Luna - tipologie di missione e idea per lander

Osservazioni interessanti... appena avrò visto per bene quel PDF potrò dirti se sono d'accordo o no

Per quanto riguarda il punto 1 però non sono tanto d'accordo, nel senso che le problematiche sulla Luna per un veicolo riusabile sono senz'altro minori vista l'assenza di atmosfera e la ridotta gravità, quindi con meno stress per il veicolo stesso... la mia perplessità deriva piuttosto dal grande delta V necessario per la discesa e l'ascesa, che se applicato su un veicolo SSTO anziché bistadio può diventare esoso in termini di combustibile...

EDIT
ho fatto confusione, pensavo ti riferissi al modulo lunare mentre Aries è la capsula di rientro... stando così le cose sono d'accordo con te... per il rientro da velocità lunari penso che la capsula "standard" sia ancora nonostante tutto il design più sicuro. Noi abbiamo Antares e siamo a posto.

Sul punto 2 invece mi piace il design del lander di tipo SSTO completamente recuperabile, anche se dai disegni secondo me sono stati un po' ottimisti a stimare 18.000 kg di carburante. In ogni caso, più un veicolo è grande, più il rapporto di massa diventa favorevole, quindi con un lander molto grande, l'opportunità di farlo realmente monostadio e riusabile diventa concreta. Il LOOP somiglia alla stazione orbitante di appoggio che avevo ipotizzato, solo che io, forte del fatto che in Orbiter abbiamo a disposizione il Quasar, contavo di spararla in LLO tutta in un pezzo solo

Logicamente nel caso di lander usa e getta, tutto il discorso di base appoggio per il refuelling viene a cadere... in ogni caso quello è un design che mi piace! Voi siete invece più per un lander dal design "verticale"?

Ripeto: io per il progetto d'insieme (se SSTO, se orizzontale, verticale, obliquo ...) lascio la scelta a voi, io mi riservo la "minuteria" (il lavoro di carpenteria metallica per capirsi )

Pete Conrad ha scritto:

Orizzontale, verticale, obliquo...

Obliquo? E come verrebbe?

Pete Conrad ha scritto:

Ripeto: io per il progetto d'insieme (se SSTO, se orizzontale, verticale, obliquo ...) lascio la scelta a voi, io mi riservo la "minuteria" (il lavoro di carpenteria metallica per capirsi )

la tua modestia è apprezzabile ma è più bella una discussione con l'intervento di più developers! Se non ti intendi/non ti interessa questo aspetto, puoi avanzare proposte in altro campo ad esempio dove far atterrare le missioni... io avevo pensato di omaggiarti con un landing in zona Apollo 12 oppure di andare a visitare il sito di allunaggio di Poderosa

Quindi, se riesco a "sfornare" qualche lander, ve lo presento, e voi mi dite come vi sembra vi va bene? (lo faccio anche per il gusto mio, e per migliorare la mia tecnica )
Quanto dovrebbe essere grande? Cioè, quante persone deve contenere? xD
Comunque io opterei per un lander orizzontale: verticale sarebbe complicato da manovrare (a parer mio), mentre orizzontale (con magari una/due telecamere che puntano il suolo, per vedere "sotto" il lander) è più semplice. Poi io sono un fan sfegatato dell'Apollo, e mi piace troppo quello stile!

Non è che non mi interessa, non me ne intendo! Soprattutto ciò che mi manca è essenzialmente il tempo per documentarmi come si deve ed imparare di tutto sulla meccanica orbitale. Per esempio ho capito a furia di dai e dai che non si parla di "quantità di carburante rimasto a bordo" ma di "delta V residuo"; mi è ancora oscuro come si passa da uno all'altro . Impulso specifico? Che è? Come funziona? Boh! Ecco perchè dico: datemi da fare un lander con questa e questa e questa caratteristica e ve lo faccio, per il resto lascio a voi le scelte di realizzazione.

FedeX ha scritto:

Quindi, se riesco a "sfornare" qualche lander, ve lo presento, e voi mi dite come vi sembra vi va bene? (lo faccio anche per il gusto mio, e per migliorare la mia tecnica )
Quanto dovrebbe essere grande? Cioè, quante persone deve contenere? xD
Comunque io opterei per un lander orizzontale: verticale sarebbe complicato da manovrare (a parer mio), mentre orizzontale (con magari una/due telecamere che puntano il suolo, per vedere "sotto" il lander) è più semplice. Poi io sono un fan sfegatato dell'Apollo, e mi piace troppo quello stile!

Si ma il lander dell'Apollo è verticale!

Le specifiche sono ancora tutte da calcolare: non sappiamo ancora praticamente niente! Di certo c'è il limite di carico del razzo Quasar per un lancio diretto in orbita lunare, che calcoli alla mano mi è venuto fuori essere circa 89000 kg, di cui 19000 kg vanno via in combustibile per la LOI. Quindi ipotizzando uno stadio di frenata di... 19+2= facciamo 21000 kg, ne rimangono, come massimo, 68000 per il lander... ciò vuol dire quattro volte il LEM oppure 1.5 volte il modulo lunare Altair. Come equipaggio, secondo me deve essere in grado di portare almeno gli stessi effettivi di Antares, quindi un massimo di 6 persone.

Se però decideremo per una mini stazione come il LOOP dello scenario lunare di Archipeppe, il "pezzettino" riservato al lander vero e proprio sarà più piccolo. Ma allo stato attuale sono chiacchiere da bar e ipotesi!

Si fai pure Fede, giusto per avere un'idea di come potrebbe saltar fuori..

Secondo me il profilo di missione potrebbe essere il seguente:

1) Lancio del Quasar del lander abitativo permanente senza equipaggio con atterraggio automatico

2) Lancio del Quasar di un complesso Antares LR Lander convenzionale modulo di ascesa per 6 persone. Il Lander va ad atterrare vicino al quello abitativo che viene occupato dagli astronauti. L'antares LR rimane in orbita automatica di parcheggio.

3) Lancio di uno Jarvis che trasporti mezzi di spostamento (tipo rover depressurizzabile e cargo) nei pressi della postazione abitativa.

4) Per il ritorno, tutto come l'apollo: modulo di ascesa che effettua il docking e l'Antares LR che effettua la TEI.



Secondo me sarebbe il profilo più sicuro ed affidabile. Inoltre così facendo risparmiamo in complessità, usiamo sia Quasar che Jarvis e naturalmente l'Antares LR. E poi il lander sarebbe permanente, con un ricambio di equipaggio ogni 6 mesi!

EDIT

e poi leggendo i calcoli di Andrew, avremmo la massa più alta possibile a disposizione per il lander abitativo, perchè il Quasar deve spingere solo quello!

Pete Conrad ha scritto:

Impulso specifico? Che è? Come funziona?

in soldoni l'impulso specifico è l'efficienza del motore. Pensa al numero di chilometri che fai con un litro con la tua macchina... grosso modo è quella l'analogia. I motori criogenici forniscono un maggiore impulso specifico quindi una maggiore efficienza: ciò vuol dire che ricaverai più accelerazione, quindi più deltaV rispetto ad esempio a un motore che funziona a ipergolici, consumando lo stesso quantitativo di carburante. Però gli ipergolici hanno altri vantaggi, ad esempio sono più densi (occupano meno spazio) e sono storabili indefinitamente (mentre i criogenici necessitano di particolari isolamenti altrimenti evaporano). In parte l'ISP è un valore intrinseco del tipo di carburante (i criogenici sono sempre il top, per questo si chiamano "carburanti ad alta energia"), e in parte varia a seconda dell'architettura del motore. E' una faccenda semplice e complessa allo stesso tempo

Fausto ha scritto:

Si fai pure Fede, giusto per avere un'idea di come potrebbe saltar fuori..

Secondo me il profilo di missione potrebbe essere il seguente:

1) Lancio del Quasar del lander abitativo permanente senza equipaggio con atterraggio automatico

2) Lancio del Quasar di un complesso Antares LR Lander convenzionale modulo di ascesa per 6 persone. Il Lander va ad atterrare vicino al quello abitativo che viene occupato dagli astronauti. L'antares LR rimane in orbita automatica di parcheggio.

3) Lancio di uno Jarvis che trasporti mezzi di spostamento (tipo rover depressurizzabile e cargo) nei pressi della postazione abitativa.

4) Per il ritorno, tutto come l'apollo: modulo di ascesa che effettua il docking e l'Antares LR che effettua la TEI.



Secondo me sarebbe il profilo più sicuro ed affidabile. Inoltre così facendo risparmiamo in complessità, usiamo sia Quasar che Jarvis e naturalmente l'Antares LR. E poi il lander sarebbe permanente, con un ricambio di equipaggio ogni 6 mesi!

Mi piace... complessa ma completa. Ma ci sono due controindicazioni:

Punto 2) serve sviluppare un Quasar manrated, "in line" anziché "sidemount", se vogliamo parlare di sicurezza. La versione piccola del Quasar, che è già "in line", è assolutamente insufficiente allo scopo. Inoltre bisogna sviluppare due lander distinti, che è un casino non indifferente...

Punto 3) Viene a mancare la ragion d'essere del Jarvis lunare, che è il lancio del solo Antares in TLI per il turnover degli equipaggi. Non potrebbe mai lanciare la capsula insieme a un lander (anche piccolo) e non è ulteriormente potenziabile (già così è quasi un altro razzo).

L'alternativa sarebbe due lanci distinti, uno per il lander più piccolo e uno per l'Antares LR (entrambi lanciabili con lo Jarvis M) che poi farebbero il rendez- vous in LLO.. così niente Quasar manrated e uso massivo dello Jarvis lunare.. due piccioni con una fava..

Tra l'altro quanto potrebbe pesare un lander lunare per 6 persone ? L'altair è 45 tonnellate per 4 persone, ma deve anche spingere l'Orion il LOI, cosa che il nostro (secondo il mio profilo) non dovrebbe fare.. quindi credo che alla fine la massa possa essere paragonabile a quella dell'Antares LR..

Per razionalizzare la tua proposta, io terrei i J per i lanci manned e i Q per quelli cargo, quindi una cosa simile:

1° lancio: come da te proposto, Quasar con il lander abitativo;
2° lancio: un altro Quasar con un lander diciamo "taxi" e vari altri ammennicoli (rover , rifornimenti, attrezzature);
3° lancio: Jarvis-B con Antares LR e l'equipaggio.

Dock in orbita terrestre stile Constellation dell'Antares col taxi, TLI, poi LOI e discesa del taxi vicino all'avamposto precedentemente lanciato; Antares attende in orbita. Ritorno come da te descritto.
In questo scenario non serve sviluppare altri vettori (che certo è facile rispetto a fare navicelle con DLL ma è più che altro una seccatura) e il numero di lanci è invariato. Risulta però inutile il J-M.

EDIT
ho visto che hai scritto contemporaneamente a me
quindi se ho ben capito proponi quel che propongo io, ma spostando il rendez-vous in orbita lunare. Che è anche meglio.

Per la massa sono d'accordo, visto che deve fare solo come taxi e non deve sostenere la vita dell'equipaggio per lungo periodo (visto che appena scesi si spostano subito nell'avamposto abitativo). Quindi il minimo indispensabile per accogliere l'equipaggio e il carburante.

Si, diciamo che anche questa architettura generale che hai proposto è interessante.

Andrew ha scritto:

... io avevo pensato di omaggiarti con un landing in zona Apollo 12 oppure di andare a visitare il sito di allunaggio di Poderosa

A tal proposito, se posso esprimere la mia personalissima opinione, andiamo piuttosto a rendere omaggio a Mare Tranquillitatis (Apollo 11).

"Houston, Tranquillity Base here, the Eagle has landed"

eh lo so... però io quel sito lo vedrei come qualcosa da lasciare "inviolato"

se lo facciamo dobbiamo ricordarci che la bandiera americana deve essere per terra

Andrew ha scritto:

...
se lo facciamo dobbiamo ricordarci che la bandiera americana deve essere per terra

Mica è sicuro ciò, però. Nemmeno Buzz Aldrin lo sa con certezza, gli sembra che sia caduta ma finchè non si ritornerà lì nessuno potrà saperlo con sicurezza.

speravo che LRO potesse risolvere il dilemma ma non sono più arrivate foto ad alta risoluzione del sito...

A proposito delle bandiere, leggevo proprio ieri una interessante discussione su nasaspaceflight, secondo la quale dopo tanti anni di esposizione ai raggi ultravioletti senza alcun filtro atmosferico, ormai dovrebbero essere completamente bianche e forse anche tutte sbrindellate a causa sempre dei raggi UV e dell'escursione termica.
A quanto pare Dave Scott di Apollo 15 dichiarò che già pochi minuti dopo aver fatto la foto in posa con la bandiera, essa stava già iniziando a scolorire.

Sbrindellate la vedo difficile, dato che non c'è vento che le possa lacerare. Questa che gli UV le abbiano scolorite proprio non ci avevo pensato.

Addirittura qualcuno sostiene che ormai il tessuto si sia completamente staccato... a quanto pare, a parte l'asta orizzontale per tenerle aperte, si tratta di bandiere assolutamente "normali", non dico comprate al negozio sotto casa ma quasi... e quel tessuto è particolarmente suscettibile (dicono) ai raggi ultravioletti, al punto di deteriorarsi fino a decomporsi dopo tanti anni. Sinceramente non so se dare credito a queste cose ma in effetti sarei molto curioso di vedere in che stato sono dopo 40 anni di esposizione ai raggi UV senza filtro atmosferico!

Io continuo a sostenere l'ipotesi del Polo Sud! Riporto qui i motivi direttamente da Wikipedia:



L'astronomo russo Vladislav V. Ševčenko propose nel 1988 tre requisiti che un sito adatto ad una base lunare deve :

presentare buone condizioni per eseguire operazioni di trasporto
essere vicino ad un gran numero di fenomeni e oggetti naturali di interesse scientifico
essere vicino a fonti di risorse naturali
Le possibili ubicazioni di una colonia lunare rientrano in tre grossolane categorie.

Regioni polari [modifica]
I poli della Luna sono interessanti principalmente per due ragioni: l'evidenza di presenza di ghiaccio d'acqua in alcune zone perennemente in ombra e l'asse di rotazione lunare, quasi perfettamente perpendicolare al piano dell'eclittica, che rende possibile sfruttare la sola energia solare per fornire energia alla colonia; una serie di centrali solari può essere disposta in modo da averne sempre almeno una esposta alla luce solare a distanze tali che permettano la creazione di una rete elettrica. Alcuni punti inoltre hanno un'insolazione pressoché permanente, ad esempio il monte Malapert vicino al cratere Shackleton, nei pressi del polo sud lunare

è esposto al sole per la maggior parte del tempo, due schiere di pannelli solari garantirebbero una produzione di energia continua;
la sua vicinanza al cratere Shackleton (116 km di diametro) renderebbe tale centrale elettrica utile per un osservatorio posto nel cratere; un telescopio infrarosso beneficerebbe della bassa temperatura, un radiotelescopio beneficerebbe dell'essere schermato dal rumore proveniente dalla Terra;
i vicini crateri (tra cui il Shoemaker) sono costantemente in ombra, è probabile che contengano quantità consistenti di ghiaccio d'acqua[6][7][8];
con la sua altitudine di 5.000 m offre un orizzonte ampio per le telecomunicazioni;
il bacino Polo Sud-Aitken è il più largo bacino da impatto del Sistema Solare e offrirebbe ai geologi un accesso agli strati più profondi della superficie lunare.
Al polo nord una possibile sede per una base è stata individuata nel bordo del cratere Peary. Dall'analisi delle immagini della missione Clementine risulta che alcune parti del bordo del cratere sono permanentemente illuminate (eccetto durante le eclissi lunari), in conseguenza di ciò le temperature si mantengono abbastanza stabili sui -50 °C, comparabili con quelle di un inverno nell'Antartide o in Siberia. Anche l'interno del cratere Peary potrebbe ospitare depositi di ghiaccio[9].

La presenza di ghiaccio d'acqua nelle regioni polari della Luna non è comunque ancora certa; in contrasto con i risultati positivi della missione Clementine, Cornell News ha pubblicato i risultati di un esperimento radar condotto dal radiotelescopio di Arecibo, dal quale non si è avuta evidenza di presenza di acqua sulla Luna[10].

Fausto la missione facciamola dove credete meglio! Io dicevo che se proprio si vuole andare a rendere omaggio (omaggio de che? Mica sono morti ) ad una missione, diamo la precedenza ad Apollo 11, e successivamente a mio giudizio al sito di Apollo 15 (la migliore dal punto di vista scientifico), e dove forse si riuscirebbe a scoprire ancora qualcosa.

sul sito di Apollo 15 concordo: è forse anche il più spettacolare tra quelli delle missioni Apollo. Sarebbe bello poter avere dai developers di AMSO lo scenario di superficie (con i residui della missione in posizione storicamente corretta). Ma comunque la mia idea di "omaggio" non andava a sostituire altri scenari più "giusti" ma si affiancava, era una cosa in più.

A proposito, per quanto riguarda il Polo Sud, niente in contrario! Per una missione di lunga durata è l'ideale. Mi chiedo solo se l'elevata latitudine orbitale necessaria possa comportare problemi in termini di "costo" energetico (il solito buon vecchio Delta V) al momento dell'arrivo ma soprattutto della ripartenza verso Terra. Forse non consente un aborto rapido della missione in caso di emergenza perché (magari dico una vaccata) le finestre sono meno frequenti. Quindi prima una manovra di allineamento orbitale (da effettuarsi con un trucco: rendere l'orbita molto ellittica e poi fare il burn di cambio di piano orbitale all'apogeo, dove "costa meno" in termini di delta V).

Data la velocità molto ridotta di rotazione intorno al proprio asse della Luna, lo svantaggio in termini di Delta V è davvero irrisorio (4 m/s all'equatore e 0 al polo!!)
Per le finestre di lancio, sono assolutamente paragonabili sia al polo che all'equatore, con uno svantaggio minimo!

Io, da umile 14enne con leggere basi di meccanica orbitale, mi limito a modellare.
Anche se appoggio l' idea di Andrew: una visita a un paio di siti Apollo, come l'11 e il 15 (per "testare" il modulo lunare e per scopi scientifici, ma anche morali: vedere cosa è successo, ad esempio) e poi ci si butta al Polo per costruire la base!
Lander di 6 persone, ok!