Una delle più grandi figure della storia dell’astronautica italiana è senz’altro Gaetano Crocco che fra i tanti studi e lavori che compì ne realizzò uno che mi ha colpito e che a mio parere se confermato potrebbe avere risvolti pratici in un futuro magari anche non molto remoto.
Crocco teorizzò la possibilità di un tour da compiere in 365 giorni con doppio flyby di Marte e Venere con il minor dispendio possibile di carburante.
Il lavoro fu presentato nel VII Congresso Internazionale Astronautico del 1956 e prevedeva una sola accensione per lasciare l’orbita terrestre, un viaggio di 113 giorni per raggiungere Marte con un flyby di 1,2 milioni di km e raggiungere Venere in 154 giorni e il ritorno Venere-Terra in altri 98 giorni.
Certamente un flyby non è un entrata in orbita ma due piccioni con una fava (e che piccioni! ) nell’arco di un anno non sarebbero male… che ne pensate?
Interessante.Non sono molto ferrato in “meccanica celeste”,ma Crocco con i suoi studi,non voleveva evidenziare l’effetto “fionda gravitazionale” ?
Mi viene da domandarmi (abbiate pazienza ):
-Considerando la moltitudine di combinazioni orbitali Venere-Terra-Marte,ogni quanto si ripetono le condizioni favorevoli a far sì che il “tour Crocco” si realizzi?
-Ammettendo che i calcoli da effettuare,considerando le innumerevoli variabili (spinta iniziale,rispetto della velocità di crocera,entrata in orbita bassa,ecc.) risultino azzeccati,a che prò affrontare un viaggio di milioni di km,solo per dare un’occhiata e non fermarsi?
(cattivella questa… )
Ho una grande ammirazione,per tutti quei scienziati di origine Italiana che hanno dato lustro alla nostra ricerca in campo aerospaziale:Crocco rientra frà questi!
Per la prima me lo chiedevo anche io… quando pubblicò lo studio, nel '56 disse che la prima occasione sarebbe stata nel '71… non so però con quale frequenza si possa ripetere la condizione ideale…
Per la seconda… ehmm… se non vogliamo considerare… ehmm solamente il fattore prestigio… non mi viene in mente molto…
4 mesi per arrivare a Marte? Stento a crederlo! A meno che l’impulso dato al momento dell’uscita dell’orbita terrestre non fosse bello grosso
E per rispondere alla domanda di cosa serve un flyby: anche se non sono un esperto di orbital mechanics, puoi trasformare una traiettoria iperbolica o parabolica in una ellittica aggiustando la distanza tra il proiettile ed il pianeta (e/o con un po’ di carburante per ridurre il l’energia cinetica). Quindi puoi progettare una missione che sfrutta un flyby e decidere solo dopo dove fermarti
Però se si decide per un flyby tutta l’energia richiesta è utilizzata all’inizio del viaggio e quindi non bisogna portarsela dietro, e in più la velocità di viaggio può essere molto più sostenuta, mentre se si vuole entrare in orbita bisogna anche considerare che bisogna prima o poi fermarsi quindi più vado veloce e più energia mi devo portare appresso per l’immissione, giusto?
se con propulsione tradizionale le sonde finora inviate su marte lo raggiungono in meno di un anno viaggiando ad una velocità media di 40.000 km/h vuol dire che in 113 gg. dovrebbero viaggiare ad almeno 120.000 km/h.
dato che finora non ho mai sentito parlare di una propulsione tradizionale capace di raggiungere tale velocità, secondo me crocco pensava alla propulsione nucleare.
Una olta che il carburante e’ arrivato in orbita, se lo usi tutto all’inizio o se lo usi un poco alla volta ti e’ “costato” piu’ o meno lo stesso (in termini di vettore). L’attrazione gravitazionale a quel punto e’ molto minore.
Per entrare in un orbita chiusa la velocita’ della sonda deve essere inferiore alla velocita’ di fuga, ed a seconda dell’orbita di cui hai bisogno dovrai usare piu’ o meno carburante per ridurre la velocita’. Ed una vola entrato in un orbita chiusa anche se questa e’ inizialmente molto ellittica, anche con poco carburante, o con l’aerobraking (come ha fatto MRO), o con una combinazione dei due, riesci a cambiare l’eccentricita’.
Beh ma non è tanto questione di possibilità tecnologiche dipende solo dal quantitativo di carburante da utilizzare in relazione alla massa della sonda, le Helios negli anni 70 viaggiavano a 250.000km/h ad esempio, ma è anche questione di distanza, oggi quella utilizzata dalle sonde marziane non mi sembra sia la traiettoria più corta possibile ma la meno dispendiosa per un’entrata in orbita, che equivale anche a non avere troppa velocità per non dover poi rallentare troppo. Probabilmente esistono traiettorie più corte se non si deve pensare a fermarsi. Ad esempio l’Apollo ci metteva tre giorni a raggiungere la Luna, New Horizons ha impiegato solamente 9h ma se avesse dovuto entrare in orbita avrebbe dovuto consumare molta molta energia.
Però se io devo riportarmi dietro il carburante per rallentare l’ingresso in orbita quel carburante lo devo anche portare alla velocità di fuga, se invece utilizzo tutto il carburante per uscire dall’orbita al termine della manovra di fuga non avrò più necessità di avere carburante aggiuntivo, in poche parole una sonda che esegue un flyby rispetto a una che entrerà in orbita una volta raggiunta la medesima velocità la prima sarà più leggera della seconda.
Vero, ma in confronto alla quantita’ di carburante necessario per raggiungere la velocita’ di fuga, direi che e’ molto ma molto minore (non so a dire la verita’, come ho detto piu’ volte non sono un esperto in questo, ed in molto altro ;-).
Qui trovate la versione (inglese) dell’articolo di Crocco. La versione italiana si trova nella raccolta delle sue opere. http://www.gravityassist.com/IAF1/Ref.%201-87.pdf
Da notare che Crocco chiamava, in modo informale, la sua missione “il grand tour”. Nel 1965 Gary Flandro, stagista al JPL scopri’ che esistevano una serie di finestre di lancio alla fine degli anni 70 che mediante una serie di gravity assist permettevano di visitare tutti i pianeti da Giove in poi. Quando presento’ la sua scoperta ad Homer Joe Stewart, capo scienziato del JPL, questo si ricordo’ del lavoro di Crocco e chiamo’ la missione “grand tour”. dopo varie vicissitudini (incluso un primo cancellamento a favore dello Space Shuttle e l’eliminazione della missione Giove-Saturno-Plutone) il grand tour divenne il Voyager 2.
Io credo che ci vogliano menti particolari per arrivare a cose del genere. La matematica non e’ complessa in se, ma nemmeno al giorno d’oggi dove le traiettorie possono essere calcolate nel giro di pochi secondi ci arriverebbero in molti. E’ davvero incredibile.
Ma sono domande da fare?
La missione Terra-Marte-Venere-Terra di Crocco e’ citata due volte. Come uno dei primissimi esempi di orbite multi-planet e in relazione alla nascita del Grand Tour.
) nell’arco di un anno non sarebbero male… che ne pensate?
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