il motore che userà il BRF (nel primo e nel secondo stadio è un Raptor) brucia metano e ossigeno liquido … combinazione scelta appositamente perchè i prodotti possono essere ottenuti facendo reagire a circa 400°C l’idrogeno (ottenuto dal ghiaccio è presente ai poli) e l’anidrite carbonica (atmosfera) … stando a test condotti nel 2011 una macchina di 50 kg riusciva a produrre un kg di metano al giorno consumando 700 w … so che per riempire di metano i serbatoi del BRF ti servono 240.000 kg ma hai oltre 1000 giorni per produrli (solo la finestra di lancio tra il lancio dei BRF cargo ed i BRF con equipaggio è di 25 mesi, in piu devi aggiungere il periodo di viaggio terra-marte ed il periodo di permanenza su marte). Stando a questi dati avresti bisogno di 240 macchine per un peso di 12 tonnellate (probabilmente meno, per le efficienze di scala). l’altro prodotto ottenuto dalla reazione di Sabatier è l’acqua. Inoltre, per funzionare il sistema ha bisogno anche di serbatoi (i prodotti che ottieni sono metano, idrogeno e ossigeno), di robot, di un sistema di produzione energetico (nucleare? ti serve anche per l’elettrolisi dell’acqua). Penso sia una cosa molto difficile da fare, molto costosa, ma non impossibile tecnicamente.
Stando al progetto di Musk per far arrivare i 2 cargo BRF su marte serve costruire un buster/1° stadio da far volare 10 volte (in teoria il primo stadio del nuovo falcon 9 block 5 è progettato per fare 10 viaggi senza grossi interventi di manutenzione) e 3 “navi”/2° stadio (i 2 cargo ed una “petroliera”, che per otto volte deve rifornire i 2 cargo). non so quanti delle 150 tonnellate trasportabili su un cargo possano essere effettive (visto anche i rifornimenti in orbita bassa) ma in teoria, da completo profano, c’è la capacità di carico per avviare la produzione del carburante in loco (che poi si trovino i soldi per farlo è un’altro discorso)
La cosa che più mi ha stupito è scoprire che il costo del carburante di un razzo come il Falcon 9 (che usa cherosene) è di soli 200.000 - 300.000 ma il lancio costa 62 milioni di ... per cui in teoria il costo per il costo del pieno del BRF (8 volte la massa di un Falcon 9) potrebbe essere intorno ai 2 milioni di (non so assolutamente ne quanto costa il cherosene per razzi ne quanto costa quanto il metano per razzi, ne so valutare quanto il raptor sia più efficiente del merlin)
Sulla carta è tutto teoricamente possibile ed auspicabile. Sul concreto, se SpaceX riuscisse a dimostrare di poter far atterrare incolume un carico pesante con la sua tecnica di atterraggio propulso, progetto legato alla capsula Red Dragon e ritirato con l’avvio della nuova dirigenza Trump che ha posto, anche giustamente, come obbiettivo primario la Luna, allora avremmo già fatto un grosso passo avanti.
Quando si saranno concretizzati gli obbiettivi lunari, l’umanità disporrà di nuove tecnologie e competenze che adesso possiamo soltanto ipotizzare.
Da quanto ho capito l’aspetto fondamentale di tutta la filosofia SpaceX è il concetto di contenimento dei costi. Tanto è vero che risultava il razzo più economico anche senza riusabilita. Il Vega per esempio ha un motore diverso per ogni stadio che da più prestazioni ma genera maggiori costi.
Gli americani sono passati dai razzi ula venduti a 350 milioni a lancio ad il falcon 9 con una sola riusabilita del primo stadio venduto a 62 milioni. Ma con il block 5 che prevede 10 utilizzi senza interventi seri ed il recupero della carena potrebbe avere un costo effettivo di 20-25 milioni (molto più alto per il cliente). Il Vega molto più piccolo pare che costi al cliente 32 milioni.
Mentre il F9H costa 90 milioni. Ossia con il 50% in più si ha il triplo di carico e peso totale del razzo.
Se si considera che BRF pesa e porta 3 volte il carico del F9H si può ipotizzare a parità di riusabilità costi meno di 150 milioni a lancio. Ma il costo potrebbe risultare ancora più basso se ottengono la completa riutilizzabilità e se davvero l’uso del metano abbassa l’usura. Questo abbasserebbe in maniera molto rilevante il costo in rapporto al carico utile.
Ma indifferentemente dal costo che inizialmente potrebbe anche essere nettamente superiore (il costo del primo F9H è di 150 milioni, per cui, tolto lo sviluppo, il primo lancio del bfr potrebbe anche costarne 450) ma un semplice confronto con la stazione spaziale apre una marea di prospettive interessanti. A serbatoi vuoti ma carico massimo il brs (il secondo stadio del brf in formato nave passeggeri) pesa la metà della ISS ed ha solo il 10% in meno di volume pressurizzato. Ma avendo uno scudo termico probabilmente è molto più resistente ai detriti, smontando parzialmente i serbatoi si avrebbe un enorme hangar per laboratori scientifici.
A quel punto le big pharma potranno avere i loro laboratori nello spazio, per esempio prendere un BES tenerlo 3 mesi nello spazio con una squadra ricerca nuovi farmaci ed una per la produzione di 50t di farmaci da vendere sulla terra. Ma si potrebbe anche pensare di produrre materiali impossibili sulla terra, turismo spaziale e stazioni spaziali nazionali.
L’ipotesi per me più suggestiva è una base in posizione Lagrange tra luna e terra che fosse collegata con l’iss da cargo leggeri studiati per il viaggio orbita bassa-orbite intermedie - Lagrange. All’andata si porterebbero prodotti terresti al ritorno prodotti lunari, in primis acqua idrogeno ed ossigeno… La missione su Marte con equipaggio targata SpaceX prevede 12 viaggi brf per rifornire di ossigeno le 4 navi missione … Ma con queste 12 navi in Leo si potrebbero avere 6 navi sulla luna. La prima per la base in Lagrange, una per il sistema energetico (pannelli in orbita? Nucleare?), gli altri 4 (600t) per una base abitata lunare in un cratere utile ad estrarre il ghiaccio e possibilmente il metano, serre e moduli abitativi, e 4 navette (2 ISS Lagrange e 2 Lagrange luna) che vanno a idrogeno ossigeno lunare… Con questa configurazione tutta l’attività spaziale oltre l’orbita bassa avrebbe costi molto più ridotti non solo per il mantenimento delle stazioni spaziali o per il viaggio ISS luna ma anche per spostare i satelliti in orbite diverse.
Questo renderebbe più lontana la data di arrivo su Marte ma consentirebbe di studiare gli effetti del viaggio profondo più fattibile economicamente.
Faccio il guastafeste della situazione .
Non é conveniente costruire una stazione spaziale in L1 sistema Luna-Terra perché per fermarti lì devi annullare tutto il tuo deltaV, con grande dispendio di carburante. Inoltre L1 sta a circa 5/6 della distanza Terra-Luna, e non gode della protezione della magnetosfera: ciò significa radiazioni pericolose ed esposizioni ai Flare solari. Un postaccio.
In realtà la traiettoria delle missioni Apollo per la Luna “scavallava” per L1 con velocità piuttosto basse, dell’ordine di poche centinaia di metri al secondo, per cui il punto L1 è estremamente conveniente come stazione di servizio/scambio per le missioni lunari…
Per quanto riguarda le radiazioni questo potrebbe essere anche un fatto positivo, in fondo le missioni interplanetarie future dovranno fare i conti con questo problema, per cui bisognerà fare esperienza in materia.
L’idea dei 4 cargo serve per economizzare il tutto. Se da LEO devi arrivare in posizione L1 con un brf che a secco pesa 85 tonnellate spendi un sacco di carburante. Un cargo automatico senza supporto vitale sarebbe estremamente leggero.
Questi sono i 4 tipi cargo che immagino:
1 - trasporto medio tra LEO e L1 solo per carichi e satelliti da alzare/spostare di orbita
2 - come 1 ma più grande per carichi maggiori e persone
3e4 le versioni luna-L1.
Tutti andrebbero con risorse estratte dalla luna.
Lo scopo primario della base L1 è di snodo logistico e riduzione dei costi delle altre missioni. Un altro obbiettivo è studiare i danni della mancanza di magnetosfera e di installazione di scudi adeguati. Per esempio si potrebbe installare nelle bfs marziane uno scudo orientato verso il sole con uno spessore di 25-30 cm di acqua lunare che protegge dal vento solare
@Aleph cioé, quanto deltaV? Perché bisogna frenare delle tonnellate e farle ripartire (quindi x2), “centinaia di metri al secondo” diventano tanta roba. Forse da e per la Luna con piccole navette può convenire, ma allora perché non farla in orbita lunare? Diversamente possiamo arrivare ad L1 con velocità prossime allo Zero, ma con tempi di trasferimento elevati. Possiamo pensare di mandare cargo di minerali da lavorare verso L1 che arrivano dopo centinaia di gg, mentre le persone più velocemente. Futuro non prossimo.
Poi c’é da considerare che non ci si posiziona in L1, ma in orbite attorno ad L1, per una serie di ragioni complesse che includono anche la stabilità. E che attorno ad L1 ci sono già altri satelliti, e che ce ne saranno sempre di più.
@Baykanur lo schermo ad acqua é stato ipotizzato, ma vale solo per attutire i flare solari; le radiazioni vengono anche dal cosmo, quelle peggiori, e sono di tanti tipi. Servono molti altri studi prima. A tal proposito, c’é un articolo: https://www.astronautinews.it/2017/05/03/sono-le-radiazioni-il-vero-ostacolo-allesplorazione-umana-del-cosmo/. Un conto é la permanenza breve, ma se hai una struttura importante con diecine di persone, hai in conseguenza un traffico notevole di persone da e per.
E’ interessante l’ipotesi NASA dello scudo magnetico, ma servono quantità di energia attualmente indisponibili nello spazio.
Condivido l’entusiasmo come te, e non vorrei smontare, ma…
Il mio entusiasmo deriva dalla riusabilità e dalla riduzione dei costi di lancio. L.‘F9 costa 1/3 dell’ arianne 5 ed un sesto del delta 4pesante. Se poi il falcon 9 block 5 mantiene le promesse il costo per la SpaceX potrebbe essere un decimo dell’arianne 5. Con la riusabilità totale del bfr il costo potrebbe essere anche inferiore a 100 milioni con un carico utile 10 volte superiore. É evidente che stiamo assistendo all’apertura di nuove prospettive, come dimostra il raddoppio del numero dei lanci nel 2018. Immagina cosa potrebbe fare l’esa se al costo di un A5 potesse avere 300 tonnellate in LEO o 150 tonnellate sulla luna. Il costo del pieno di un bfr è di 2 milioni, per cui i margini di miglioramento sono teoricamente enormi.
Negli ultimi mesi si sta assistendo alla modifica di tutti i progetti relativi a tantissimi nuovi lanciatore. Tra i quali 6 o 7 lanciatori super pesanti di cui uno attivo. Il p120 sarà recuperato dopo il lancio. In un documento recente dell’agenzia russa si parla di un lancio di un F9H per il deep gate (oltre al soyuz 5).
Io per primo prendo con le pinze i dati di musk. E per quello propendo per lo sfruttamento minerario della luna. D’altronde il costo di rifornimento delle sei navi marziano (24 lanci brf per 6000 tonnellate di carburante) è ottimisticamente di 40 miliardi con il SLS 2 ma di solo 6 miliardi con il F9H (prezzo listino SpaceX) od 8 con il prezzo del contratto per i militari USA. Il costo del brf potrebbe essere un decimo del SLS2 o meglio.
Secondo me, grazie anche al dragon che riporta 2,5 t a terra, stiamo per assistere alla moltiplicazione delle stazioni spaziali. Con 8 F9H riutilizzabili porti su una seconda ISS da 400 t a 720 milioni di dollari, a 270 milioni una seconda mir. Uno dei primi candidati potrebbe essere l’India che sta facendo progressi nei lanciatori economici e nelle navette con equipaggio ma non ha lanciatori super pesanti e deve rispondere alla Cina.
Onestamente non sono un esperto ma penso che il modo più economico sia quello di prendere le risorse necessarie dalla luna. Che poi sia acqua, regolite od un raggio laser per l’energia non so dirlo.
Vale la pena di ricordare che, come commentato in tante discussioni simili precedenti, SpaceX potrebbe lavorare in perdita. I suoi conti non sono pubblici e quindi secondo me bisognerebbe essere sempre prudenti ad annunciare le rivoluzioni. Senza nulla togliere, assolutamente, alla straordinaria forza di novita’ che SpaceX ha portato su questo mercato, che sicuramente sta scuotendo alle fondamenta tutto il settore.
Inoltre, paragonare SpaceX (privato che per vivere deve giustamente fare utili) ed ESA (o qualsiasi altra agenzia governativa - che servono a fare da volano per le economie spaziali degli stati membri, e sono spesso a capo di societa’ miste pubblico/private come Arianespace) e’ un po’ fuorviante perche’ le due entita’ non sono esattamente in competizione diretta. Detto questo se ESA comincera’ a vedersi ridotte le commesse per il nuovo Ariane 6 qualcuno dovra’ correre ai ripari…
L’ariannespace ha già detto di voler recuperare i motori p120 dei futuri razzi arianne 6 e Vega c è per più di 10 volte. Per cui timidamente si stanno muovendo nella stessa direzione.
Il riferimento all’esa è per l’attività scientifica che potrebbe fare, per esempio:
L’esa è l’agenzia giapponese pensano di usare un Falcon pesante per mandare il secondo modulo abitativo della deep gate e che la nasa non vuole più lanciare con il sls.
Mi associo, vorrei sapere anche io quando e dove è uscita fuori questa notizia.
In ogni caso vi segnalo un esauriente articolo su NSF a firma di Phillip Gaynor sul futuro del BFR ma che è anche un grande affresco riguardo un pò tutta la storia della SpaceX sin dalle sue origini:
Incollo dal traduttore :
2018: i partner perfezionano il design ESPRIT, Eye Falcon Heavy
In aprile 2018 , il nuovo marchio Falcon Heavy razzo è diventato un altro potenziale vettore per la consegna del modulo ESPRIT alla stazione vicino-lunare nel 2024, al più presto. Il lancio di ESPRIT sul razzo SpaceX avrebbe consentito al modulo di trasportare più propellente, con il modulo che raggiungeva una massa totale compresa tra cinque e sei tonnellate. Oltre a supportare la sua stazione di accoglienza, gli ingegneri europei hanno preso in considerazione anche la cache del propellente disponibile a bordo di ESPRIT per il rifornimento di carburante durante la visita al lander lunare o al suo stadio di salita riutilizzabile.
Il link successivo
Dice che il modulo abitativo giapponese non sarà più consegnato dal sls ma lo sviluppo continua. Ed anzi, sempre ad aprile è stato dato mandato al Giappone di approfondire alcuni aspetti.
Purtroppo il sito blocca gli aggiornamenti recenti.
Per quanto normalmente ben informato, Anatoly Zak al momento e’ la sola fonte che parla di questi dettagli, e questo dovrebbe spingerci a grande prudenza.
Sebbene in un quadro di accordi internazionali nulla sia assolutamente impossibile, personalmente prenderei con le pinze e le molle insieme qualsiasi cosa riguardi un modulo che al momento sta su qualche progetto in bozza di un programma, quello del Lunar Gateway, che e’ (per usare un eufemismo) ai primissimi passi. E’ sicuramente prematuro assegnargli un addirittura un lanciatore…
La nasa sta testando i motori principali del quinto razzo sls ed ha ordinato i motori del sesto razzo sls. Per cui ormai li devono lanciare.
Secondo me la riusabilità sta modificando il mercato creando nuovi segmenti, in particolare per i lanciatori super pesanti. Il falcon pesante oltre a portare il doppio del precedente peso massimo ne riduce il costo da 350 a 90 milioni, per cui riduce il prezzo a kg trasportato di 7 volte. E siamo solo all’inizio. Io penso che nel prossimo decennio aumenti di molto il numero delle stazioni spaziali anche con il fallimento del bfr( cosa che non penso).
Su Wikipedia inglese si legge di 184 lanci programmati per quest’anno contro i 91 del 2017, svariati saranno rinviati ma la progressione rimane impressionante anche per l’astensione dei lanci multipli (fino a 104 satelliti per razzo)
Orion/sls che può portare solo 9000 kg in cis lunare, che per paura di problemi di peso è ridotto a 7500kg
Dragon 2/Falcon pesante non riutilizzabile carichi utili simili, l’orion è nettamente più pesante, ma con permanenza ridotta ad una settimana (estendibile dal modulo che porta)
Sapete quante volte è riutilizzabile la dragon?
PS
Altra notizia che indica la sfiducia in tramp, L’esa ha tre astronauti che stanno studiando il cinese
Anche Berger ipotizza che lo stesso modulo del lop-g possa essere trasportato da un Falcon pesante
Ho trovato anche un altro articolo che calcola l’effetto sui costi della missione marziana del brf per effetto della produzione di propellenti direttamente sulla luna http://www.thespacereview.com/article/3464/1
Sì, ma credo che Marco volesse far notare come il progetto sia ancora in fase così embrionale che passeranno degli anni prima di arrivare al lancio, al netto ovviamente di ritardi, modifiche, problemi o, peggio, cancellazioni. Da oggi fino al lancio di questo modulo è quasi impossibile sapere quali saranno i lanciatori, quanto carico utile porteranno in orbita e quali saranno effettivamente i costi di lancio, in termini di $/kg, che questi razzi avranno.
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