[2024-10-10] Falcon Heavy | Europa Clipper

Qualche anno fa c’è stata la proposta di inviare anche dei Cubesat (grandi) per fare manovre rischiose che la sonda madre sarebbe meglio non facesse, non so se la cosa è stata portata avanti, di sicuro a dicembre sapremo qualcosa in più.
Nel frattempo eccovi un piccolo paper del 2016 sul mini-Maggie:

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È importante restare in tema. Non trasformiamo questo in un’estensione di discussioni già esistenti su SLS in generale.

Questo topic è dedicato alla missione Europa Clipper svolta con SLS. Ogni commento che devia per la tangente, o infarcito di considerazioni low effort sarà soggetto a moderazione senza ulteriore preavviso.

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La NASA ha pubblicato il bando per la selezione di un veicolo commerciale per il lancio di Europa Clipper:
https://beta.sam.gov/opp/a494208ffa454df5b6f1b25e58f86c5c/view
Anche se questo non assicura il cambio di lanciatore al 100%, è un importante passaggio in quella direzione.

Tra i requisiti si impone una capacità di carico di 6065 kg verso una traiettoria con C3 pari a 41.69 km2/sec2.
Al momento solo il Falcon Heavy completamente a perdere dispone di questa capacità di carico, e anche se si lascia la strada aperta a lanciatori che non hanno ancora volato, sarà difficile per questi dimostrare che riusciranno ad ottenere le certificazioni richieste (Category 3) entro la data di lancio nei prossimi mesi. Infatti se la scelta al passaggio ad un vettore commerciale verrà ufficializzata non dovrà tardare molto ad arrivare così che i progettisti potranno concludere il design della sonda basandosi sul vettore scelto. La strada è totalmente chiusa invece per vettori extra-USA.

La finestra di lancio sarà 2024-10-10T00:00:00Z2024-10-30T00:00:00Z per il lancio con traiettoria Mars-Earth-Gravity-Assist (MEGA) che effettuerà appunto un primo gravity assist con Marte ed un secondo con la Terra per poi arrivare nel sistema Gioviano.

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Questo valore è una mostruosità, effettivamente al momento esiste solo il Falcon Heavy Expendable. Giusto per fare un paragone con altri razzi ben piazzati e collaudati, guardate questo grafico:
image

Tra l’altro, colgo lo spunto di questo thread per segnalarvi il tool NASA per calcolare le performance dei lanciatori in termini di C3, da cui ho tratto il grafico:
https://elvperf.ksc.nasa.gov/Pages/Default.aspx
è davvero semplicissimo, andate su performance query, mettete high energy e un numero a caso.
SLS non è selezionabile, ma già con block 1 potrebbe avere 12 t a 40 di C3 e 6t a 80 di C3 (quest’ultimo valore è quello necessario per arrivare a Giove senza gravity assist).

La grossa differenza di C3 la fa l’impulso specifico degli stadi superiori. Infatti guardate come si intrecciano i grafici di Falcon Heavy Recovery e Atlas V, ad esempio. Questo perché il secondo stadio del Falcon Heavy è a RP-1, non a idrogeno come per Delta IV, Atlas V, SLS. RP-1 fornisce una spinta maggiore ma un impulso specifico minore rispetto all’idrogeno.

Tornando in tema, la battaglia tra SLS e Falcon Heavy è proprio perché a vantaggio di SLS c’è che riesce a arrivare con 60t a 80 di C3 e quindi potrebbe arrivare su Giove direttamente, il FH, limitandosi a 40 non ci arriva proprio, e il team di Eruopa Clipper deve organizzare dei flyby con i pianeti per far acquistare alla sonda l’energia mancante. Però il FH costa meno.

Giusto per anticipare deviazioni dal thread, StarShip ha un C3 negativo, quindi è escluso a priori; di fatto è un carrozzone pesantissimo che non va da nessuna parte. L’unico modo che ha SS per arrivare a C3 alti è il rifornimento in orbita, che deve essere dimostrato, e quindi mancano i tempi per lanciare Europa Clipper.

C3 è l’energia caratteristica, ne abbiamo già parlato in passato, ma se volete approfondire apriamo un altro thread in discussioni tecniche.

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Guardando il tuo grafico, non si può fare a meno di notare, che i requisiti richiesti coincidono che le performance offerte (di solito non è un caso)

Mi sembra infatti che se tu tracciassi anche la linea orizzontale (6065 kg), questa incrocerebbe la linea verticale (41.69 km2/sec2) in corrispondenza della curva di performance del Falcon Heavy Expandable.

In altre parole il FHE a 41 km2/sec2 ha una capacità di carico di poco superiore ai 6000 kg (forse proprio 6065 ?)

Mi sbaglio ?

A 41,69 sono 6400 kg, sempre dal tool.

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Una domanda: quindi la maggiore capacita’ di SLS rispetto a FH expendable permette di avere una finestra di lancio un pochino piu’ estesa. Ma se lanciano qualche mese prima FH e’ OK. Ho capito bene?

Comunque anche a me sembra che quel bando sia un vestitino cucito su misura per FH…

Ricordo che in un intervista Bridenstine aveva parlato dell’ipotesi di mettere un Centaur su un Falcon Heavy per prendere il meglio dei due sistemi, ma aveva detto che e’ estremamente complicato, soprattutto dover gestire due tipologie di propellente molto diverse (o era emerso in una discussione, non ricordo). Del resto come e’ noto i razzi non sono Lego, quindi un Falcon Centaur probabilmente non lo vedremo mai.

Commercialmente c’è solo il FH expandable o il Vulcan con 6 SRB e uno star 48B (e dovrei farci i conti).

È una traiettoria intelligente. 5 anni e mezzo in transito. È leggermente più veloce delle classiche traiettorie che sfruttano Venere - Terra. SLS invece con la traiettoria diretta sarebbe 3 anni più veloce compiendo il transito in 2 anni e mezzo.

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Rileggendo il contenuto del link, sembra un RFI (Request for Information) piuttosto che un bando di selezione.
In pratica la NASA sta solo formalmente chiedendo ai privati se si può fare, se ho capito bene, visto che non può andare direttamente da SpaceX a chiedere.

Si, diciamo che in genere al RFI segue un RFP che, se non sbaglio, è la parte del bando per raccogliere i partecipanti.

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A giudicare da questa presentazione della NASA, direi che a meno che SpaceX non si tiri indietro Europa Clipper volerà su un Falcon Heavy

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Ma, giusto per fantasticare, un secondo stadio del FH equipaggiato con un raptor sarebbe cosí improponibile?

Senza divagare troppo, sì. Solo il fatto che i Raptor Vacuum siano stati testati a Mc Gregor e basta, da quel che ricordo, penso che scoraggerebbe NASA e SpaceX a pensarci anche solo. Non ne varrebbe la pena, anche perchè sì che EC è nel 2025, ma devi far sì che il secondo stadio voli almeno una volta per poter pensare di dire a NASA “Ehi, proviamo così?”. E poi verrebbe usato solo quella volta lì, o qualche altra missione in più. Per ora in calendario FH ha solo 6 lanci prenotati in 4 anni, di cui 3 solo in quest’anno.

Inoltre, ma non sono sicuro, solo la dimensione dell’ugello del Raptor non dovrebbe starci all’interno del secondo stadio e dell’interstadio, comportando ulteriori costi e complicazioni per lo sviluppo.

TLDR: A questo punto è molto più realistico un lancio con Starship.

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La NASA utilizzerà un vettore privato per l’invio di Europa Clipper. Escluso quindi il costosissimo (ma molto più potente) SLS. La scelta finale fra un anno circa, ma FH è quello più accreditato al momento.

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Mi permetto umilmente quindi di far notare che forse sarebbe il caso, per i sempre attenti Amministratori del Forum, di modificare il titolo di questo topic. :laughing:

Hey @Maxi, la tua segnalazione è un po’ un doppione di questa, ma grazie per la segnalazione di un’altra fonte di solito autorevole.

Per il titolo del topic, appena NASA confermerà ufficialmente, il team dietro al bot aggiornerà il tutto automaticamente. Stiamo a vedere :wink:

La sonda ha passato la CDR (Critical Design Review), mentre il lancio rimane fissato nel 2024. Non viene specificato il vettore.

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Nuovo articolo di Luca Frigerio pubblicato su AstronautiNEWS.it.

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Non é stato possibile prevedere un ingresso in orbita di Europa? Saranno quindi una serie di flyby…