Progetto: NOVA HLV

Ottimo...MA...secondo me manca lo "spessore" della scala, nel senso che si vede solo la parte calpestabile superiore e non quella che sorregge il tutto (in pratica il "cemento" sottostante gli scalini).

Magari l'hai già visto, ma guarda l'immagine in questo pdf per capire quello che voglio dire...
https://docs.dicatechpoliba.it/filemanager/209/Corso_Tecnica_2013_2014/Atelier/Atelier_5_PROGETTO%20SCALA.pdf

Poi, ovviamente, fai quello che credi, non siamo certo in un forum di architetti...

Questa si presuppone che sia metallica (come del resto quelle che si vedono ai pad 39 di Cape Kennedy), ma qualche elemento di irrigimento tipo putrelle ci poteva in effetti stare sotto i gradini. Vedrò se e come inserirlo in ogni caso l'ho messa più che altro per dare un senso delle dimensioni del complesso, non avevo intenzione di perderci più di tanto tempo

Cos'è questo oggetto complicato? E' il basamento della rampa di lancio grande, con tutte le morse di aggancio per il Nova B, la versione superheavy del razzo. Il lavoro sulla rampa principale comincia.

Nel farvi gli auguri di Buone Feste, comunico che sto avendo alcune difficoltà sulla rampa di lancio principale. Ho notato che per alimentare correttamente tutti i quattro boosters del razzo in versione completa, i bracci dovranno avere una configurazione complicata, in pratica servirebbero due o quattro torri di lancio tutte attorno al razzo. Per semplificare la configurazione, vorrei modificare il core stage in modo che abbia un secondo attacco elettrico e di condizionamento nell'intertank tra il serbatoio di idrogeno e quello di ossigeno. Il secondo attacco andrebbe ad alimentare elettricamente i boosters (che si agganciano proprio all'altezza dell'intertank) e ciò semplificherebbe notevolmente il design della rampa.

Devo però capire se questa scelta è fattibile. Ho provato a guardarmi la configurazione della rampa del razzo Lunga Marcia 5, che è dotato anche lui di quattro boosters a propellente liquido e sembrerebbe che la rampa non abbia attacchi elettrici dedicati per ciascuno dei boosters, quindi o l'alimentazione viene garantita insieme al carico di propellente tramite gli agganci situati alla base, oppure passa attraverso il core stage come avrei intenzione di fare io. Purtroppo desumo tutto ciò solo da fotografie in quanto non ho trovato schemi annotati. Se qualcuno potesse trovarmi qualcosa di più dettagliato in merito al Lunga Marcia 5, gliene sarei grato.

Pubblico le performances calcolate per le varie versioni del razzo.

NOVA M
Orbita terrestre bassa: 26.200 kg
Orbita di trasferimento geostazionaria: 8.900 kg
Orbita geostazionaria: 3.900 kg
Orbita di trasferimento lunare: 7.400 kg
Orbita lunare bassa: 4.800 kg

NOVA K
Orbita terrestre bassa: 71.000 kg

NOVA G
Orbita di trasferimento geostazionaria: 39.000 kg
Orbita geostazionaria: 23.200 kg
Orbita di trasferimento lunare: 34.000 kg
Orbita lunare bassa: 25.800 kg

NOVA F
Orbita terrestre bassa: 82.800 kg (sidemount); 87.000 kg (inline)

NOVA A
Orbita terrestre bassa: 132.400 kg (10% fuel offload)
Orbita di trasferimento geostazionaria: 61.500 kg
Orbita geostazionaria: 37.500 kg
Orbita di trasferimento lunare: 54.100 kg
Orbita lunare bassa: 41.500 kg

NOVA B
Orbita terrestre bassa: 194.400 kg
Orbita di trasferimento geostazionaria: 84.300 kg
Orbita geostazionaria: 54.200 kg
Orbita di trasferimento lunare: 74.500 kg
Orbita lunare bassa: 57.800 kg

Si notano alcune cose, in particolare il grosso stacco di prestazioni tra le prime due versioni del razzo, dovuto al fatto che la versione M è l'unica a non impiegare il core stage criogenico che assicura la grossa parte delle prestazioni di tutto il resto della famiglia.
Inoltre si può notare che le prestazioni medie sono molto elevate (grazie anche ai boosters che impiegano ossigeno e metano); ciò è da considerarsi una riserva di performances che potrà essere spesa se si realizzassero versioni riusabili che inevitabilmente andranno ad erodere le prestazioni dei razzi expendable.

Per il Nova G non è riportata la performance in LEO. Il vettore, a tre stadi, potrebbe teoricamente portare fino a 97.000 kg, seppure con un burn time molto lungo e piuttosto inefficiente, ma risulta a quel punto preferibile usare il Nova F, che porta un po' meno ma rinuncia allo stadio superiore e ha molto più volume libero all'interno dell'ogiva.

Il Nova F, bistadio solo per la LEO, può operare in configurazione classica in linea oppure, sfruttando uno degli attacchi boosters inutilizzati, in configurazione sidemount (tipo Energia) per trasportare carichi particolarmente voluminosi in lunghezza. In quest'ultimo caso deve montare ovviamente un nosecone aerodinamico sul muso del core stage, con un certo aggravio delle prestazioni. La configurazione sidemount era concepita per Eridanus prima che mi rendessi conto che avrei dovuto creare una white room dedicata. Invece mettendolo in punta posso sfruttare la stessa white room per Antares ed Eridanus.

Ultima cosa che si può notare è che il Nova A (in pratica il corrispettivo del vecchio Jarvis M) per operare in LEO necessita di un offload di propellente, in pratica il core stage viene riempito solo al 90%. Ciò perché altrimenti con soli due boosters (anziché 4 come nel Nova B) il rapporto spinta-peso sarebbe troppo svantaggioso e il razzo si alzerebbe a malapena da terra.

Questo video di un bravissimo artista illustra ciò che avrei in mente per un eventuale sviluppo riusabile del lanciatore. In parte ottenibile senza programmazione ma è evidente che se si volesse fare per bene servirebbe un grande impegno in dll, cosa attualmente infattibile...

Energia II (Uragan) Fully Reusable Soviet Rocket Concept

Cosa avevano previsto i russi nel caso di un (ipotetico) catastrofico atterraggio del primo booster?
Gli altri 3 si spiaccicavano sui rottami del primo?

Probabile

Sto iniziando a valutare il fatto che tutto il quantitativo di attacchi necessari alla rampa più grande non siano integrabili in una singola torre di lancio. Il problema sono i boosters che impongono numerosi attacchi aggiuntivi e oltretutto con una geometria non sempre facile. Per non parlare della white room che andrà integrata in cima. Meditavo quindi di passare a realizzare una doppia torre di lancio, a questo punto fissa e non su crawler, alla maniera di quella di Energia che si può vedere in 3d a questa pagina:

https://sketchfab.com/3d-models/buran-energia-launchpad-357d6577a06d4f559c9bd93bcb66f1e4

Cosa ne pensate?

Chiudo l'annata e vi faccio gli auguri con un primo screenshot di un test sulla rampa di lancio principale (Alpha).

Lascio un ultimo pensierino soprattutto per Vittorio: anticpiazione di come si presenterà il razzo Nova in rampa in configurazione con Antares e con Eridanus. Finalmente mettiamo Eridanus in punta mettendo fine a tante polemiche degli anni passati ;-)

Il razzo è ovviamente il "test article" (quindi quello finto ), ma l'insieme sembra presentarsi benino.

Il sistema di soppressione sonora.

La rampa è pensata per interfacciarsi con le diverse versioni del razzo che devono essere lanciate.

Energia? No, il Nova F la versione pesante esclusivamente per la LEO, può essere configurato anche in configurazione sidemount per carichi particolarmente ingombranti. Questa versione doveva essere quella che avrebbe trasportato lo shuttle Eridanus sostituendo il vecchio razzo Quasar. Però se guardate dove si sarebbe trovato lo shuttle e dove si trova la white room sulla torre di lancio, capite perché poi ho scelto diversamente.

Nuova versione degli attacchi di carico propellente. Connesso/disconnesso. I vari razzi ne utilizzeranno da uno a sei.



Per ora il mio reportage fotografico finisce qui.

Dopo breve pausa, novità di oggi: ho rifatto e riposizionato la white room per l'equipaggio (dovrò poi perfezionarla perché è abbastanza spartana, una serie di parallelepipedi). L'opzione di Multistage 2015 che consente di ruotare il payload (assente in Multistage 2) mi ha risparmiato diversi grattacapi perché Eridanus e Antares hanno il portello in lati opposti e c'era il rischio di dover mettere due accessi separati - cosa che comunque potrebbe ancora verificarsi perché le geometrie sono comunque un po' differenti.

Qui le tre configurazioni manned con, da sinistra: Nova M / Antares SR; Nova F / Eridanus; Nova A / Antares LR

Anche Delphinus potrebbe ovviamente usufruire del razzo e della infrastruttura di lancio. Ciò è in generale vero per qualsiasi veicolo di terze parti che possa rientrare nella carenatura aerodinamica di Antares.

Alla fine mi sono dovuto arrendere e ho montato due accessi distinti per gli equipaggi di Antares e Eridanus sulla torre grande. Per portare Eridanus all'altezza giusta avrei dovuto allungare ulteriormente gli adattatori portando un enorme peso morto che avrebbe addirittura reso impossibile il lancio a pieno carico su alcuni tipi di orbita.

Qui le tre configurazioni della rampa grande: accesso superiore (Antares) aperto; accesso inferiore (Eridanus) aperto; entrambi gli accessi chiusi (unmanned). Che ne pensate?



Dirà Vittorio, "padre" di Eridanus: ma allora tanto valeva mettere lo spazioplano sul fianco, come prima. Sì però nel 2023 abbiamo visto che ormai gli spazioplani si mettono in cima (vedasi Starship) ;-) è indubbiamente la soluzione più sicura tutto considerato.

La versione intermedia Nova G è dotata di upper stage per operazioni oltre la LEO. L'upper stage è lo stesso del più piccolo Nova M e di diametro inferiore, pertanto deve essere alloggiato all'interno della carenatura aerodinamica insieme al carico utile.

Sempre alla ricerca di un realismo un po' miglior rispetto a una volta, è sorta la necessità di collegare lo stadio superiore all'esterno come ad esempio accade in certe versioni dell'Atlas o del Titan, che utilizzavano la stessa soluzione.

Necessitava quindi un fairing ad hoc che fosse dotato di interfaccia elettrica, condizionamento, pressurizzazione, propellente nonché dei venting per il propellente, in modo che lo stesso, una volta evaporato, non si accumulasse all'interno della carenatura. Infine, una paratia divisoria tra la sezione che ospita lo stadio e quella del carico utile.

Qui ho tentato una prima integrazione, stavolta usando il modello "live" dello stadio e non il boilerplate.Si può notare il venting dell'idrogeno liquido, con la caratteristica "pinna" all'esterno che se uno guarda con attenzione può vedere anche in molti lanci dell'Atlas V per esempio.



Nella seconda immagine, rendendo semitrasparente l'ogiva ho messo in evidenza le interfacce con la rampa di lancio.

Andrew ha scritto:

... Qui le tre configurazioni della rampa grande: accesso superiore (Antares) aperto; accesso inferiore (Eridanus) aperto; entrambi gli accessi chiusi (unmanned). Che ne pensate? ...

Che è la soluzione più logica se non si vuol fare un accrocco come quello che fecero nel 1973 per lo Skylab quando misero un "rialzo" sotto il razzo Saturn 1B per avere il portello del Modulo di Comando alla stessa altezza della White Room concepita per il Saturn V.

Andrew ha scritto:

... Dirà Vittorio, "padre" di Eridanus: ma allora tanto valeva mettere lo spazioplano sul fianco, come prima. Sì però nel 2023 abbiamo visto che ormai gli spazioplani si mettono in cima (vedasi Starship) ;-) è indubbiamente la soluzione più sicura tutto considerato.

Sono d'accordo, soluzione molto più sicura. L'unico rischio è l'esiguità della base di appoggio di Eridanus sul vettore, ma credo sia virtualmente superabile.

Pete Conrad ha scritto:

Sono d'accordo, soluzione molto più sicura. L'unico rischio è l'esiguità della base di appoggio di Eridanus sul vettore, ma credo sia virtualmente superabile.

La soluzione sarebbe ridisegnare Eridanus
Confesso che non mi dispiacerebbe lavorare insieme a un nuovo spazioplano sul modello di Starship.

Sfruttando una fase di relativa pausa nei lavori, ho prodotto un paio di rendering:







Andranno apportate diverse modifiche in particolare nella rampa (i bracci dovranno essere parzialmente ridisegnati) e anche al razzo, col rifacimento di tutto il sistema di venting. Ho scaricato dal sito ApolloManiacs numerosi schemi e progetti molto utili.

Un problema dell'attuale astronautica commerciale è che le varie aziende, per ovvi motivi di segreto industriale, tendono a non pubblicare dettagli tecnici dei loro veicoli spaziali, così se uno ha bisogno di materiale di riferimento anche solo per innocui hobby come questo, non sa che pesci pigliare. Vi sfido a trovare per esempio schemi tecnici precisi di Starship di Elon Musk (anche perché le Starship cambiano continuamente tra un prototipo e l'altro).

Il bello del progetto Apollo è che, essendo stata un'impresa diciamo statale, è tutto di pubblico dominio, nel minimo dettaglio fino al singolo bullone o giunto (alla faccia dei complottisti) e quindi basta cercare un minimo e si trova una marea di roba!