Sistemi di controllo di CST-100 Starliner vs Crew Dragon

ma ci sono buone fotografie degli interni? controlli e tutto? da quello che vedo c’è una enormità di differenza rispetto la dragon. come si spiega? diverse filosofie di progettazione che animano le scelte tecniche, o le filosofie sono le stesse e sono banalmente due risultati divergenti?

  1. Si in rete si trovano ottime foto degli interni, anche qui su FAit.
  2. Dragon e Starliner dovevano ripondere alle stesse specifiche NASA per i programmi COTS. Ovviamente ad una stessa domanda si possono dare risposte diverse purché congruenti.
  3. Dragon e Starliner sono radicalmente diverse perché hanno differenti filosofie progettuali.

quali sarebbero le filosofie diverse? dragon piu pensata al turismo e all’automazione mentre starliner più al comando manuale? da quello che ho trovato sembrano esserci molti più controlli manuali e levette fisiche rispetto al pannello touch di dragon.

Si tratta di un argomento complesso che richiede una risposta articolata in un thread separato.

ok facciamolo! ma basta fare un altro thread o ci pensano i moderatori?

Provo a rispondere alla tua domanda sulle differenze (di base) tra Dragon 2 e Starliner.
Partiamo da ciò che le unisce piuttosto che da ciò che le divide:

  • sono entrambe capsule abitate pluriposto
  • sono entrambe parzialmente riutilizzabili
  • sono entrambe nate nell’ambito dei contratti commerciali della NASA (voluti dall’allora amministrazione Obama dove il prodotto viene fornito “chiavi in mano” con tutta una serie di servizi aggiuntivi, tute pressurizzate incluse).

Cosa le divide?

Dragon 2:

  • Ha un rapporto L/D >1 (laddove L=Lunghezza e D=Diametro), tipologicamente deriva dalla linea della McDonnell Mercury/Gemini.
  • Ha un’elevata modularità di design, il che significa una disposizione dei sistemi e sottosistemi in “blocchi” sostituibili e modificabili entro certi limiti.
  • Ha un’elevata automazione di bordo (di derivazione russa).
  • Ha un design particolarmente curato e basato sul mondo dell’informatica (come vari sistemi touch screen).
  • Ha un elevato grado di riutilizzabilità, tutti i sistemi vitali (incluso i motori Draco e SuperDraco) sono ospitati all’interno della capsula di rientro che viene poi riutilizzata.
  • Può trasportare fino ad un massimo di 7 astronauti (un equipaggio Shuttle praticamente).
  • Inizialmente pensata per un atterraggio propulso (utilizzando i SuperDraco), è stata modificata per un tradizionale ammaraggio a mezzo paracadute dopo richieste della NASA.
  • Dispone di due distinte versioni per il trasporto equipaggio e per il trasporto payload (che rimpiazza la precedente Dragon CRS).
  • Non ha un vero e proprio modulo di servizio quanto di un “Trunk” (Tronco) che serve da elemento strutturale verso il vettore, elemento aerodinamico in caso di abort e ospita radiatori e pannelli solari nonché payload non pressurizzato nel volume interno.

Starliner:

  • Ha un rapporto L/D =1 (laddove L=Lunghezza e D=Diametro), tipologicamente deriva dalla linea della North American Apollo CSM.
  • Ha discreta modularità di design, il che significa una disposizione dei sistemi e sottosistemi in “blocchi” sostituibili e modificabili entro certi limiti.
  • Ha un’elevata automazione di bordo.
  • Ha un design abbastanza crudo e basato sul mondo dell’aeronautica (come il pannello di controllo misto tra touchscreen e switch manuali).
  • Ha un discreto grado di riutilizzabilità, alcuni sistemi vitali sono ospitati all’interno della cassula di rientro che viene poi riutilizzata. Nel modulo di servizio a perdere sono ospitati motori e thrusters che non vengono ovviamente riutilizzati.
  • Può trasportare fino ad un massimo di 5 astronauti.
  • E’ la prima capsula americana pensata fin dall’inizio per un atterraggio con paracadute e airbag, concetto pienamente dimostrato nel corso di due voli.
  • E’ prodotta in un’unica versione in grado di trasportare equipaggio oppure payload oppure un mix tra i due.
  • Dispone di un vero e proprio modulo di servizio (interamente a perdere) il quale ospita il sistema di propulsione primario, quello secondario, i radiatori ed i pannelli solari. Il modulo di servizio occorre anche per effettuare l’abort durante il lancio.

Spero che queste informazioni siano d’aiuto per capire le differenze tra i due veicoli.
Naturalmente queste differenze non devono condurre (o almeno non è mia intenzione) ad un giudizio di qualità, del tipo Dragon è meglio di Starliner o viceversa.
Si tratta di un’analisi funzionale punto, finora (al netto del lancio con equipaggio che Starliner deve ancora effettuare) entrambe i veicoli hanno dimostrato di poter effettuare con successo la missione richiesta dalla NASA in sede contrattuale.

11 Mi Piace

Grazie per l’esaustiva disamina.

Quando dici:

in che senso di derivazione russa?

2 Mi Piace

Nel senso che tutta la filosofia SpaceX ha un forte “imprinting” di tipo russo/ex-sovietico, pur non essendoci prove dirette in tal senso, numerosi indizi di tipo tecnologico/operativo lasciano immaginare il coinvolgimento di personale e/o l’acquisizione di un certo tipo di tecnologi e metodologie russe, soprattutto nella fase iniziale della SpaceX.

Provo ad elencarle:

  • Utilizzo della classica miscela russa LOX/RP-1 (Ossigeno liquido/Kerosene) per la famiglia F9
  • Utilizzo delle “grid fin” per il primo stadio riutilizzabile di F9 (come lo N1, la Soyuz in caso di abort e numerosi missili militari ex sovietici)
  • Utilizzo della procedura di integrazione orizzontale ed erezione verticale in rampa per la famiglia F9
  • Utilizzo di serbatoi con Ossigeno liquido super-raffreddato (progettati e realizzati per il programma Buran) sia per F9 sia per Starship/Superheavy
  • Forte automazione della capsula Dragon ed altrettanta forte interazione con il centro controllo a terra con conseguente riduzione del carico di lavoro per l’equipaggio a bordo (come nelle Vostok/Voskhod/Soyuz poco più che passeggeri tranne che in casi off-nominal).
  • L’atterraggio propulso (ovvero senza paracadute come il primo stadio di F9) della capsula Dragon era già stato proposto ed investigato dai russi con il progetto “Zarya” (da non confondere con la ISS) degli anni 80 del secolo scorso

Naturalmente con l’avanzare del programma Startship/Superheavy questo imprinting inziale russo va via via sfumando dal momento che la SpaceX sta attualmente sviluppando tutto un range di tecnologie e metodologie mai viste in precedenza.

7 Mi Piace

Questo elemento hardware è sicuramente stato pionieristicamente sperimentato dai russi, ma per quasi tutti gli altri, naturalmente secondo il mio modesto punto di vista, mi viene difficile vedere derivazioni dirette (nel senso di esclusive) da scoperte e invenzioni del programma spaziale russo.

Spero che in futuro qualche ingegnere SpaceX oggi sotto il vincolo di NDA possa raccontare qualche dettaglio documentato su alcune scelte tecniche. Sarebbe un aspetto molto interessante. Poi certo, oggi in mancanza di fonti certe, non è un problema speculare.

2 Mi Piace

Verissimo.

Però proviamo un’analisi comparativa “al contrario” e vediamo che molte di queste tecnologie/metodologie sono state impiegate poco o nulla dagli americani:

  1. La miscela LOX/RP-1 non è ne esclusiva ne appannaggio dei russi ovviamente. Gli americani l’hanno impiegata per vari missili (di derivazione tedesca) come Redstone, Altas, Delta (primo stadio) e Saturn V (primo stadio). Però poi hanno prediletto gli ipergolici (Titan) e LOX/LH2 (Shuttle).
  2. Gli americani hanno sempre integrato in verticale e trasportato (sempre in verticale) tutti i loro vettori (inclusi Satun V e Shuttle) perché così facevano i tedeschi “importati” con l’operazione “paperclip”. Solo con Starship/SuperHeavy la SpaceX ha abbracciato il metodo americano (ed anche europeo se è per questo).
  3. Come detto i serbatoi di ossigeno super-raffreddato non si sono mai visti prima del Buran.
  4. Tutte le capsule americane avevano un bassissimo grado di automazione e richiedevano molto lavoro manuale dal momento che era preteso dai primi astronauti i quali erano tutti piloti collaudatori (cfr. Wolfe, Tom “The Right Stuff”). Tant’è vero che potevano effettuare (Gemini, Apollo e Shuttle) solo un rendez-vous automatico mentre il docking era sempre manuale. Bisognerà attendere Dragon e Starliner per assistere ai primi rendez-vous e docking interamente automatici.
  5. Ho citato la Zarya come fonte di ispirazione per l’atterraggio propulso di Dragon in quanto è un precedente significativo per la capsula. Come vedi non ho parlato del primo stadio di F9 in quanto (in quel caso) il predecessore diretto è americano e non russo, si tratta infatti dello DC-X/A della McDonnell Douglas dei primi anni 90 del secolo scorso.

Per avere le prove definitive (o le “smoking guns” come dicono gli americani) bisogna attendere (ed è un “se” e non un “quando”) che siano disponibili documenti di prima mano o testimonianze dirette che siano ben corroborate da un corredo documentale.

4 Mi Piace

Innanzitutto grazie per la disamina. Anche CST-100 Starliner può ospitare sette persone a bordo, al pari di Crew Dragon. L’abitabilità per sette era un requisito imposto in fase progettuale da parte di NASA, limitando tuttavia la configurazione di volo a quattro posti. Inoltre Starliner già soddisfa in un ulteriore richiesta della NASA: la possibilità di montare all’occorrenza una quinta seduta.

La seguente immagine mostra la disposizione dei posti su Starliner: nella prima fila di tre troveranno posto il comandante, il pilota e il primo due specialisti di missione (nel caso del Boeing Crewed Flight Test siederà il Joint Operations Commander) In seconda fila troverà posto il secondo specialista di missione, con al suo fianco una seduta vuota.

Fonte immagine:

5 Mi Piace

Lieto che la disamina sia stata apprezzata.

Mentre si sono visti disegni e foto della Dragon2 (a livello di mock-up) con 7 astronauti (4 sopra + 3 sotto), della Starliner (almeno io) ho visto sempre e solo disegni con la configurazione a 5 (3 sopra + 2 sotto) come quello che hai postato tu.

In termini di spazio non dovrebbero esserci problemi ad inserire due ulteriori sedili, mi piacerebbe vedere un’immagine Boeing in tal senso.

Giusto per aggiungere un ulteriore bit di informazione, mentre la Dragon ha un volume pressurizzato di 9,3 mc, la Starliner ha un volume pressurizzato di 11 mc.

1 Mi Piace

Sicuramente man mano che il volo abitato di prova si avvicinerà, Boeing/NASA rilascerà fotografie della capsula nella sua versione definitiva. Dalla foto che vi ho inviato, i due posti per astronauti mancanti (oggi destinati alle merci) si trovano ai lati della parte centrale della cabina. Per capirci sembrano due “falci di luna” perfettamente speculari al blocco con cinque sedute.

Comunque nelle immagini in orbita si poteva notare come gran parte del cargo si trovasse lateralmente.

2 Mi Piace

si grazie davvero. e domanda la scelta di avere tutti quegli switch manuali in starliner, anche se altamente automatizzata, perchè farla? sono sistemi più robusti rispetto un touch screen? o è come per le capsule americane che erano più aereonatutiche nei comandi rispetto le capsule russe, come conseguenza delle pressioni dei piloti sugli ingegneri che le progettavano?

Innanzitutto sgombriamo il campo da un potenziale equivoco:
il discorso sull’automazione e sui piloti collaudatori valeva per le prime capsule americane (Mercury, Gemini e Apollo) e fino allo Shuttle. Oggigiorno gli astronauti della NASA vengono selezionati da un ampia fascia di popolazione che va dal mondo della ricerca a quello militare, naturalmente le “pressioni” degli astronauti stessi non sono più tenute in conto come driver progettuale, semmai solo come “suggerimenti” per qualche piccola miglioria in termini di ergonomia.

Per quanto riguarda il diverso approccio tra SpaceX e Boeing si tratta di filosofie progettuali che in qualche modo riflettono un’eredità culturale.
La SpaceX come startup ha uno “heritage” che viene dal mondo informatico e da una generazione di progettisti anagraficamente giovane, che tende ad incorporare tutte le istanze del mondo contemporaneo.
La Boeing è innanzitutto un colosso aeronautico, prima ancora che spaziale, la cui cultura ed il cui “heritage” aeronautici si traducono in due parole “confidenza” e “consuetudine” il che si riflette nel tipo di strumentazione adottata.

C’è da dire che entrambe le realtà industriali hanno fatto un “passo da gigante” nel campo delle tute pressurizzate, sia in termini di design (e di look) sia in termini di sistema.

Per il resto ho fatto due tavole comparative che permettono di mettere sullo stesso piano (tavola di disegno) Dragon 2 e Starliner.

9 Mi Piace

no be ma è superlativa sta cosa! i disegni dico, e di come in un colpo solo si notano le differenze.
cmq sono i disegni che ogni tanto compaiono anche nei video di scott manley!
ok, piaggeria mode off.
istintivamente penserei in dragon uno spazio maggiore complessivo ma non è cosi.
il trunk è proprio vuoto, mentre in starliner ci sono un sacco di cose.
mi stupisce questa cosa dell ammaraggio invece dell’atterraggio, automaticamente viene da pensare che il recupero su terra sia piu semplice e meno rischioso per la struttura.
per quanto riguarda i controlli manuali, dici semplicemente che le scelte sono per lo più di natura estetica e legata alla tradizione di origine; in areonautica sono abituati a fare cose e fanno quindi tendenzialmente cosi, in informatica fanno colà e tendenzialmente fanno colà, stai dicendo che sono scelte di natura banalmente culturale?
p.s. c e un modo nel forum di trovare i disegni che hai caricato? perchè nel tempo ne ho visto più di uno tuo e mi piacerebbe vederne altri. (e se c’è un modo per fare questa ricerca io nonla sto trovando).

Spoiler: @archipeppe ha pubblicato un libro :wink:

2 Mi Piace
  1. Scott Manley ogni tanto “saccheggia”, ma mai neanche un grazie…
  2. FAit è disseminato di miei disegni, rilasciati negli ultumi 15 e passa anni, ma non so se hanno un tag e se si possa raggrupparli per autore. Bisogna chiedere ai nostri admin, @marcozambi in primis…
1 Mi Piace

Taggare i topic con i tuoi disegni è la soluzione da qui in avanti. Per recuperare i vecchi in modo automatico devo lavorarci un attimo sopra :sweat_smile:

3 Mi Piace