Habitat lunare gonfiabile Artemis - Sviluppo

heheheheh, gli somiglia effettivamente! Ecco un altro paio di immagini, nella prima i pannelli solari dispiegati, nella seconda l'habitat in assetto di volo, come vedete avanza perfino spazio all'interno!(che eventualmente si può utilizzare per ridurre l'escursione di espansione della parte gonfiabile,aumentandone probabilmente il realismo).Vi è inoltre una parte di portellone libera, dove pensavo di alloggiare varia strumentazione separata, agganciata tramite attach point come i serbatoi e box.Una larga antenna ad esempio da dispiegare e posizionare a debita distanza dal modulo tramite EVA, così da avere sempre una buona visuale sul nostro pianeta, o vari esperimenti scientifici, una piccola trivella, e perchè no una macchina per l'elettrolisi, per cominciare a fare i primi esperimenti sulla produzione di ossigeno e idrogeno dall'eventuale ghiaccio d'acqua estratto.Se in futuro si riuscisse tramite .dll a fare veramente in modo che i serbatoi modulari possano influenzare il supporto vitale dell'habitat, agganciando un serbatoio vuoto alla macchina dell'eletrolisi questa potrebbe (molto lentamente) riempire il serbatoio di ossigeno.Ovviamente sto lavorando di fantasia e facendo i conti senza l'oste

Ecco un filmato con un primo test del descent stage che dovrebbe portare sul suolo lunare la base gonfiabile.Come noterete mi sono un pò ispirato al descent stage di curiosity, anche se le dimensioni sono notevolmente maggiori.Durante il volo il lander si solleva fino a 15-20m da terra, testa il sistema di apertura/chiusura zampe ed effettua alcune manovre base per verificare stabilità e manovrabiltà, dopodichè si adagia dolcemente al suolo. Si tratta ovviamente di una versione priva di gran parte dei sistemi di supporto e servizio, ed ancora assolutamente preliminare.

P.S. non ho capito se qui si parla solo del lander 'taxi', mi è venuto il dubbio di essere off-topic,è necessario che apra un argomento a parte?

appena possibile provvederó a dividere gli argomenti. Il sistema di allunaggio mi sembra intelligente anche se i cavi dello sky crane peseranno tonnellate! per fare un confronto bisognerebbe vedere quanto pesano quelli di curiosity e considerare che la gravitá della Luna É circa la metà di quella di Marte!

Sinceramente non pensavo allo sky-crane.Se non erro quel sistema era dovuto alla delicatezza della strumentazione scientifica di curiosity, che avrebbe potuto danneggiarsi a causa del sollevamento della polvere.In questo caso non credo rappresenti un problema e il lander potrebbe tranquillamente posarsi a terra e rimanerci.Simulare uno skycrane ammetto che ha però il suo fascino hehehehe,ci penserò su!Una volta atterrato il lander potrebbe rimanere al suo posto, fornendo appoggio e una ulteriore protezione alla base,ma anche una manovra evasiva in stile curiosity è da prendere in considerazione.Senza le gambe e l'ingombrante lander la base si potrebbe espandere e sviluppare con meno vincoli.Proverò a sviluppare varie soluzioni, voi che ne pensate?

Ho provveduto a dividere gli argomenti come suggerito da Andrew.. come noterete ho anche aggiunto il nome Arcturus nel titolo del thread relativo al lander, quindi quando si sarà decisa la denominazione pure per l'habitat farò lo stesso anche su questo versante

Grazie mille Fausto!Per il nome si era parlato di Polaris se non ricordo male

Polaris non è che mi piaccia tanto, sembra quasi limitativo ad una sola zona della Luna, sebbene la più favorevole da un punto di vista dell'insediamento.

Nella mitologia etrusca Artames è riconducibile alla Luna, come pure Losna che sempre per gli etruschi era collegata anche alle maree.. interessante no?

Artames mi suggerisce ARTEMIS, che guarda caso è la sorella gemella di Apollo ( ) nonché dea della caccia. Noi andiamo a caccia di acqua sulla Luna, no?

Eh allora per quanto mi riguarda è deciso! Ma aspettiamo il parere del progettista!

Bello Artemis, mi piace! Intanto posto un piccolo aggiornamento sul LBDS,il descent stage che porterà al suolo Artemis.Ecco come appare con i sistemi di volo montati, pronto per agganciare l'habitat gonfiabile (e non solo!):




Il peso a vuoto dovrebbe essere di 7500kg circa+ 18500kg di propellente, la capacità di payload è di circa 11000kg(la base).Si intende solo per la discesa; per l'immissione in orbita lunare ci si appoggerebbe a un modulo di servizio aggiuntivo o direttamente all'upperstage del jarvis. (se non ho male interpretato la documentazione, la capacità del jarvis M è poco superiore alle 36 T in orbita lunare).
Preso dalla foga 'lunare' ho iniziato anche ciò che potrebbe essere il secondo carico di LBDS, una possibile espansione 'mobile' di artemis.Un grosso rover, simile a un camion, con un sistema di ruote ispirate a curiosity, che svilupperò utilizzando UGCO.Il peso si potrebbe aggirare attorno alle 10T sfruttando al max la possibilità del descent stage:

Insomma sembra che stia facendo tutto tranne la base lunare che serve , ma abbiate pazienza, sono tutti passettini con cui sto cercando di prendere la confidenza necessaria per provare a tirare fuori qualcosa all'altezza di FOI!

Ottimi sviluppi!
Non conosco molto UGCO, ma effettivamente varrebbe la pena usarlo!

Begli sviluppi! Mi piace il rover; forse una sua versione ridotta potrebbe essere ciò che serve anche per il lander abitabile. L'unica modifica che farei al descent stage sarebbe di munirlo di piedini di atterraggio più larghi perché con quelle zampe a punta potrebbe sprofondare nella regolite lunare. Inoltre (volendo fare il rompiscatole a tutti i costi ) non mi convincono i propulsori che soffiano gli esausti direttamente sulle zampe, mettendole a rischio di surriscaldamento. Forse ruoterei il complesso dei propulsori di 45 gradi.
Ma comunque è un ottimo sviluppo ed è un sistema versatile per portare tantissimi carichi diversi in superficie! Mi piace!

Che propellente proponi di usare? Hai verificato le dimensioni dei serbatoi? Scusa se rompo

Ho dato un'occhiata al progetto Morpheus (http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Morpheus) che usa propellente LOX-metano che sembra avere molti vantaggi soprattutto la atossicità, fondamentale per operare nei pressi di un avamposto.. ha una velocità di uscita di 3719 m/s nel vuoto e una densità di 720 kg/m3.. Da qui si può calcolare la dimensione dei serbatoi.. se hai 18500 kg ti servono 4 serbatoi sferici da 2,3 m di diametro ciascuno

Fausto ha scritto:

Ho dato un'occhiata al progetto Morpheus

Bastava che guardassi il manuale di Antares... il LOX/LCH4 lo usiamo da una vita è anche il propellente ipotizzato per Arcturus (perché condivide gli stessi motori).

E' però meno denso degli ipergolici e servono quindi serbatoi più grandi... per questo ho fatto la domanda a ndudi. Anche perché con gli ipergolici e i pesi indicati, si ottiene un delta V di circa 2100 m/sec... un po' risicato per la discesa e l'atterraggio.

Ottima osservazione quella dei piedini,vedrò di modificarli appena possibile!
Avevo pensato al discorso del surriscaldamento delle zampe, infatti nella parte più vicina agli scarichi sono rivestite con una protezione termica.Tuttavia c'è da considerare che verranno aperte solo a pochi secondi dal touch down, e da ripiegate non sono sulla traiettoria degli esausti.Per lo stesso motivo, anche se nelle foto non si vede bene, i motori hanno un orientamento leggermente divergente, che dovrebbe lasciare "un buco" o quasi, proprio nella zona della zampa.
i motori sono 8 S5.92, che forniscono una spinta totale di 78400kn (in realtà la spinta potrebbe essere doppia, ma ho pensato a un sistema ridondante.Nel caso un motore fallisse, un altro potrebbe subentrare al massimo della sua capacità, compensando la perdita di potenza.Per questo motivo i motori sono agganciati a coppie).
Di conseguenza i propellenti sono ipergolici (N2O4/UDMH).Per le dimensioni dei serbatoi ho usato il sistema di proporzione con quelli dell'antares SR.Qui ve ne sono 9 della stessa dimensione di quelli montati sulla capsula, più 6 leggermenti più piccoli.Altri 12 di dimensioni ancora minore alimentano il sistema rcs,dovrebbero bastare
P.S.Andrew non rompi certo!Le critiche costruttive e le osservazioni pertinenti, come lo sono sempre le tue, non possono che portare miglioramenti sia al progetto che all'esperienza del progettista

Andrew ha scritto:

Bastava che guardassi il manuale di Antares... il LOX/LCH4 lo usiamo da una vita è anche il propellente ipotizzato per Arcturus (perché condivide gli stessi motori).

E' però meno denso degli ipergolici e servono quindi serbatoi più grandi... per questo ho fatto la domanda a ndudi. Anche perché con gli ipergolici e i pesi indicati, si ottiene un delta V di circa 2100 m/sec... un po' risicato per la discesa e l'atterraggio.

Avevo in mente il motore di Eridanus che usa kerosene e non sono andato a vedere i manuali di Antares.. vabbé le conclusioni sono le stesse..

Quindi Ndudi vuoi proprio usare ipergolici? Una scelta un po' retrò.. inoltre se usi quel tipo di propellente è altamente improbabile che uno dei motori fallisca, dato che si accendono al solo contatto.. quindi elimineri i motori ridondanti che aumentano il peso in modo eccessivo.. Quanto sarebbe il peso senza quei quattro motori? Magari riesci a guadagnare quei 100 m/s di Delta V che ti serve per stare tranquillo con la discesa

Ho provato ad atterrare da 100km di quota, si riesce ma effettivamente cè pochissimo margine.
Ho rifatto i calcoli riguardo ai serbatoi, 9 del diametro di 1.7m, 6 del diametro di 1.4m e 12 del diametro di 0.17m.Se non ho sbagliato i calcoli il volume totale è di 33.75m3,un'enormità!Se usiamo gli ipergolici dovremmo poter stivare 40T di combustibile!!! Quanto occuperebbe invece 1Tonnellata di LOX/LCH4?magari con il migliore impulso specifico riusciamo a tirar fuori quel poco che manca!
Mi piacerebbe tenere comunque la configurazione a 8 motori, la trovo anche molto bella esteticamente, si può comunque ipotizzare che siano motori più piccoli, ma anche dimezzandone il peso guadagneremmo comunque 300 miseri kg.

Fausto ha scritto:

Quindi Ndudi vuoi proprio usare ipergolici? Una scelta un po' retrò.. inoltre se usi quel tipo di propellente è altamente improbabile che uno dei motori fallisca, dato che si accendono al solo contatto.. quindi elimineri i motori ridondanti che aumentano il peso in modo eccessivo.. Quanto sarebbe il peso senza quei quattro motori? Magari riesci a guadagnare quei 100 m/s di Delta V che ti serve per stare tranquillo con la discesa

Si, diciamo che il metano è considerato un po' il combustibile del futuro, perché da prestazioni migliori degli ipergolici e paragonabili o superiori al cherosene, ma a differenza di quest'ultimo non rischia di ghiacciarsi nei serbatoi nelle missioni nello spazio profondo ha anche molti meno problemi di boil-off rispetto all'idrogeno (anche se rispetto a quest'ultimo ha meno performances).
Però ecco non è che gli ipergolici siano sorpassati: essendo combustibile storabile con facilità e che brucia al contatto (quindi richiede serbatoi e motori molto semplici) è ancora la scelta privilegiata per i veicoli spaziali automatici che devono lavorare per lungo tempo nello spazio (satelliti, sonde) e penso che sarà difficile che venga accantonato nel prossimo futuro (probabilmente Orion resterà sugli ipergolici).

ndudi ha scritto:

Quanto occuperebbe invece 1Tonnellata di LOX/LCH4?

L'ossigeno liquido ha una densità di 1,141 t/m3 (quindi una tonnellata occuperebbe circa 0,876 m3), mentre il metano liquido ha una densità di 0,424 t/m3 (quindi una tonnellata occuperebbe 2,36 m3) .

Un tipico motore a LOX/LCH4 ha un rapporto ossidante/combustibile di circa 3,5, il che significa che i tuoi 18500 kg di propellente sarebbero così ripartiti: 4100 kg di metano e 14400 kg di ossigeno. Hai quindi bisogno di circa 9,68 metri cubi di metano e 12,62 metri cubi di ossigeno.

Con questa combinazione di propellenti e mantenendo invariati i tuoi pesi (7500 kg a vuoto + 11000 kg di carico) otterresti (ipotizzando un ISP pari a quello di Antares, cioè 362 secondi) un delta V di 2460 m/sec è che un valore molto buono per la discesa e l'atterraggio.
Ma il laboratorio gonfiabile pesa solo 11.000 kg?

Grande Andrew,grazie per i calcoli!Coi serbatoi e il deltaV allora ci stiamo alla grande, avanza pure parecchio spazio!
Purtroppo siamo vincolati dalla capacità del Jarvis, e in un modo o nell'altro la base dovrà pesare intorno alle 11T a meno di cambiare vettore.Non sarà una cosa enorme come forse ci si aspettava all'inizio, ma ci si potrebbe abitare.Inoltre pensavo al fatto di renderlo collegabile al rover-camion, che potrebbe giungere con un secondo lancio, e che espanderebbe considerevolmente lo spazio abitabile durante le soste alla base.

Ho fatto una comparazione che mi ha fatto riflettere:

Quello di sinistra è il terzo stadio js3 del jarvis: 5393KG a vuoto.
A destra lo stadio HS5:8020kg a vuoto.
Non è forse sovrastimato il peso che ho dato al LBDS (in centro) di 7500kg?
Forse si potrebbe rimanere sotto alle 5 tonnelate, aumentando di non poco capacità di carico e deltaV.Voi che peso stimereste?

Si effettivamente hai ragione.. è difficile stimare il tutto.. io credo che comunque alla luce di queste proporzioni sotto le 5 tonnellate si possa stare.. 4,8?

Diciamo una cosa: gli stadi sono in pratica solo dei grossi serbatoi con attaccati dei motori, che però in questo caso sono molto leggeri (solo circa 300 kg l'uno: veramente poco!); mancano del tutto le zampe di atterraggio (ho letto che in un aviogetto il carrello di atterraggio da solo pesa tra il 7 e il 10% del totale), i pannelli solari, sistemi di comunicazione a lunga distanza, eventuali batterie a lunga durata, sistemi ridondanti, ecc... quindi tutta una serie di "accessori" che servono a una vera nave spaziale, infatti di solito lo stadio propulsivo viene buttato via appena lasciata la LEO. Si tenga inoltre presente che un solo serbatoio grande pesa molto meno di tanti serbatoi piccoli di uguale capienza.

Ad ogni modo si... forse 7500 kg sono tanti. Il SM di Antares (versione a lungo raggio) pesa sulle 5.6 tonnellate.

Oggi ho provato ad abbozzare un Ummu per le attività extraveicolari lunari (bisognerà pure andarci a passeggio!).Ho praticamente preso due modelli 3d scaricabili dal sito della NASA (i termini di utilizzo dicono che non c'è copyright su questi modelli 3d e possono essere usati liberamente) e le ho fuse in una nuova tuta di proporzione realistiche ma un pò più snella e moderna delle vecchie tute dele missioni apollo.E' un mix fra il modello di astronauta che viene già usato per le EVA foi, e la ACES (advanced crew escape system) delle missioni shuttle. E' solo una bozza ancora non texturizzata e senza particolari, ma non sta venendo male!
Mi sono accorto però di un problema nella attuale eva suite di eridanus e antares, facendo un confronto con un ummu tradizionale e con il mio modello (disegnato su misura per un astronauta alto 1,7m) appare enorme!!
Nella foto, quello di sinistra è il classico Ummu, in centro l'attuale EVA suite, a destra il mio modello:

Si non male! L'unica cosa che cambierei é il colore della tuta che farei completamente bianca, colore riflettente del calore e unica scelta realistica per una EVA lunare!

ndudi ha scritto:

...facendo un confronto con un ummu tradizionale e con il mio modello (disegnato su misura per un astronauta alto 1,7m) appare enorme!!...

Un astronauta che sta nello spazio sta più raccolto di uno che sta sulla terra, forse è per questo che li hanno fatti più bassi. Infatti mi sembra che il casco sia delle stesse dimensioni, o no??
Anche quando si vedono gli astronauti che partono in quelle tute sembra che stiano quasi accucciati.