A questo punto non so se solo per ragioni legate allo sloshing (orizzontale e/o longitudinale che sia) oppure ad altro che non sappiamo, ma se si esaminano le proposte AMSCI-ASLV (il cosiddetto “Sortie Vehicle”) elaborate per conto dell’USAF agli inizi degli anni '80 del XX secolo, scopriamo che l’aereo madre B-747 era stato modificato per ospitare i serbatoi di propellente da travasare in volo alla sovrastante navetta (+ ET) come si può osservare nel seguente disegno (di fonte Boeing una delle aziende che parteciparono al concorso, le altre erano la Rockwell International e la General Dynamics).
Mmm… bè, ripensandoci il passaggio di propellente da aereo a razzo tecnicamente non dovrebbe essere problematico come pensavo (se lo faceva lo shuttle con il suo ET…).
Direi che con questo progetto si possono veramente sbizzarrire in quanto a possibili configurazioni, quantomeno finché non si hanno i numeri davanti. Occorrerebbe capire quanto influenzano i vari fattori che abbiamo elencato (e probabilmente molti altri).
La SpaceShipOne e la Two non hanno travasi, ma probabilmente lì i serbatoi erano stati già dimensionati per sollecitazioni maggiori e non c’era il problema del propellente criogenico. Il Pegasus della orbital che propellente utilizza?
SS1 e 2 utilizzano propellente ibrido (ossigeno liquido come ossidante e solido come combustibile) mentre il Pegasus è tutto a propellenti solidi.
non sono un tecnico, ma da appasionato chiedo non ètecnicamente molto diverso il passaggio ET-SSME in condizione di combustione delpropellente al travaso da serbatoio a serbatoio?
Mi scuso per la risposta ritardata:
Personalmente mi preoccupa di piu’ la fase di decollo e di navigazione del complesso carrier piu’ lanciatore prima dello sgancio.
Al contrario un problema dopo lo sgancio al massimo comporta la perdita del lanciatore e del carico.
I fallimenti dei lanci tradizionali, che coinvolgono quantita’ analoghe o superiori di propellente, potenzialmente sono molto piu’ impattanti, perche’ possono avvenire sulla terraferma vicino a infrastrutture e aree popolate.
Intorno al KSC non e’ il deserto mentre un lancio dall’aria verrebbe effettuato sull’oceano, in un punto opportuno lontano dalle principali rotte commerciali e zone abitate, dove e’ piu’ facile e meno costoso far rispettare divieti e notam.
Infatti uno dei principali punti di forza del lancio dall’aria e’ proprio il risparmio sui cosiddetti costi di “range” e sui costi assicurativi.
Provo a elencare altri vantaggi nell’ordine in cui mi vengono in mente e sperando di non ripetere cose gia’ dette:
Lanciando da un aereo carrier si puo’ scegliere un punto di lancio opportuno per l’orbita che si desidera raggiungere, Ad esempio piu’ vicino all’equatore c’e’ un incremento significativo del payload. Poi ci sono meno vincoli sull’orbita da raggiungere. Da KSC che e’ a 26° di latitudine non puoi raggiungere orbite con meno di 26° di inclinazione… e non puoi neanche raggiungere rotte polari se non sorvolando zone popolate, il che e’ fuori discussione (infatti oggi per le rotte polari gli USA lanciano da Vandenberg verso sud sul Pacifico).
L’aereoporto di partenza deve essere molto meno attrezzato e staffato di una piattaforma di lancio tradizionale, e anche questo non e’ un risparmio da poco.
Se sara’ come per il Pegasus, inoltre, ci saranno molti meno vincoli dovuti al maltempo, che fanno salire parecchio i costi perche’ tengono immobilizzata tutta la struttura e il personale. Il lancio avviene nella troposfera al di sopra dei principali fenomeni meteo. A 16mila metri si e’ al di sopra del 90% della massa dell’atmosfera.
In quota i motori a razzo sono molto piu’ efficienti: si riducono notevolmente le cosiddette isp losses e si ampliano i margini di progetto per i motori del primo stadio che possono essere ottimizzati per condizioni piu’ simili al vuoto. Es. si possono usare motori con un rapporto di espansione piu’ elevato (con ugelli piu’ voluminosi) e una pressione in camera di combustione piu’ bassa… che significa minore stress sui materiali e soprattutto migliore riutilizzabilita. La compensazione dell’altitudine e’ uno dei problemi piu’ seri per la progettazione di lanciatori a 1 o 2 stadi… se lanci in quota diavolerie come aerospike, plug nozzles, nozzle estensibili o le pressioni pazzesche a cui lavorano gli SSME diventano molto meno necessari.
Poi dove l’atmosfera e’ meno densa sono ovviamente minori le perdite aereodinamiche (drag losses), che non sono trascurabili.
Ma ancora meno trascurabile e’ il vantaggio che lanciando nell’atmosfera tenue dell’alta quota si ha una pressione dinamica massima (max Q) molto piu’ ridotta.
Il max Q e’ un fondamentale parametro di progetto della struttura.
Moltissimi veicoli tra cui ad esempio lo Shuttle e l’Atlas V riducono la spinta dei motori, e seguono una traiettoria meno efficiente, proprio per evitare di avere un max Q troppo elevato che la struttura non sarebbe in grado di sopportare.
Poi, certo, c’e’ il piccolo aiuto in termini di energia potenziale e contributo diretto al delta V apportato dal carrier, ma questo non e’ il fenomeno piu’ importante.
Insieme di tutti questi vantaggi in termini di margini di progetto e minori perdite (e quindi una riduzione secca del delta V richiesto) sono ancora piu’ significativi se si considera che l’equazione dei razzi e’ un esponenziale inverso, una curva maledettamente ripida. Il rapporto di massa necessario cresce esponenzialmente con il delta V richiesto… quindi anche un piccolo vantaggio in termini di delta V da un grosso vantaggio in termini di rapporto di massa.
Puo’ benissimo essere la differenza tra la fattibilita’ e la non fattibilita’ di una certa soluzione. O tra la riutilizzabilita’ e la non riutilizzabilita’ di un componente.
In soldoni: un SSTO veramente riutilizzabile sia pur con serbatoio esterno spendibile potrebbe essere (forse) fattibile con le attuali tecnologie e investimenti ragionevoli, se lanciato dall’aria.
Questa era, essenzialmente, la premessa che aveva animato la proposta USAF per il sistema AMSCI/ASLV a cui accennavo nel mio post precedente. Lo stesso concept era stato ripreso dai russi, alla fine degli anni '80, per il sistema aviolanciato MAKS (e discendenti). Purtroppo ad oggi, con la notevole eccezzione del Pegasus (che però è un vettore “piccolo” ed unmanned) questa premessa deve essere ancora verificata.
Speriamo che l’inizativa di Allen abbia successo, implicherebbe un nuovo paradigma di accesso allo spazio (non necessariamente volto a sostiutire in toto il concetto “classico”, così come Pegasus, SeaLaunch e gli Shtil russi lanciati dai Typhoon non hanno sostanzialmente alterato il mercato di riferimento).
mah, qua parlano di un vettore sganciato a 30.000 piedi (9.100 metri) per cui è vero che ci si è tolti dal grosso dell’atmosfera ma ce ne è ancora un pochino da superare.
inoltre non è uno SSTO ma un vettore tradizionale a perdere derivato dal Falcon 9, a meno dei concetti di riusabilità che SpaceX dichiara di poter applicare sui propri razzi ma che sono tutti da dimostrare.
anche la riusabilità, se è quella mostrata da SpaceX, con un lancio al di sopra dell’oceano potrebbe non essere così facile da ottenersi.
il tutto, ovviamente, IMHO
Forse non l’hanno ancora annunciato perche’ piu’ lontano nel tempo, e meno facile.
Ma un SSTO con le parti piu’ costose riutilizzabili lanciato dall’aria e’ un’evoluzione abbastanza ovvia, una volta che si ha a disposizione un carrier di queste dimensioni.
Non dimentichiamo che gli USA hanno tentato di sviluppare il Venture Star che e’ un SSTO riutilizzabile al 100% e per giunta lanciato dal suolo: una cosa molto molto piu’ difficile e ambiziosa.
Il progetto si scontrato, tra le altre cose, con la difficolta’ di sviluppare serbatoi per l’idrogeno in composito abbastanza leggeri. Ma la cosa si aggira utilizzando serbatoi spendibili che costino poco (quindi puro “packaging stupido”, non con attuatori e strutture complesse all’interno e i materiali spinti al limite come per l’ET dello Shuttle). Tecnicamente e’ sempre un SSTO perche’ tutto l’hardware presente al lancio raggiunge l’orbita.
C’e’ da dire pero’ un SSTO lanciato dall’aria sarebbe piu’ corretto definirlo un due stadi di cui lo stadio zero e’ il carrier.
Sto facendo una fuga in avanti, lo so.
L’annuncio che e’ stato dato non dice niente di tutto questo.
Ma sono abbastanza convinto che abbiano in testa qualcosa di simile. Anche se per ora sono solo idee quanto annunciato e’ una tappa intermedia. Questa strada e’ uno dei modi piu’ fattibili per operarare i lanci nello spazio come se fosse una compagnia aerea e se ci fossero gli investimenti di una volta, che probabilmente non torneranno piu’, sarei fiducioso.
Strano destino quello dell’X-33, la Lockheed-Martin riuscì a sviluppare dei serbatoi conformali in alluminio (attraverso un nuovo procedimento) che erano anche più leggeri di quelli in compositi. A quanto pare la NASA li respinse in quanto non ottemperavano ai termini contrattuali che specificavano serbatoi in composito. Tra l’altro proprio questo fu uno dei motivi per cui il programma (almeno ufficialmente) fu interrotto con il primo prototipo completato circa all’85% e la facility di lancio e manutenzione praticamente completa.
Il primo prototipo esiste tuttora ed è storato proprio nel suo sito di lancio…
un altro grave problema sarà la progettazione dei carrelli, che dovranno essere disegnati per sostenere il peso dell’intero veivolo a pieno carico e di tutto il carburante con notevole aggravio di peso generale…
secondo me in generale, ci si deve orientare sul piccolo e leggero piuttosto che sul gigantesco e pesante…
Mi ricorda quel racconto (di Asimov?) a proposito della FTL Foundation: “Ma noi abbiamo gia’ trovato dei sistemi per viaggiare nell’iperspazio, e raggiungere istantaneamente un’altro punto. Solo che non ci fanno sorpassare la velocita’ della luce, per cui non li possiamo presentare al pubblico, che ci mangerebbe VIVI!”
Oggigiorno penso che cinque anni per la progettazione e costruzione di un nuovo aviogetto (specialmente di tali dimensioni enormi) siano un lasso di tempo assolutamente irrealistico, per non dire assurdo. Non ho molta fiducia in questo progetto, non in tempi brevi perlomeno…
Si, ma magari nessuno a loro l’ha mai detto…
In 5 anni hanno finito la SpaceShipTwo e penso ci vorrà almeno un altro anno per il primo volo suborbitale, però è anche vero che essendoci di mezzo passeggeri umani ci sono maggiori vincoli di sicurezza e l’aerodinamica di rientro è più complicata.
Quindi per questo progetto direi almeno 8 anni per il primo test orbitale, se tutto va bene ovviamente.
…questo è certo…ed è anche certo che sanno quello che fanno.
Dipende sempre da che investimento c’è sono in gioco… anche a me stupirebbe un bel po’ se riuscissero a fare un mostro del genere in 5 anni, ma tutto dipende da quanta gente ci metti a lavorare…
legge zero del project management: 9 donne in un mese non fanno un bebe’…
Il peso al decollo mi sembra molto simile a quello dell’A380.
No, ma magari se ne metti 30 sì 
Lasciando stare la biologia che purtroppo non funziona così, come dici tu ovviamente il rapporto non è necessariamente lineare, ma sicuramente i tempi si possono accorciare un bel po’ con un bel po’ di fondi e con processi efficienti. Ricordiamoci cosa hanno fatto con le missioni Apollo…
No in realtà se è un bebè che ti serve, ti servono comunque 9 mesi.
La frase usata nel project management è per spiegare la presenza di attività incomprimibili.
Probabilmente la chiave è cercare di fare il più possibile MENTRE il bebè cresce nella pancia 
Ma non puoi neanche comprare i vestiti al 1° mese di gravidanza, senza sapere se è maschio o femmina… oltre alla incomprimibilità ci sono sequenzialità e precondizioni a rendere certi processi time consuming a prescindere dalle risorse.