Sonda Efesto - Esplorazione di Venere

Ho stabilito il peso della sonda, estrapolandolo per proporzione dalla Galileo II.

Il peso totale ammonta a 2351 kg di cui:

Orbiter: 1086 kg
Carburante orbiter: 940 Kg
Capsula atmosferica compreso scudo termico: 325 kg

Con queste cifre, il Delta-V dell'orbiter risulta pari a 2017,97 m/sec, un po' meno del previsto. Ciò imporrà molta attenzione nelle manovre di inserimento e probabilmente obbligherà a usare un aerobraking per aiutarsi nel posizionamento sulla science orbit di 24 ore.

Il peso totale del payload del Neptune-1, compreso anche l'adattatore e l'eventuale FOIsat, viaggia sui 2439 Kg. Secondo le performances "certificate" del razzo, siamo in TVI con un margine di 260/300 m/sec. Buono, no?

Ottimo! Ma di quanto siamo fuori con il propellente per il raggiungimento della science orbit?

Siamo dentro (al pelissimo) ma non rimane spazio per le correzioni orbitali e per il margine di sicurezza. Tendenzialmente mancano tra i 200 e i 400 m/sec a seconda dell'entità delle correzioni di traiettoria durante il trasferimento terra-venere e del margine che vogliamo tenere in cascina. Se le correzioni sono minime, se le manovre son fatte bene e se ci accontentiamo di un margine di sicurezza risicatissimo, ci stiamo ancora. Altrimenti va fatto aerobraking a Venere.

La sonda non può essere alleggerita significativamente per evitare di perdere in realismo.

Ah preciso che i conti presuppongono il distacco della capsula prima delle manovre di VOI, altrimenti non ci stiamo mai più!

Ho trovato questo interessante documento sulle manovre di aerobraking eseguite da Magellano:

http://ssd.jpl.nasa.gov/x/jdg/papers/magellan.pdf

L'aerobraking ha consentito un abbassamento dell'apoasse da 8500 a 500 km in 70 giorni con un risparmio di 900 kg di carburante.

Bene, mi chiedevo se un'eventuale manovra di aerobraking potesse danneggiare la sonda. Magellano aveva una protezione particolare?

No. Nel documento si specifica chiaramente che la sonda non è stata progettata per questa manovra! E' stato una specie di esperimento.

Allora è andata!! Si va di aerobraking! 

 

Mi ricordo (ma non so se nel documento c'è scritto) che hanno provato anche a orientare i pannelli solari per farla girare come un mulino a vento!

Alla ricerca di alleggerimenti ho rifatto i calcoli e ho trovato una novantina di kg di alleggerimento.    I nuovi pesi sono alla pagina precedente, ho corretto il post con i dati. Ora il delta-V a disposizione supera i 2 km/sec anche se di poco (2017,97 m/sec). Sto un po' più tranquillo.

Altro test con l'integrazione del nostro FOIsat:



Avrei pensato di espellere il FOIsat subito dopo la manovra di TVI ma prima dell'Efesto. Ci servirà anche da "misura di sicurezza" durante la diretta, in modo che una inavvertita pressione del tasto J non spari via la sonda principale prima del tempo  
Diventerà il primo FOIsat interplanetario, anche se ipotizzo che non potrà trasmettere da grandi distanze. In ogni caso non avendo motori non potrà correggere la traiettoria e quindi non arriverà a Venere: sarà una sonda solare. Fausto, potresti mica crearmi una texture generica del FOIsat senza il logo di Eridanus?

Ho visto che il peso è di 8 kg; ipotzzerò di munirlo di trasmittenti e batterie più potenti per il volo interplanetario e ne porterò il peso a 16 kg.

Altra novità, non equipaggerò Efesto coi coperchi per le ottiche degli strumenti principali, visto che hanno dato qualche problema durante il lancio di Galileo II  

Andrew ha scritto:

Fausto, potresti mica crearmi una texture generica del FOIsat senza il logo di Eridanus?
 

Fatto! Il file è già stato convertito in cubesat_custom.dds presente nella cartella textures/cubesat compressa. Ti basterà rinominarlo nel file mesh. Ho incluso anche un bmp in caso tu voglia fare altre modifiche  

OK, grazie mille!

Fausto, sto cominciando a confezionare il pacchetto da passarti poi per la diretta. Nel preparare lo scenario di lancio mi sono chiesto: non è per caso che partendo da capo passero vista la latitudine più settentrionale, non scontiamo una penalità troppo elevata? Non è meglio partire da KSC come per la Galileo II?

Andrew ha scritto:

Fausto, sto cominciando a confezionare il pacchetto da passarti poi per la diretta. Nel preparare lo scenario di lancio mi sono chiesto: non è per caso che partendo da capo passero vista la latitudine più settentrionale, non scontiamo una penalità troppo elevata? Non è meglio partire da KSC come per la Galileo II?

No, la differenza di delta V è assolutamente gestibile, ho fatto io le prove qualche tempo fa. Siamo sempre intorno ai 3,55 km/s. Mi pare che partendo da Cape Canaveral si risparmino solo 10-15 m/s!

Comunque se partiamo dal KSC allora cambierebbe anche l'ora di lancio inevitabilmente  

Giusto, che sciocco che sono, non ci avevo pensato.
Sto pensando a un altro problema per la diretta. Il Neptune usa come ultimo stadio un Fregat. Questo stadio ha una bassa spinta quindi ha un burn time lungo. I russi in genere, come strategia per evitare perdite di efficienza inaccettabili con un lungo burn time, preferiscono quindi spezzare l'accensione in più tranches da effettuarsi in orbite consecutive al periasse, come si può notare dal piano di volo di Phobos-Grunt (in quel caso TMI, per noi TVI). La cosa ha senso, ma non sarebbe gestibile nei tempi della diretta.

Quindi, forse, è necessario cambiare l'upper stage con qualcosa di diverso ed equivalente, oppure tenere quello ma barando su spinta e di conseguenza tempo di accensione. Cosa ne dici?

Io direi di fare così: manteniamo lo stdio fregat e copriamo con la diretta solo la prima accensione, quella che aumenta l'apogeo. Poi simuliamo le altre accensioni senza che siano coperte da diretta, ma aggiornando con commenti. Quanto potrebbe durare la prima accensione?

Allora, il Fregat, almeno la versione che ho usato, ha un burn time di 889 secondi, cioè un po' meno di 15 minuti. Magari è comunque possibile fare una TVI in una unica soluzione senza troppa penalità, farò una prova il prima possibile, magari già oggi.

Altrimenti suppongo che la cosa si possa spezzare in due accensioni di circa 445 secondi distanziate da un'orbita, che sono sicuramente gestibili.

Andrew ha scritto:

Allora, il Fregat, almeno la versione che ho usato, ha un burn time di 889 secondi, cioè un po' meno di 15 minuti. Magari è comunque possibile fare una TVI in una unica soluzione senza troppa penalità, farò una prova il prima possibile, magari già oggi.

Altrimenti suppongo che la cosa si possa spezzare in due accensioni di circa 445 secondi distanziate da un'orbita, che sono sicuramente gestibili.

Beh pensavo molto peggio! E' assolutamente gestibile! Farei una prima accensione di 5 minuti per non aumentare troppo l'apogeo e una seconda per coprire il rimanente Delta V!

magari si riesce a fare in un colpo solo. Cioè: per riuscirci ci si riesce, ma ho paura che la penalità in termini di delta V sarebbe eccessiva. Provo e ti dico!

fausto, oggi ti passo il pacchetto per il rollout. Ci sono ancora diverse cose da sistemare, ma per le public relations basta!

Ho messo in condivisa il pacchetto, così puoi fare il rollout e le prove del caso.
Ci sono ancora delle cose provvisorie, per esempio l'autoguida non è perfetta. Ma per il rollout è sufficiente!

Ah se vedi nel file config che il payload di Efesto pesa zero, non è un errore, ma un trucco per aggirare un bug di multistage: infatti se sgancio la capsula atmosferica e poi salvo, al riavvio la sonda risulta pesare ancora come se la capsula fosse attaccata! Ciò renderebbe impossibile l'inserzione orbitale.
Il peso per multistage è invece corretto.

Per rendere più agevoli le correzioni di traiettoria, la sonda è dotata anche di piccoli propulsori in funzione MAIN oltre al motore per la VOI in funzione HOVER.

Appena posso produco qualche slide.

Comunque Fausto pensavo che sarebbe un peccato perdersi la manovra di separazione quindi forse per questa volta si possono ritoccare i parametri del Fregat per poter fare tutto in un'unica accensione. Oppure posso provvedere a sostituirlo con qualcosa di fatto in casa, ho già un'idea. Penso di essere ancora in tempo!

Ricevuto il pacchetto!
Si se puoi sostituirlo a questo punto è meglio!

vedo cosa posso fare!
Cortesemente verifica se lo scenario di lancio va bene (come orario); se lo modifichi, cambialo anche nel pacchetto condiviso!

Domandina...

il neptune che verrà usato per il lancio è bi-stadio vero?