Luna - tipologie di missione e idea per lander

Per i nomi c'è tempo, intanto vediamo di farli (tanto per andare al sodo).

ndudi ha scritto:

Altra bozza, questa volta a misura di quasar!Si tratta di un cilindro con punta e coda semisferiche (che ricorda un pò un furgoncino da hippy, possiamo inserire qualche fiore o simbolo della pace se volete ), dove sono ricavate ampie finestre e il portello di ingresso.i grossi portelli sui lati si dispiegano lasciando lo spazio al 'pallone' centrale di gonfiarsi e guadagnare volume abitabile.Sui portelli sono alloggiati radiatori e grosse bombole di acqua, ossigeno o combustibili da 1T l'uno, nonchè pacchi rettangolari di materiale di consumo o esperimenti.Mettendo all'esterno questo materiale si guadagna notevole spazio all'interno, inoltre mi ha fruttato un'idea: creando un rover appositamente studiato potremmo far in modo di sganciare o agganciare serbatoi o casse modulari, in maniera da rifornire effettivamente il modulo abitativo, starà poi a chi simula l'abilità di far atterrare eventuali lander-cargo non troppo lontani dalla struttura per non doversi fare 10km in rover L'eventualità che essi incidano veramente sulla quantità di ossigeno o carburante a bordo la lascio a chi ne capisce di .dll .Nell'immagine ho inserito l'antaresLR come riferimento.Come pesi siamo a più di una volta e mezzo circa il modulo fatto per il jarvis.30T peso a secco +30T di carburante per la discesa, più una ventina di tonnellate fra modulo di servizio e carburante per la LOI...

Una cosa che manca sono i pannelli solari.. si potrebbero fare tipo "lenzuolo srotolabile" che permetterebbero di risparmiare spazio e potrebbero essere appoggiati direttamente sulla superficie come in questa immagine:

Quando diventerà realtà quest'immagine?

Fausto ha scritto:

Una cosa che manca sono i pannelli solari.. si potrebbero fare tipo "lenzuolo srotolabile" che permetterebbero di risparmiare spazio e potrebbero essere appoggiati direttamente sulla superficie

Ottima idea!Pensavo però che se siamo al polo dovrebbero rimanere più verticali possibili per essere efficaci, potrei fare un braccio che sollevi il tubo da cui verrebbe srotolato verticalmente sotto la forza di gravità, magari alloggiato all'interno del 'montante' superiore, che potrebbe benissimo avere una struttura a traliccio, quindi vuoto all'interno.Il tutto condito da una funzione robotic arm che permetterebbe di srotolare e orientare il pannello a piacimento,rimanendo in cima a tutta la struttura come una grossa bandiera non verrebbe nemmeno influenzato da ingombri o ombre degli oggetti circostanti!
Intanto sto valutando soluzioni alternative a quelle 'calotte' semisferiche che, oltre a essere antiestetiche, comincio a pensare siano veramente troppo grosse se vogliamo rispettare realisticamente i pesi, per non pensare alla complessità e costi della realizzazione di superfici e vetrate curve!

Io nel frattempo ieri mi sono fatto un po' di ricerche e un po' di conti sul modulo di risalita di Fausto... oggi vi pubblico bene i conti così mi dite se secondo voi hanno senso. Comunque a me verrebbe un peso a secco intorno ai 7050 kg... che sarebbe ottimo, ma a questo punto diventa fondamentale il peso a secco dello stadio di discesa e la scelta del combustibile. Ricordo che abbiamo un peso limite di 48700 kg e in questo ci deve stare anche il carburante per la LOI.

Se non ci stiamo, bisognerà ripiegare su un EOR (Earth Orbit Rendez-vous) in stile Constellation, con Antares lanciato in LEO da un Jarvis-B e il lander lanciato dal Quasar, con docking in orbita e unica TLI. Però così verrebbe a mancare il bisogno del Jarvis-M manned che sarebbe un peccato.

Allora, questo è il conto che avevo fatto. I vari pesi che trovate li ho ricavati o facendo la proporzione aritmetica con l'Apollo oppure cercando su Wikipedia i dati corrispondenti.

Peso a secco CM Antares: 12500 Kg -
Scudo termico: 3080 Kg -
Paracadute, galleggianti e relativi vani e dispositivi di rilascio: 560 Kg -
Retrorazzi per l'atterraggio al suolo: 110 Kg -
Rivestimento laterale in piastrelle termiche: 580 Kg -
Alleggerimento generico del 15% (struttura più sottile) 1090 Kg -
Zampe atterraggio: 930 Kg +
AGGIUNTA: serbatoi di carburante per la risalita 800 Kg +
AGGIUNTA: motore di risalita 110 Kg =
TOTALE 7080 Kg

Non ho considerato il peso del "trunk" di sostegno perché secondo me dovrebbe rimanere vincolato al descent stage. Meno peso sullo stadio di risalita! Secondo voi è attendibile?

Si, il trunk si può facilmente eliminare! Secondo me è fattibile, ma siamo sicuri che non si debba aggiungere qualcosa? Credo sia saggio prevedere una piccola camera di equilibrio all'interno, possiamo quantificarla in 300 kg in più?

Sicuramente mi sono scordato che serve una antenna parabolica ad alto guadagno per le comunicazioni (su Antares sta nel modulo di servizio). La camera di equilibrio può essere un'idea ma è una lotta contro il peso. Vuoi ricavarla all'interno?

ho messo antenna s band, per il docking e vhf

La canera di equilibrio sarebbe davvero un buco, per non obbligare tutti a mettersi le tute ogni volta che qualcuno deve uscire!

Bisognerà anche ridisegnare i serbatoi a seconda del quantitativo definitivo di carburante e soprattutto del tipo dello stesso... se usiamo il metano liquido (soluzione obbligata, credo, per ridurre i pesi) i serbatoi dovranno essere leggermente più ampi. Per ora tienili cosi però!

Domanda: il delta V per la discesa e l'ascesa in zona polare differisce da quello necessario per i siti equatoriali (siti Apollo)? Io credo di no, perché la rotazione lunare è molto lenta e quindi non dovrebbe esserci una gran discrepanza tra i due scenari, ma chiedo conferme...

Andrew ha scritto:

Domanda: il delta V per la discesa e l'ascesa in zona polare differisce da quello necessario per i siti equatoriali (siti Apollo)? Io credo di no, perché la rotazione lunare è molto lenta e quindi non dovrebbe esserci una gran discrepanza tra i due scenari, ma chiedo conferme...

confermo! il delta v dovrebbe essere uguale se non sbaglio intorno ai 2,30 km/s includendo consumi per orbita e rendez vous

Il Delta V per la discesa non cambia, quello che cambia (e anche relativamente tanto) è il Delta V per raggiungere un'orbita polare ... Un Saturno V come quello di Apollo 11 ad esempio non ce l'avrebbe fatta, uno come quello di Apollo 17 forse, ma i limiti erano risicatissimi.

A noi con Antares va bene perché c'è un discreto margine in peso sul lanciatore. Il problema è il lander per il quale ci stiamo avvicinando al limite teorico... tutto deriva dal modulo di ascesa che è un po' sovradimensionato e quindi non si può ridurre ancora di peso mantenendo il realismo (quello di Altair avrebbe dovuto avere circa lo stesso peso ma comprensivo di carburante). Questo peso maggiore va a incidere sul peso totale con un effetto valanga... dovrò sbattere un altro po' la testa contro i numeri e magari fare qualche simulazione in orbiter.

Pete Conrad ha scritto:

Il Delta V per la discesa non cambia, quello che cambia (e anche relativamente tanto) è il Delta V per raggiungere un'orbita polare ... Un Saturno V come quello di Apollo 11 ad esempio non ce l'avrebbe fatta, uno come quello di Apollo 17 forse, ma i limiti erano risicatissimi.

No, non mi risulta.. l'enegia necessaria per raggiungere un'orbita polare lunare dalla Terra non cambia.. ciò che cambia è la TEI se non fatta nei momenti più favorevoli come avevo già detto..

Si, infatti se non erro Apollo era limitato alla striscia equatoriale non tanto per motivi di delta V ma più che altro perché le finestre per il ritorno erano più favorevoli; praticamente si poteva abortire la missione in ogni momento in caso di necessità, cosa forse meno fattibile in posizione polare.

Allora, ho definito quelle che dovrebbero essere le caratteristiche dell'ascent stage disegnato da Fausto:

Peso a secco tutto compreso: 7380 kg (compresi i 300 kg dell'airlock)
Carburante: 6400 kg (LOX/LCH4)
Peso totale: 13780 Kg

Il motore potrebbe essere tranquillamente un singolo AJ-10 identico a quello del SM di Antares LR. Eventualmente Fausto te lo puoi prelevare dal SM che dovrebbe essere in condivisione. Con l'LCH4 (metano liquido) risulta un Delta V di 2216,78 m/s. Ho provato in Orbiter una risalita dalla superficie ("truccando" un CM del vecchio Antares 1.0 per dargli le caratteristiche desiderate) e sono riuscito ad arrivare in orbita di parcheggio a 170x170 km con un margine di ancora 300 m/s utili per le manovre di aggiustamento orbitale.

Può funzionare?

Per stare nel limite dei 48700 kg per la TLI del Jarvis, e consentire al contempo tutto il delta V necessario per la LOI e per la discesa, il SM invece deve imbarcare almeno 26700 kg di carburante e non può pesare più di 8500 kg a secco (comprese tutte le attrezzature da usare in superficie). Questi pesi li devo verificare sul campo. Questo se si usa l'idrogeno liquido, che però dal punto di vista del realismo pone problemi di boiloff se il lander deve rimanere in attesa per alcuni giorni dell'arrivo di Antares con l'equipaggio.
Come si risolve la cosa? Tra l'altro non abbiamo parlato di come alimentare questo veicolo nei periodi di attesa; forse a quel punto lo si può far attraccare al modulo gonfiabile di ndudi che provvede all'alimentazione elettrica nonché del sistema di raffreddamento per evitare l'evaporazione del combustibile. Altrimenti lo si deve dotare di pannelli solari autonomi!

Io continuo a pensare che il Quasar sia la soluzione migliore, perchè dobbiamo pensare che il modulo di discesa dovrebbe anche imbarcare alcune tonnellate di equipaggiamento. Inoltre dovremmo lasciare qualche goccia in più nel modulo di discesa per permettere un futuro sgombero dalla zona dell'avamposto..

L'alimentazione sarebbe secondo me da fornirsi con un mix di pannelli solari, celle a combustibile, in modo da poter effettuare anche missioni stile apollo classico, senza la necessità di una base di supporto. Il modulo di risalita si alimenterebbe dai pannelli nella fase sulla Luna, e vivrebbe di proprie batterie nella fase di risalita.

Ma quanto ha il Quasar in TLI?

Fausto ha scritto:

Io continuo a pensare che il Quasar sia la soluzione migliore, perchè dobbiamo pensare che il modulo di discesa dovrebbe anche imbarcare alcune tonnellate di equipaggiamento. Inoltre dovremmo lasciare qualche goccia in più nel modulo di discesa per permettere un futuro sgombero dalla zona dell'avamposto..

E se invece il modulo di discesa rimanesse bello tranquillo vicino al campo base insieme ai suoi pannelli? Una risorsa energetica in più per la base!

Citazione :

Ma quanto ha il Quasar in TLI?

Il "nuovo" quasar 452 che vorrei introdurre, circa 81.000 kg.
Il vecchio 471, tre/quattro t in più, ma vorrei dismetterlo.

E' un po' tanto per un lander da solo, ma non abbastanza per lander e Antares insieme. Non mi farete inventare altri razzi, vero?

Idea: potremmo fare 2 versioni del lander: una leggera per il jarvis m capace di portare 4 persone per 7 giorni da lanciare con jarvis m e una pesante per il quasar per una permanenza di 20 giorni per 6 persone.. accettabile?

A me sembra un ottima idea !!!!!

non lo so... io resterei al minimo numero indispensabile di veicoli per non complicarci la vita. C'è già il modulo abitabile che fa da "campo base"... Pensiamoci su un attimo! Comunque come pesi ci si sta sul Jarvis, credo...

Mi è venuta un'idea per risparmiare delta v: e se ideassimo un sistema per sganciare una porzione di serbatoio dopo la LOI? così avremmo spazio per un po di equipaggiamento esterno per missioni toccata e fuga usando sempre lo jarvis m! non é irrealistico phobos grunt era previsto che facesse proprio questo dopo l'accensione per marte..

Certo, anche questa è un'idea per risparmiare peso e spazio!

Secondo me comuque bisogna fermarsi un attimo e attribuire bene i ruoli ai vari elementi del sistema, altrimenti non facciamo che correrci dietro... Se il lander deve fare solo da "taxi" e portare solo un minimo di attrezzature e rifornimenti perché il grosso starà sul lander abitativo, allora ci dovrebbe stare sul Jarvis: i calcoli lo confermano. Basta non fare troppo gli sboroni sul peso del descent stage. Potrebbe esserci una variante cargo (unmanned) dove invece dello stadio di risalita derivato da antares ci sia un container (tipo MPLM) coi rifornimenti desiderati. Una configurazione del genere potrebbe portare in superficie 7 o 8 tonnellate di merce.

Se invece vogliamo che questo lander sia capace di missioni autonome e con grossa capacità di carico, allora dobbiamo farlo più grande (il descent stage) e passare sul Quasar. Butto dei numeri a occhio: un lander di 80 t potrebbe portare insieme l'equipaggio e 8/10 di tonnellate di carico in un unico allunaggio. Per cui potrebbe fare da taxi e da camion insieme, e contemporaneamente essere utile per missioni autonome. Allo stesso tempo, l'avamposto abitativo non dovendo portare carburante per la risalita ed essendo formato da moduli gonfiabili sarebbe più leggero e si potrebbe lanciare col Jarvis (la prima bozza di ndudi fatta per il Jarvis non sembrava nient'affatto male; mi piacerebbe sapere quanto sarebbe il volume abitabile). Quindi si invertirebbero i ruoli dei lanciatori.

Questi i miei due cents.