Negli anni '60la North American aviation e il LaRc , erano impegnati nello studio per la messa in orbita di una stazione spaziale di grandi dimensioni.
In un primo tempo si era pensato ad un sistema a moduli gonfiabili ma , dopo vari studi, si arrivò alla conclusione che il sistema non sarebbe stato molto sicuro e che il suo allestimento avrebbe richiesto altri voli.
Si arrivo così ad un sistema che avrebbe permesso, in un solo lancio di un Saturn 5, di portare in orbita una stazione spaziale costituita da elementi rigidi e già completa di tutte le apparecchiature necessarie sia per la parte scientifica, sia per il fabisogno dell’equipaggio residente.
Questo tipo di stazione spaziale sarebbe stata lanciata in orbita con un Saturn 5 a due stadi .
Alla sommità del vettore, quindi sopra la stazione, era già presente una capsula spaziale abitata tipo Apollo.
Una volta montata la stazione, gli astronauti con la loro capsula, sarebbero già stati pronti per un suo utilizzo.
Giunta in orbita e a distacco avvenuto dal vettore, in modo completamente automatico si sarebbe dispiegata e sarebbe stata subito operativa a tutti gli effetti.
La configurazione scelta, per la stazione, era a forma esagonale e dispiegata avrebbe avuto un diametro massimo di 150 piedi.
Mentre, per quanto riguarda le strutture cilindriche dei moduli, avrebbero avuto un diametro massimo di 12,8 piedi.
La capsula Apollo avrebbe potuto agganciarsi ai boccaporti presenti nella zona centrale.
E’ mio parere che come idea era devvero molto geniale e funzionale.
Avrebbe permesso , con un solo lancio, di avere in orbita a disposizione una stazione di grandi dimensioni e con la capacità di accogliere vari astronauti.
Sarebbe stata molto più funzionale e garnde dello Skylab anche se, probabilmente, avrebbe avuto dei costi molto più alti.
Il fatto di non averla mai realizzata porta a pensare che i progettisti abbiano , successivamente, incontrato delle difficoltà o tecniche o finanziarie.
Molto interessante come progetto.Penso che uno dei problemi relativi a questa stazione fosse nei costi:come hai detto sarebbe stata più costosa dello Skylab,nn so se nel 63 si parlasse già di shuttle ma sicuramente la sua costruzione sarebbe iniziata almeno nel 70 (secondo me) quando le missioni lunari già iniziavano a pesare e l’idea e i costi dello shuttle a delinearsi.Tecnicamente posso dire ovviamente poco, ma del disegno pare che la stazione si dovesse dispiegare in orbita e i giunti che collegano i vari cilindri avrebbero dovuto essere comunicanti,in pratica i giunti sarebbero come un moderno nodo della ISS con in più la capacità di muoversi (nel dispiegamento).Certo guardando bene, i vari cilindri sono tutti collegati al centro,quindi è anche probabile che per accedere ai vari cilindri si dovesse passare per il centro e da li raggiungere le varie sezioni,però mi pare che in una emergenza questa soluzione nn fosse la migliore,infatti se un ponte (o raggio come volete) si fosse depressurizzato o ci fosse stato un cedimento strutturale come avrebbero fatto gli astronauti a salvarsi senza poter comunicare con gli altri cilindri?
Ho anch’io molti dubbi riguardo questo progetto , a parer mio davvero geniale; sarebbe interessante recuperare qualche documento nASA o similari, che tratti l’argomento.
Questo ci permetterebbe di saperne molto di più e sopratutto conoscere le sue caratteristiche.
Cerchiamo e qualcosa troveremo (forse).
Ho trovato qualcosa che,se nn l’hai già trovata tu ,può darci una grossa mano a capire qualcosa di questa stazione,è un articolo tecnico molto lungo (con disegni tecnici) su quello che doveva rappresentare ed essere la stazione:La prima frase è succosissima e conferma la mia idea che il progetto Apollo per quanto importantissimo e geniale nn ci poteva dare la possibilità di restare nello spazio:
“The reason some of us wanted EOR was not just to go to the moon but to have something afterwards: orbital operations, a space station, a springboard. LOR was a one-shot deal, very limited, very inflexible.”
Jesco von Puttkamer, NASA Marshall engineer
E segue con:
"By 1969, it was apparent that there was no logical sequel to the lunar landing, and that the agency would have to redeploy its resources in a radically different direction. Had NASA selected earth-orbit rendezvous instead, the lunar landing could still have been achieved and NASA would have had at least a ten-year start on deploying an orbiting space station, rather than waiting until 1982 to let contracts for its design.
- Hans Mark and Arnold Levine, The Management of Research Institutions
L’indirizzo è questo
http://history.nasa.gov/SP-4308/ch9.htm
Cercherò di fare un riassunto (liberissimi di correggermi ovviamente)
Interessante il passaggio relativo al perchè una struttura gonfiabile toroidale (che nn è quella del progetto postato da topopesto) nn era la migliore configurazione per una stazione orbitale (oltre la fragilità della struttura):
“A more serious engineering concern arose that was related to the dynamics of the toroidal structure. When arriving crew members moved equipment from the central hub to a working area at the outside periphery of the ring, or when a ferry vehicle simply impacted with the station’s docking port, Langley researchers believed that the station might become slightly unstable, thus upsetting its precisely established orbit. Less strenuous activities might also disturb the fragile dynamics of the torus. Knowing that the human occupants of the station would have no weight but would still have mass, the Langley space station group conducted analytical studies using [281] analog computers to calculate the effect of astronauts moving about in the station. The results showed that the mass distribution would be changed when crew members just walked from one part of the vehicle to another. This change produced a slight oscillation, or what the researchers called a “wobble,” of the entire station.”
Ho trovato che la stazione doveva avere un diametro di 75 piedi (=22.860075 m) e che appunto per difendersi dai micro meteoriti i sei moduli rigidi dovevano avere porte stagne (air lock) per proteggere l’integrità delle interconnessioni fra i vari elementi,come avevo detto in un post precedente,il problema secondo me erano proprio le interconnessioni (i nodi),che i progettisti avevano risolto in un primo momento con “moduli gonfiabili” che collegavano i sei moduli all’Hub:
“In essence, Berglund’s idea was to put together a series of six rigid modules that were connected by inflatable spokes or passageways to a central nonrotating hub. The 75-foot-diameter structure (initially planners thought it might be as large as 100 feet) would be assembled entirely on the ground, packaged into a small launch configuration, and boosted into space atop a Saturn rocket. One of Berglund’s prerequisites for the design was that it provide protection against micrometeorites. To accomplish this, he gave the rigid sections of the rotating hexagon air-lock doors that could be sealed when any threat arose to the integrity of the interconnecting inflatable sections.20”
L’hub centrale nn ruotava insieme ai cilindri ma controruotava per fare in modo che dal punto di vista del ferry esso fosse fermo:
"Located in this nonrotating center of the space station would be a laboratory for various experiments’ including comparative studies of the effects of zero and artificial gravity. The nonrotating hub would also contain the dock for the ferry vehicle Preliminary experience with Langley’s earliest rendezvous and docking simulators indicated that a trained pilot could execute a docking…
Il peso stimato da portare in orbità era di 171000 pound(=77.564 ton N.B. il punto sta per virgola) totalmente trasportabili dal Saturn:
“The condition that the station be self-deploying or self-erecting (implying some means of mechanical erection or a combination of mechanical erection with inflation) was not negotiable, given the economic and technological benefits of being able to deliver the space station to its orbit via a single booster. Early on, the space station group talked with their fellow engineers in the Scout Project Office at Langley about using a Scout booster to launch the station, but Scout did not appear to be powerful enough to carry all 171,000 tons of the rotating hexagon to orbit altitude
Soon space station advocates turned to von Braun’s Saturn. With its 210,000-pound payload capacity, an advanced Saturn could easily lift the 171,000-pound hexagon into orbit”
Andando avanti nella progettazione risolvono il problema delle interconnessioni,creano delle cerniere (hinges) che attraverso degli attuatori (nn so tradurre screwjack) localizzati nei giunti tra i moduli fanno dispiegare la stazione.A questo punto però nn ho capito se per spostarsi da un modulo all’altro si dovesse passare per il centro attraversando i ponti o raggi (che dicono essere retrattili :?: ):
“they refined the system of mechanical hinges that enabled the six interconnected modules of the hexagon to fold into one compact mass. As a bonus, the hinges also eliminated the need for fabric connections between modules, which were more vulnerable to damage. Tests demonstrated that the arrangement could be carried aloft in one piece with the three retractable spokes stowed safely inside the cavity of the assimilated module cluster. Once orbit was achieved, a series of screwjack actuators located at the joints between the modules would kick in to deploy the folded structure. The Langley researchers also made sure that the nonrotating central hub of their hexagon would have a port that could accommodate ferry vehicles. Such vehicles were then being proposed for the Apollo circumlunar mission and, later, for a lunar landing via EOR.”
Il costo di tutto questo? 100 milioni,può sembrar tanto ma era il progetto dal costo minore presentato per una stazione spaziale nei primi 60:
"$100 million, a tidy sum upon which Langley and NASA headquarters agreed. This figure amounted to the lowest cost proposal for a space station submitted to the air force at its space station conference in early 1961. "
Ma ecco il problema topopesto (o uno dei problemi):
"at a space station meeting held at Langley on 18 April 1961, NASA did not have the money for a space station follow-on to Project Mercury; what funds NASA expected were “only enough to finish Mercury and $29 million for Apollo.”
"Larry Loftin made this point clear on 19 May 1961, six days before President Kennedy’s lunar landing speech, in his testimony to the U.S. House Committee on Science and Astronautics, chaired by Overton Brooks (Democrat from Louisiana). “We have not been developing a manned vehicle,” Loftin reassured the congressmen and their staffs. “We have been studying what we would consider to be salient or pertinent problems which would have to be solved” if the country decided that a station was needed. Loftin described in some detail Langley’s manned space station work. “In order to try to fix what the problem areas were,” he explained, “it was necessary to arrive at some sort of a concept of what the vehicle might look like.” He then passed around a series of pictures showing Langley’s concepts for both the inflatable torus and the rotating hexagon, expressing no preference for either design.*** After reviewing the general characteristics of both designs, Loftin summarized Langley’s assessment of the status of the space station:
So far as we know, so far as we have gone at the present time, we don’t see that there are required any fundamental scientific breakthroughs … in order to design one of these things. However, we have not undertaken at the Langley Research Center a detailed engineering design study. If such a study were undertaken, you might run into some problems that we haven’t been smart enough to think about that are fundamental. I don’t know if you would, but you could.
Moreover, Loftin concluded his testimony with a caution, "In such a careful engineering design, this is a long-term proposition. We are not really sure [286] when you got all done whether you would have something you really want or not."23
Whether the politicians understood Loftin’s essential point is uncertain, for they had a difficult time even fathoming what a manned space station was all about and how someday it might be used. Chairman Overton Brooks, for example, asked, “You are just going to allow that [thing] to float around in space?” When asked by Minnesota congressman Joseph E. Karth what the “primary function of this so-called space station” would be, Loftin answered, “It could have many functions. We are not really proposing a space station. What we are doing here is saying if you want one, we would like to look into the problems of how you might make it.” Encouraged to say what those functions were, Loftin explained how the experience of having humans in an orbiting space station would be helpful and perhaps even necessary in preparing for long-distance space flights, perhaps even for the two-week trip from the earth to the moon and back that the United States was now planning. Certainly, if the United States was to attempt any flights to places more distant than the moon, Loftin explained, “it would be desirable to have a space station in orbit where we could put men, materials, different kinds of mechanisms. We could put them up there for weeks at a time and see if there are any undesirable effects that we have not foreseen. If these effects crop up, then you bring the man back.” An astronaut already on course to a distant planet was not so easily retrieved."
Quindi penso che il problema di finanziamenti fosse la causa principale per la chiusura del programma che nn progredì mai oltre la fase progettuale e che ancora lascia aperte molte domande sulla realizzazzione effettiva del progetto,secondo me ancora uno dei problemi maggiori stava nelle interconnessioni,e nella sicurezza di un sistema che prevede che si debba correre su un ponte per raggiungere l’astronave in caso di emergenza.Il documento prosegue poi con una interessante osservazione:i progettisti si iniziarono a chiedere se effettivamente si dovesse far ruotare la stazione per avere una gravità artificiale che nn permette grazie alla forza di Coriolis di avere una vita normale,in quanto provoca nausea,vertigini etc, oltre quindi si parla dei vari sistemi come power station (come dare energia alla stazione), sistemi di sopravvivenza e di attitude control (controllo orbitale ed assetto) sulla stazione anche se il discorso diventa più generale (d’altra parte siamo nei primi '60). Successivamente si parla del MORL.
La foto sotto si riferisce alla stazione prima del dispiegamento completo.
Questo è un riassunto di quello che ho trovato sul progetto alla pagina linkata.
Grazie Mac per l’interessante approfondimento!!!
Grazie mille ArTax,riguardando stamattina mi sono accorto di qualche imprecisione (dovrei averla corretta),però ancora nn capisco se i vari moduli comunicassero tra di loro.Essenzialmente per come ho tradotto io questa frase:“they refined the system of mechanical hinges that enabled the six interconnected modules of the hexagon to fold into one compact mass. As a bonus, the hinges also eliminated the need for fabric connections between modules, which were more vulnerable to damage”
sembra che tra i moduli nn fosse possibile il passaggio.
Ho trovato questa pagina
Clicca qui sarebbero i congressional reserch service report,forse se si cerca bene qualcosa si trova anche qui.
Secondo me la principale causa della mancata realizzazione di una struttura spaziale di tipo toroidale o simile, sta nella notevole instabilità non intrinseca, ma nella fase di utilizzo; una struttura relativamente leggera (tanto più se realizzata totalmente o in parte con tecnologia gonfiabile, inflatable) rende la massa degli astronauti che vi lavorano molto più confrontabile rispetto ad una struttura con un centro di massa con una escursione bassa (tipo moduli tradizionali, soyuz o simili). E’ chiaro come il problema dell’equilibrio e dell’assetto (e quindi del controllo) sia stato affrontato, senza però individuarne una soluzione definitiva che avrebbe fornito il via libera tecnico preliminare ( e i fondi relativi…). E’ da rilevare come strutture di tipo inflatable con forme anche strane siano state ipotizzate e realizzate (ad esempio scudi solari per telescopi, etc) ma non siano, per ora, ipotizzabili per moduli abitativi. In questo caso dovrebbero avere forme modulari, che non comportino eccessive escursioni del centro di massa nelle normali condizioni di utilizzo…
Adesso vediamo con Genesis cosa viene fuori, anche se effettivamente la forma di quest’ultimo nn è toroidale,penso si possano ricavare dei dati significativi anche perchè la forma toroidale nn è stata ancora abbandonata per design futuri,per esempio se vedi il numero di luglio di Le Scienze c’è un articolo su come una stazione spaziale potrebbe difendersi dalle radiazioni cosmiche e li vi è una stazione toroidale con un sistema di campi magnetici per annullare le radiazioni.Per quanto sia un progetto solo teorico sviluppare delle soluzioni che come hai detto nn sono state sviluppate allora può essere necessario.
Be’, diciamo che problemi di instabilità si presenterebbero in strutture spaziali di qualsiasi forma in cui - durante l’utilizzo (leggasi il normale movimento degli astronauti) - l’escursione del centro di massa sia troppo elevata (quindi non solo in strutture toroidali pure…). Ovvio che in strutture anche toroidali ma rigide (modulari, non inflatable) la massa degli astronauti non sarebbe confrontabile con la struttura, quindi non ci sarebbero eventuali momenti instabilizzanti…
Verissimo, ma vi sarebbe il problema di trasportare una stazione spaziale toroidale rigida e pesante nello spazio! Oppure la si costruisce sul posto ma mi sa che a questo punto sarebbe meno costoso abbandonare l’idea di stazioni toroidali o sviluppare soluzioni all’instabilità derivanti da strutture inflatable.Comunque il problema della disposizione dei pesi è cruciale nello spazio,per esempio il materiale che viene stoccato negli MPLM deve essere attentamente posizionato perchè soprattutto al rientro una disposizione dei carichi errata può avere effetti nagativi sulla dinamica di volo.
Una piccola soluzione studiata per quello che loro chiamano wooble che dovrebbe essere l’instabilità dinamica che si verifica spostando il centro di massa della stazione (astronauti o masse in generale che muovendosi variano la distribuzione di massa interna) è questa:
The rotation had to be controlled precisely, whatever the station’s configuration. Thus, one set of problems that Langley researchers attempted to solve concerned a spinning space station’s inherent vulnerability to disturbances in dynamic stability; this included compensating for the wobble motions that might occur when crew members moved about inside the station or when ferry vehicles pushed up against the outside structure during docking.
The Langley space station group found a solution for attitude control using a system of four pulse jets.**** These small pulse jets could be mounted at 90-degree intervals around the outside rim of the station to reorient the station when necessary. Then, to dampen the wobbles caused by crew movements and other disturbances in mass distribution, Langley found that a spinning flywheel could be rotated to produce the necessary countervailing torques; the same flywheel could produce the torque required to keep the station rotating around its predetermined axis. If the flywheel failed to steady the wobbles, the pulse jets could be fired as a backup. In late 1961 and early 1962, Langley researchers subjected full-scale models of both the rotating hexagon and the inflatable torus (the torus was then still being considered) to systematic tests involving these experimental control mechanisms.25
Langley researchers found little reason to disagree about what was needed for the dynamic control of the space station
Complimenti mac per la buona volontà non solo di ricercare info ma anche di farne una traduzione coerente.
Grazie mille Admin,è un piacere immenso poter parlare di queste cose.
Il progetto di questo tipo di stazione spaziale, prevedeva che le strutture dei moduli fossero rigide e che , logicamente per una corretta funzionalità, fosse possibile il passaggio degli astronauti da un modulo all’altro.
Se si guardano bene i disegni da me postati, si potrà vedere chiaramente l’esistenza di un passaggio tra i vari moduli.