Economizzare l'allunaggio

Allora… è il mio primo topic (e se ricevo cazziatoni mi sa mi tocca pure l’ultimo :stuck_out_tongue_winking_eye:) premesso che ho dato un’occhiata agli altri topic e un quesito del genere non l’ho trovato, e tenuto conto delle mie conoscenze da profano in materia, faccio a voi esperti un quesito.
è da tempo che mi documento (a livello molto basilare) sulle fasi di volo, lancio, navigazione e allunaggio, dei possibili sistemi per una missione lunare. mi chiedo allora perché non utilizzare nella tecnica di allunaggio lo stesso sistema di “scaricamento peso inerte” che si utilizza durante la fase di decollo separando gli stadi gia utilizzati nella spinta una volta esauriti?? in sostanza, perché il modulo di discesa, non viene concepito in modo tale da far effettivamente allunare “l’ultmo stadio di discesa di piu’ stadi” assieme al modulo di rientro, scaricando e facendo deorbitare come in orbita terrestre la massa vuota relativa ai serbatoi di propellente e i motori ad essi collegati per la discesa???cosi facendo se non sto dicendo eresie la massa che deve essere rallentata diminuirebbe proporzionalmente e sarebbe possibile magari traghettarsi fino alla superficie lunare piu materiale da lasciare in sito?
ho detto na cavolata?? :stuck_out_tongue_winking_eye: chiedo perdono :disappointed: scusate ma le mie fantasticherie purtroppo non sono supportate da una preparazione scientifica altrettanto vasta. ho mille idee sui voli spaziali ma non capendoci molto di meccanica celeste e volo orbitale potrei con molta probabilità semplicemente farneticare e basta…

Solo un’osservazione: si può fare atterrare un lander anche partendo da una quindicina di km dalla superficie lunare, come nelle missioni Apollo. Per una discesa così breve il risparmio potrebbe non essere conveniente in rapporto alla complessità.

Paolo Amoroso

E una sorta di mass driver che funzioni all’esatto opposto di quelli teorizzati per il lancio di piccole masse in orbita lunare? ok ci servirebbero potenze elevatissime per poter “frenare” elettromagneticamente dei carichi, ma non dimentichiamoci che abbiamo una risorsa praticamente inesauribile ed efficientissima che è il sole…per arrivare ad avere tanta energia e su questi sistemi di lancio in ambiente lunare dovrebbero a mio avviso buttarcisi a capofitto… tutto quello che facciamo ora sulla terra con le condizioni di gravità e atmosfera terrestre secondo me possono essere rivisitate in ambiente lunare, certo non sto dicendo di far atterrare su un aeroporto lunare un aereo lunare… ma la strada per sistemi che permettano di rallentare una massa in assenza attrito meccanico analogamente a come lo facciamo sulla terra per tutti i velivoli secondo me è fattibile… in linea di principio :smiley:

...ma la strada per sistemi che permettano di rallentare una massa in assenza attrito meccanico analogamente a come lo facciamo sulla terra per tutti i velivoli secondo me è fattibile...

Cioè?

in sostanza, perché il modulo di discesa, non viene concepito in modo tale da far effettivamente allunare "l'ultmo stadio di discesa di piu' stadi" assieme al modulo di rientro, scaricando e facendo deorbitare come in orbita terrestre la massa vuota relativa ai serbatoi di propellente e i motori ad essi collegati per la discesa???cosi facendo se non sto dicendo eresie la massa che deve essere rallentata diminuirebbe proporzionalmente e sarebbe possibile magari traghettarsi fino alla superficie lunare piu materiale da lasciare in sito? ho detto na cavolata?? :stuck_out_tongue_winking_eye: chiedo perdono :disappointed: scusate ma le mie fantasticherie purtroppo non sono supportate da una preparazione scientifica altrettanto vasta. ho mille idee sui voli spaziali ma non capendoci molto di meccanica celeste e volo orbitale potrei con molta probabilità semplicemente farneticare e basta...

Beh, sulla luna l’energia richiesta è molto più piccola che sulla Terra, E per atterrare qui sulla terra c’è l’atmosfera che fa gran parte del lavoro di frenaggio. Quindi eventuali razzi di rientro multistadio non mi sembra abbiano molte chance di essere usati.

E una sorta di mass driver che funzioni all'esatto opposto di quelli teorizzati per il lancio di piccole masse in orbita lunare?

Stai pensando ad un freno elettromagnetico? Per funzionare bisogna che ci sia un forte accoppiamento fra il campo e il proiettile… si tratterebbe di pilotare in caduta libera la navicella fino a centrare con precisione estrema una specie di binario, o un corridoio, perché solo da quel momento potresti cominciare a frenarlo… Non è per niente come un decollo! Pensa alla differenza che c’è fra sparare un proiettile da una canna di fucile e spararlo dentro la medesima canna.

si si…a questo c’avevo pensato… qualcosa di elettromagnetismo ne so…visto che sono perito elettronico…
questi sono tutti aspetti da valutare e studiarne la fattibilità…senza contare che la tecnologia va avanti comunque…
non voglio banalizzare studi e conoscenze scientifiche che racchiudono anni e anni di sapere umano, ma io sono convinto che molto delle tecnologie che il genere umano ha, non le porta avanti perché le comunità scientifiche non hanno peso sulle decisioni dei vari governi e quindi sulle politiche degli stati sull’investimento nella ricerca tecnologica…

albyz analogamente sulla terra intendevo trovare la maniera di rallentare una massa lanciata lungo l’orbita senza farla disintegrare al suolo come sulla terra facciamo atterrare un aereo su una pista senza farlo disintegrare. quindi intendevo con sistemi diversi che operino per lo stesso fine.

Mi pare che il problema di atterrare sulla superficie di un corpo privo d’atmosfera non sia poi così impegnativo.
Vedi l’LM usato dalle Apollo. Eagle è stato portato fin quasi sulla superficie, poi traslato alla ricerca di un sito migliore per atterrare… se fosse atterrato subito gli sarebbe rimasto molto carburante inutilizzato nel serbatoio. LM si era già liberato di massa in eccesso staccandosi dalla capsula Apollo e scendeva con il carico minimo essenziale.

Il mass driver al contrario? Puoi scendere in verticale o con una traiettoria obliqua alla superficie lunare. Un mass driver a cono che cattura il veicolo e lo guida nel centro del campo magnetico.Ovviamente il veicolo deve arrivare nel cono già con un piccolo margine d’errore rispetto all’asse principale. Trattandosi di Luna, senza atmosfera, un veicolo proveniente dallo spazio con traiettoria curva potrebbe imboccare il cono senza alcuna frenata o uso di retrorazzi. Una volta entrato e guidato in asse il mass driver frenerebbe il veicolo fino a farlo agganciare ad un apposito carrello che lo frenerebbe con mezzi oleo dinamici o meccanici. Anche il veicolo stesso potrebbe creare attorno a se un campo magnetico pari a quello del mass driver, aumentando l’effetto frenante. Certo il mass driver frenente sarebbe comunque una grossa struttura ed il campo magnetico da generare potrebbe anche essere troppo potente, ma posto alla giusta distanza da un insediamento umano…

Credo che questo sia al momento solo un bell’esercizio di fantasia, ma penso che l’atterraggio pilotato con razzi continui ad essere preferito per la sua semplicità ed il poco ingombro.

Cavoli hai afferrato in pieno la mia idea!!! esattissimo. hai espresso al meglio ciò che volevo dire in maniera piu tecnica. aggiungo solo questo. che se fosse possibile utilizzare questo sistema di lancio e frenaggio avremmo la possibilità quasi totale di non costruire navicelle (almeno cargo se non abitabili) senza sistemi di controllo attivo con motori di rallentamento e guida. senza contare il fatto che l’affidabilità posso supporre sarebbe molto maggiore una volta messa a punto. non avremmo materiale di scarto a perdere durante le missioni di arrivo e partenza e tutto sarebbe per cosi dire “reciclato”. il problema insormontabile che l’epoca attuale deve affrontare purtroppo nei voli orbitali e viaggi interplanetari è quello di mettere a punto navicelle “a perdere” o parzialmente a perdere. come nei secoli fa si navigava “a gratis” :stuck_out_tongue_winking_eye: sul mare con una semplice vela, quello che c’aspetta sotto il profilo tecnologico è proprio questo…mettere a punto sistemi che minimizzino l’utilizzo interno di sistemi di propulsione e massimizzino quello che lo spazio esterno e la meccanica celeste ci offre per sfruttarli.
comunque davvero grazie per le spiegazioni e delucidazioni.siete fantastici! :beer:

Grazie, ma stiamo ancora rasentando la SF più spinta.
l’intensità dei campi magnetici e la quantità d’energia da utilizzare sono cose che al momento non saprei calcolare e che in parte portano al limite le nostre tecnologie. C’è anche il problema che un simile sistema d’atterraggio prevede che il veicolo arrivi solo con certe angolazioni, quindi parta in ben determinati momenti e su orbite particolari e precise, sempreché non debba compiere manovre nello spazio che alla fine comporterebbero un consumo di carburante pari a quello dell’allunaggio a motore.
Il tutto, ben inteso, utilizzabile solo su corpi privi d’atmosfera.

Come dice Ares Cosmos i benefici di un sistema così concepito (astronavi senza motori e non a perdere) vengono immediatamente persi con le limitazioni di finestre di lancio precise e non modificabili…il tutto senza considerare le infrastrutture da costruire e dotate di tecnologia che ancora non possiamo effettivamente usare

Biduum non sono totalmente d’accordo con te quando dici che i benefici verrebbero immediatamente persi con le limitazioni delle finestre di lancio, è abitudine di tutte le agenzie spaziali “limitarsi” fin dall’inizio quando dobbiamo mandare in orbita shuttle, ariane soyuz e tutte le altre sonde e satelliti, chi piu chi meno peggio a seconda del profilo di missione. non siamo ancora nell’epoca di poterci permettere voli spaziali autonomi senza dover tener conto della posizione dei corpi celesti e delle condizioni di posizioni di lancio… quindi per me… utilizzare questi possibili sistemi per trasporti cargo, non sarebbe altro che pianificare il lavoro. ricordo tempo fa tra le mie letture di studi di missione umane su marte in cui le prime fasi costituivano il lancio addirittura due anni prima con inserimento orbitale finale attorno a marte del trasporto di tutto ciò che concerne la sopravvivenza degli astronauti e il materiale da utilizzare sul pianeta. anche li come in altre possibili missioni, c’è solo da pianificare… almeno io la penso cosi. ottenere il massimo rendimento col minimo sforzo. ovvio stiamo parlando di tecnologie sono solo teorizzate, ma in linea di principio realizzabili. ovvio…se non si sperimenta…mai si applica… :stuck_out_tongue_winking_eye: sti Governi… :rage:

Sono d’accordo che esistono le finestre di lancio anche ora, ma dover centrare un cono/corridoio di avvicinamento in arrivo da orbita lunare senza correzioni di sorta lungo il viaggio…beh è un po’ più stringente rispetto alle finestre attuali.
Almeno così credo con le mie scarse conoscenze di meccanica celeste ;-b, se mi sbaglio tanto meglio!

Biduum intendevo dire comunque che missioni cargo possano avere un minimo di capacità di manovra autonoma ovviamente… non penso si riesca ad avere un lancio cosi perfetto senza correzioni di rotta!!! see…magari…magari…(magari un giorno :smiley:) però ecco una volta entrata nell’orbita lunare ed effettuate le giuste piccole correzioni il rallentamento finale potrebbe essere affidato a questi sistemi, magari in gran parte automatizzati… (sto a fantasticà è :))

... perché non utilizzare nella tecnica di allunaggio lo stesso sistema di "scaricamento peso inerte" che si utilizza durante la fase di decollo separando gli stadi gia utilizzati nella spinta una volta esauriti?? in sostanza, perché il modulo di discesa, non viene concepito in modo tale da far effettivamente allunare "l'ultmo stadio di discesa di piu' stadi" assieme al modulo di rientro, scaricando e facendo deorbitare come in orbita terrestre la massa vuota relativa ai serbatoi di propellente e i motori ad essi collegati per la discesa???

Secondo me il tuo ragionamento regge.
Era grosso modo il principio sul quale si basava il sistema LK sovietico…

Sarà tutto fattibile disponendo di una vera stazione spaziale in orbita terrestre, anzi, di una rete di stazioni spaziali, magari in orbita geostazionaria o lagrangiana. Oggi, non è ammissibile.
Quanto a moduli d’atterraggio separabili, trovo la cosa del tutto superflua. Andava bene per la Apollo, ma pensando ad un veicolo navetta, meglio lasciare tutto assieme, in caso d’atterraggio con retrorazzi la gravità lunare non è poi un così grosso problema. Non c’è neppure l’atmosfera. Il vero problema è realizzare propulsori riutilizzabili affidabili.

Ecco, in effetti credo che il problema principale da risolvere sia questo: propulsori riutilizzabili affidabili a costi abbordabili!
Questo ovviamente anche per la messa in orbita da Terra in primis!

:face_with_symbols_over_mouth:

Ares ma ho capito bene? tu il problema lo vedi nel realizzare propulsori affidabili per navette cargo senza equipaggio???
mmm…la vedo poco fattibile per le tecnologie di propulsione che abbiamo oggi… ora come ora è quasi tutto a perdere…pazzesco… ma a sto punto… che si trovi una zona sulla luna nella quale far precipitare tutti i rottami, io continuo a pensare che a questo punto ogni missione cargo debba massimizzare ancora di piu fino all’ultimo grammo di payload e come si diceva pochi post sopra… anche una discesa finale, dopo l’inserimento orbitale, per qualche decina di può risultare gravosa portandosi fino all’allunaggio peso inutile. sinceramente a traghettarmi fino al suolo qualche tonnellata (di serbatoi e motori) o scaricarla durante l’allunaggio…secondo me … differenza ce ne sta…e tanta…

sinceramente a traghettarmi fino al suolo qualche tonnellata (di serbatoi e motori) o scaricarla durante l'allunaggio...secondo me ... differenza ce ne sta....e tanta....

Non molta se tu consideri che per ogni “stadio” devi duplicare propulsori, serbatoi, avionica, sensoristica… arriverai con meno peso ma partiresti con molto di più rispetto ad un “monostadio”… la soluzione è “banale”, si tratta di bilanciare le masse correttamente nell’inviluppo di volo, e se sino ad ora si è scelto questo approccio non stento a credere sia quello che possa offrire una curva di efficienza migliore in termini finali…

Sono d’accordo con Albyz…e ci aggiungerei (come detto sopra) che la quantità di carburante per allunare è esigua e quindi la bilancia si sposta ancor più verso il monostadio in quanto la differenza di peso fra il “poco” carburante in più per allunare con tutto e il peso di tutto l’hardware duplicato forse è a favore del carburante in più (potrei dire sicuramente visto che è quello che viene scelto normalmente, ma non avendo dati lasciamo il dubbio).
La mia affermazione sui motori riutilizzabili invece riguardava i costi di produzione nudi e crudi ovviamente. Poichè finchè si tratta di programmi a breve/medio termine l’usa e getta è sicuramente vantaggioso, sul lungo termine e nella visione di un programma ben specifico bisognerà necessariamente pensare a qualcosa di riutilizzabile…

E’ possibile sommare assieme sia il mass driver che il monostadio. Un veicolo spaziale è comunque una massa metallica, se nel frattempo non avremo trovato materiali non metallici più resistenti.
Comunque le tecniche di atterraggio lunare possono essere delle più varie e come ripeto, l’assenza d’aria permette giochi impossibili con un pianeta. Per proprio risparmiare carburante si potrebbe fart arrivare un veicolo con traiettoria balistica, come un proiettile di mortaio, che al culmine della traiettoria, a velocità minima, si trovi ad un passo dalla superficie lunare…
Siamo sempre un passo avanti però. Bei giochi di fantasia ingegneristica, ma se applicati all’oggi impossibili. Sviluppare tali congegni richiede finanziamenti, molti, e ci sarebbero anche, ma oggi servono ad altro.