Habitat lunare gonfiabile Artemis - Sviluppo

D'accordissimo Fausto, una cosa del genere:

Dany hai ragione riguardo alla postura ma non credo dipenda solo da quello, mi sono permesso di importare in animator la mesh dell'eva suite dell'eridanus per verificare meglio le dimensioni, quel tizio è alto 2,4m

Ahh, scusa, mi ero convinto che tu avessi fatto quello centrale. Allora ti è venuto bene

ndudi ha scritto:

... 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) ...

Vero, ma è sempre meglio che quando pubblichi segnali che i tuoi modelli derivano da foto-immagini-3dD-texture o quel che è "Made in NASA"

Ecco un altra evoluzione del progetto.
Mi sono soffermato molto a cercare di districarmi con i pesi ma non c'è molta via di scampo, se il carico utile 'allunabile' è di 11T la base va ridimensionata drasticamente.Ho fatto un pò di proporzioni con le parti della iss e pensavo a una soluzione modulare, quindi non un singolo pezzo unico ma più pezzi da essemblare in loco piano piano con diversi lanci, un pò come è stato fatto con la ISS.Il primo pezzo che sto creando è un cilindro di 4m di diametro e 6 di lunghezza, opportunamente adattato a un uso su terreno (quindi appiattito sotto mica che rotola via... ).Due estensioni gonfiabili si aprono a fisarmonica davanti e dietro, triplicando o quasi il volume abitabile, grazie alle due estremità rigide tenute insieme da aste telescopiche che potrebbero percorrere l'imbottitura longitudinalmente.Sul lato vi è una piccola camera di equilibrio per le eva, e due piastre su cui potrebbero essere agganciati dei 'pacchi' esterni di rifornimento acqua o ossigeno o strumentazioni per il supporto vitale.alle due estremità, e a metà lunghezza (dalla parte opposta della camera di equilibrio) vi sono delle porte docking, ovviamente molto semplificate in quanto verrebbero agganciate a mano e non han bisogno di sonde o sistemi automatici.I 4 finestrini sono tutti posizionati sulle porte.La strumentazione più massiccia troverebbe posto nella parte centrale rigida, mentre nelle parti gonfiabili si potrebbe stivare roba più leggera e rifornimenti.Lo spazio non è molto, ma le 11T ora sono molto più credibili.
Sto sperimentando un sistema che potrebbe rendere possibile l'assemblaggio e il movimento dei vari pezzi con UGCO, in questo modo i moduli potrebbero essere posizionati con il rover come dei rimorchi (potrebbe quindi essere necessario fare ai moduli almeno un paio di ruote, magari sollevabili una volta posizionato il pezzo).Le sezioni gonfiabili, allungabili a piacimento e magari leggermente basculanti tramite funzioni robotic arm, aiuterebbero a far combaciare in maniera congrua i pezzi in base alle esigenze.Ecco un immagine del modulo ancora in fase embrionale:

Però scusa, non mi torna il valore di 11 tonnellate.
Bisognerebbe fare delle prove, ma facendo quattro conti, il payload netto allunabile col Jarvis M dovrebbe essere tra le 15 e le 18 tonnellate a seconda di dove si alluna e di che combustibile decidi di usare per i motori (se ipergolico o metano).

Se proprio non ci si sta, si può pensare di passare sul Quasar anche per l'habitat (aumentando drasticamente il costo della missione ). In questo caso si potrebbero allunare circa 28/30 tonnellate (sempre sulla carta).

E' vero che abbiamo un pò alleggerito LBDS, a 15 si può arrivare e magari avere un pò di margine per atterrare tranquilli!Potrei magari allungarlo fino a 8m invece di 6, arrivando alle dimensioni di Destiny, che se non sbaglio ha una massa simile

A questo punto del progetto credo che sia stata provvidenziale la scelta di un Arcturus semi abitabile!!
Comunque buon lavoro Ndundi, il realismo è maggiore così!

Suvvia, non prendetela così...
Dopotutto quel modulo ha una superficie calpestabile di più di 30mq,mica male per un appartamentino sulla luna!Con un paio di lanci diventerebbe una stazione di tutto rispetto e avremmo una soluzione molto versatile ed espandibile in futuro con sezioni dedicate e differenziabili. Anche l'esperienza di simulazione ne gioverebbe con la possibilità di simulare più lanci e le manovre di assemblamento.Poi ovviamente la mia è solo una proposta, la strategia deve prima di tutto avere l'approvazione della comunity!

Usando invece come riferimento il pdf contenuto nella cartella idee LAL su dropbox (NASA Moon exploration scenario) le stime sono molto più ottimistiche.I pesi in gioco sono in pratica gli stessi della nostra missione, ma in quel documento l'outpost lunare ha dimensioni molto maggiori.Dopotutto si sta parlando di una missione che avverrà fra 20 anni, ed è ragionevole pensare che la tecnologia farà passi da gigante.In quel caso il volume potrebbe essere almeno raddoppiato, tenendo un profilo simile fatto di 2 sezioni (abitativa e da lavoro) verrebbe fuori unacosa del genere:

Se si desidera eventuali piccoli moduli aggiuntivi potrebbero ampliare l'avamposto tramite il sistema del "rimorchio" citato in precendenza.
Per farla breve il punto è decidere il profilo da tenere per quanto riguarda realismo e tecnologia più o meno futuristica da utilizzare.Quest'ultima bozza può essere un compromesso accettabile?

Per rispondere alla tua ultima domanda, io non andrei sul futuristico ma sul "near tech", cioè teniamo come riferimento la tecnologia attuale e i progetti in fase di sviluppo per i prossimi anni, senza fare voli pindarici. Secondo me è più avvincente risolvere la missione senza inventarsi tecnologie troppo avanzate che ancora non esistono!

Quanto al resto, a me piace un sacco, ma c'è da tenere conto del razzo vettore e degli ingombri dentro l'ogiva. Così a naso mi sembra che i due cilindri affiancati superino i 10 metri di larghezza totale, o sbaglio?

Quella nell'immagine è solo una bozza, ovviamente il progetto verrà sviluppato in maniera da stare dentro alle ogive larghe del jarvis.Hai un buon occhio comunque perchè effettivamente così messo non ci stà per poco.I due cilindri ci stanno (8m larghezza totale), ciò che sfora sono la porta docking laterale e la camera di equilibrio che andrebbe sicuramente spostata. Probabilmente bisognerebbe rinunciare a uno dei 'salsicciotti' gonfiabili e mettere al suo posto l'uscita per le eva.

oppure accorci i salsicciotti (aumentando la parte gonfiabile) e li ficchi nell'ogiva girati di novanta gradi!

Comunque, secondo me, anche per sfruttare meglio i volumi delle ogive, uno stack verticale potrebbe essere preferibile. Forse una cosa tipo un unico cilindro di maggior volume, disposto verticalmente, dotato di propri motori di discesa e di moduli gonfiabili cilindrici che si dipartono lateralmente dopo l'allunaggio. Appena posso allego uno schizzo per far capire cosa intendo!

Andrew ha scritto:

Comunque, secondo me, anche per sfruttare meglio i volumi delle ogive, uno stack verticale potrebbe essere preferibile. Forse una cosa tipo un unico cilindro di maggior volume, disposto verticalmente, dotato di propri motori di discesa e di moduli gonfiabili cilindrici che si dipartono lateralmente dopo l'allunaggio. Appena posso allego uno schizzo per far capire cosa intendo!

Credo di aver capito, e l'idea mi piace molto!!!
Arriveranno presto aggiornamenti!

Ecco una bozza dell'idea postata da Andrew,o come io l'ho capita, devo dire che mi piace molto.Le 2 strutture sono state messe in colonna diventano una lunga, con all'estremita la camera di equilibrio.I 4 salsicciotti (oramai è il loro nome ufficiale ) si estendono lateralmente.Fra i salsicciotti ha trovato posto una struttura a tralicci che sostiene serbatoi (dimensioni calcolate sul METANO/LOX come deciso) e i 4 motori, 2 per lato.Anche le 4 zampe sono agganciate tramite una struttura simile, e durante il viaggio sono ripiegate per stare dentro l'ogiva.Sopra ai salsicciotti vediamo ripiegati i pannelli solari che si apriranno verticalmente, al di sotto di essi un foglio di mylar aiuta l'isolamento termico di parte delle sezioni gonfiabili.Sul tetto della parte centrale rigida, lungo tutta la lunghezza, trova posto una vasta superficie radiante.Una volta allunato le 4 zampe provvederanno ad abbassarsi grazie ai pistoni facendo sì che l'intera struttura poggi sul terreno (nell'immagine è ancora in versione sollevata).
Il tutto è fatto in maniera da stare ripiegato dentro le ogive larghe del jarvis (che mi sono permeso di importare e rendere trasparente con il solo fine di rendere meglio l'idea, spero tu non me ne voglia Andrew ).Come vedete nell'immagine in alto a destra, la parte bassa sinistra del lander è ripiegata e ci sta per bene, notate la zampa selezionata.
Spero si capisca bene dall'immagine,eventualmente ne posto altre.Che ne dite?

ndudi ha scritto:

Il tutto è fatto in maniera da stare ripiegato dentro le ogive larghe del jarvis (che mi sono permeso di importare e rendere trasparente con il solo fine di rendere meglio l'idea, spero tu non me ne voglia Andrew )

Ma figurati! Anzi stavo proprio per chiederti se ti servissero le mesh delle ogive per le prove di integrazione, ma vedo che mi hai preceduto!

Devo dire che sei stato velocissimo ad elaborare questa idea. Da quello che riesco a vedere (l'immagine è un po' piccola) mi sembra molto ben fatto e mi piace molto! Davvero una volta "dispiegata" da proprio l'idea di una base permanente di superficie! Secondo me hai trovato la configurazione "definitiva". Molto bella anche la struttura a traliccio!

Un paio di cose. Primo: forse è un po' un peccato sprecare tutto quel volume nell'ogiva (praticamente non viene sfruttata la parte opposta rispetto a dove si trovano le zampe, quindi la parte superiore nei tuoi disegni). Forse per un miglior sfruttamento si può pensare, pesi e ingombri permettendo, di concepire il cilindro centrale con un diametro leggermente maggiorato rispetto a quella dei "salsicciotti" estensibili.

Secondo: non vedo bene i serbatoi di propellente (sono le sfere che vedo lateralmente?).
Per la LOI, la discesa dall'orbita e l'allunaggio è necessario un budget totale di circa 3500/3600 metri al secondo. Ipotizzando che la LOI venga eseguita con l'uso di un modulo di servizio a perdere, rimangono circa 2400 metri al secondo a carico del modulo di discesa. Una regola generale da tenere a mente è che per ottenere quel valore di accelerazione, il lander deve avere, "a spanne", una quantità di carburante circa uguale al peso a vuoto. 50/50. Sei sicuro che tutto quel carburante ci stia? Oppure hai ipotizzato che l'ipotetico modulo di servizio assista anche nella prima fase della discesa, riducendo delta-V a carico del lander vero e proprio?

Confermo anche io l'impressione positiva sul progetto, probabilmente la configurazione (quasi) finale.

Io credo che lo spazio in più alla fine sia giusto giusto necessario per contenere i serbatoi correttamente dimensionati, sempre ragionando a spanne!

Effettivamente la parte superiore rimane un pò vuota, ma non volevo ingrandire ulteriormente la struttura che già ha pesi molto ottimisti (18T a vuoto,meno male che abbiamo molti anni per trovare materiali più leggeri ).
I serbatoi che si vedono in cima in realtà sono quelli più piccoli per il metano, del diametro di 1,4m l'uno.Quelli per l'ossigeno liquido hanno un diametro di 1,7m, nell'immagine non si vedono molto perchè sono seminascosti dai motori e da un pannello ricurvo che protegge i serbatoi dal calore dei getti.Il volume totale dei serbatoi è di 24m3, nella pagina precedente della discussione ne avevi stimati circa 22m3 se non erro, ho tenuto un pò di margine che non si sa mai.
Il deltaV risultante è di quasi 2500m/s (18500kg di carburante), il necessario per l'allunaggio.
Se non ricordo male si era deciso di lasciare la LOI all'ultimo stadio del jarvisM che ha come payload dichiarato in LLO 38200kg ,dovremmo pure avere un pò di margine... e se nello spazio vuoto dell'ogiva ci infilassimo un satellite per le comunicazioni da piazzare in orbita lunare?

Ti metto una nuova immagine in cui ho sollevato la zona motori di uno dei 2 lati, in maniera da rendere più visibili i serbatoi

EDIT: aggiungo un altra immagine dove ho tolto salsicciotti e zampe e ho aggiunto un astronauta, per capire meglio il volume dei serbatoi e la loro disposizione.

Ma se invece di tanti serbatoi circolari inserissi un numero minore di serbatoi cilindrici? Per ogni motore: uno per il metano, uno per l'ossigeno liquido. Peserebbero meno a parità di capienza! Vogliamo rendere credibili le 18 tonnellate, giusto?

Quanto al discorso di usare il terzo stadio del Jarvis per la LOI: si, si può fare ma ci sono delle controindicazioni sul fattore realismo. In primis, in un lanciatore, in genere le batterie, i sistemi di pressurizzazione del carburante, i motori, non sono certificati per funzionare per tanti giorni consecutivi di missione (qui si parla di una riaccensione del razzo dopo circa tre o quattro giorni nel vuoto cosmico, il tempo di raggiungere la Luna). Soprattutto i criogenici comportano il problema del boiloff, che per l'idrogeno liquido diventa abbastanza importante.

Dovremmo quindi utilizzare la versione del terzo stadio adattata per Antares, quella che ha anche i pannelli solari per l'autosostentamento. Questa versione pesa un po' di più e ciò riduce, conti alla mano, di circa 500 kg la capacità certificata in orbita lunare (anche se poi c'è sempre un buon margine di sicurezza). Bisogna poi togliere ulteriore payload per tenere conto del peso inevitabile dell'adattatore tra razzo e carico utile. Stimiamo altri 300 o 400 kg.

Povero Ndudi

Scherzi a parte le osservazioni di Andrew sono tutte giuste.. credo però che finalmente si stia delineando un chiaro profilo anche per Artemis, e ciò è cosa buona ed incoraggiante!

Ottima l'idea dei serbatoi cilindrici, ho fatto delle prove e la versione più adatta sembrerebbe avere PER LATO: 1 serbatoio 1.4m x 2.7 per il metano e 2serbatoi per l'ossigeno.Uno cilindrico da 1.7m x 2.7 e uno sferico da 1.4m di diametro (come quelli del metano della vecchia versione).Raggiungiamo lo stesso volume e ottimiziamo pesi e ingombri, e anche esteticamente mi piace molto di più! Un paio di immagini rendono più di mille cifre:


Andranno sicurmente aggiunti dettagli come tubi di collegamento ecc..., pensavo inoltre che si potrebbe ricoprire tutta la parte alta del vano motori con un foglio di mylar per riflettere il sole e aiutare l'isolamento termico.
Per quanto riguarda il Jarvis sono pienamente d'accordo.Se non ci sono problemi ad usare la versione di Antares direi che i conti dovrebbero tornare.38200-500kg sono 37700kg di portata dichiarata in LLO.Togliamo altri 500kg di adattatore e siamo a 37200.Al momento il mezzo pesa 36500, quei 700 kg di margine potrebbero eventualmente tornare utili per carburante in + nei serbatoi per l'allunaggio se si presentasse la necessità di avere più agio (ricordo che i serbatoi sono stati calcolati un pò abbondanti proprio per l'evenienza).

Ho messo in dropbox una versione ALPHA(spero si veda).Alcune texture e materiali sono assolutamente provvisori e mancano i dettagli, ma il veicolo ha già gran parte delle sue funzionalità.
SHORTKEYS:
K= abbassate le zampe
G=attivate la base dopo che è atterrata (si abbassa e si gonfiano i salsicciotti)
SPACE=attivate la funzione robotic arm per i pannelli solari
SHIFT+4/6=selezionate il tipo di movimento per i pannelli solari (orientamento-dispiegamento, i pannelli vanno dispiegati singolarmente uno alla volta)
SHIFT+2/8=eseguite il movimento (per il momento è possibile dispiegare solo 2 pannelli)

ndudi ha scritto:

Ho messo in dropbox una versione ALPHA(spero si veda).Alcune texture e materiali sono assolutamente provvisori e mancano i dettagli, ma il veicolo ha già gran parte delle sue funzionalità.
SHORTKEYS:
K= abbassate le zampe
G=attivate la base dopo che è atterrata (si abbassa e si gonfiano i salsicciotti)
SPACE=attivate la funzione robotic arm per i pannelli solari
SHIFT+4/6=selezionate il tipo di movimento per i pannelli solari (orientamento-dispiegamento, i pannelli vanno dispiegati singolarmente uno alla volta)
SHIFT+2/8=eseguite il movimento (per il momento è possibile dispiegare solo 2 pannelli)

non avendo ricevuto nessuna conferma ne commento posto anche un direct link dello stesso pacchetto di test, chissà che qualcuno voglia testarlo e dire la sua :
artemis-ALPHA

Scaricato!!

E' di una rara bellezza! il concetto è fantastico, i dettagli sono sublimi! Se questa è una ALPHA.. Complimenti davvero! Dovrebbe essere già dimensionata per il Jarvis M giusto? e le dimensioni dei serbatoi sono già compatibili con il quantitativo necessario?
Altra domanda: il famoso crane che avevi ideato a questo punto è inutile?

Su questo forum ci sono tanti progetti che a volte non si ha il tempo di guardare tutto con calma, ma qui ne vale davvero la pena!! Anzi metto tre screen perché meritano:







Complimenti ancora a Ndudi.. penso che alcune cose potrebbero essere sfruttate per il modulo di servizio!