O ci sono problemi se posti in quella posizione?


P.S. L'ultima versione in condivisione del modulo di risalita non si apre in Anim8or

Eh no ho provato in ogni modo.. purtroppo c'è sempre qualcosa che va a sbattere contro l'impalcatura del montacarichi..

Strano.. forse perché in quel file ci ho messo un sacco di robaccia.. prova a scaricare comunque la versione aggiornata di Anim8or se già non ce l'hai..

http://anim8or.com/download/files/animv0981.zip

Per gestire rollio, beccheggio e imbardata e tutte le manovre di traslazione non è affatto necessario avere otto gruppi di RCS, né posizionarli in quel modo strano, ma ne bastano anche solo quattro (due in alto, due in basso), posizionati sul "fronte" e sul "retro".
Come sulla Galileo II. Vi posto poi un disegnino

Oppure senza diventare matti si mettono quattro gruppi "quad" come quelli del descent stage (un po' più piccoli) un po' sotto la mezzeria della parte cilindrica (per tener conto del peso dei serbatoi in fondo) e fine dei problemi!

Andrew ha scritto:

Oppure senza diventare matti si mettono quattro gruppi "quad" come quelli del descent stage (un po' più piccoli) un po' sotto la mezzeria della parte cilindrica (per tener conto del peso dei serbatoi in fondo) e fine dei problemi!

Mettere i getti così vicino al materiale semirigido mi sembra un azzardo.. e ho pensato a metterne più ugelli possibili per stabilità di manovra.. ma se ora mi dite che non è necessario allora lasciamo le travi davanti e dietro e chiudiamo la faccenda!

Fausto ha scritto:

...
Strano.. forse perché in quel file ci ho messo un sacco di robaccia.. prova a scaricare comunque la versione aggiornata di Anim8or se già non ce l'hai..

http://anim8or.com/download/files/animv0981.zip

Fatto, ma comunque non la vede (lo apre, ma non si vede nulla, anche modificando lo zoom).

Pete Conrad ha scritto:

Fausto ha scritto:

...
Strano.. forse perché in quel file ci ho messo un sacco di robaccia.. prova a scaricare comunque la versione aggiornata di Anim8or se già non ce l'hai..

http://anim8or.com/download/files/animv0981.zip

Fatto, ma comunque non la vede (lo apre, ma non si vede nulla, anche modificando lo zoom).

Se vai su Object, è selezionato object2 o object1?

Ok, era selezionato Object2 (che presumo sia totalmente vuoto).

Che casino però, ci sono almeno 4 mesh!