Sono un po’ titubante ad aprire questo topic perchè con molta probabilità si tratta di PURO DELIRIO , ma è meglio farsi ridere dietro piuttosto che rimanere per sempre con il dubbio.
Vorrei chiedere la Vostra opinione di esperti riguardo un pensiero che ho da un po’ di tempo e che ho trovato come argomento di discussione in altri Forum, anche esteri, ma mai in questa forma.
In pratica un dirigibile, un pallone sonda ecc. si solleva in aria in base al principio di archimede e riceve una spinta ascendente pari alla differenza di peso del volume del gas di cui è riempito rispetto al peso dell’equivalente volume di gas in cui è immerso (chiedo scusa per la forma). Ne consegue che il limite di altitudine raggiungibile dipende dalla densità dell’aria (che naturalmente diminuisce salendo), dal tipo di gas utilizzato per riempire il pallone (alla meglio idrogeno)e dal peso della struttura.
Quindi, in teoria, per avere la massima spinta ascendente e raggiungere altitudini maggiori il pallone dovrebbe essere pieno di “Vuoto”.
E qui un po’ tutte le discussioni si arenano attorno all’impossibilità di avere una struttura contenitiva in grado di reggere, ma in via del tutto teorica se si riuscisse ad ottenere un pallone a vuoto con un rapporto peso/volume tendente a zero potremmo pensare di essere in grado di raggiungere gli strati più esterni dell’atmosfera (??).
E QUI COMINCIO:…
Quello che pensavo è a una struttura tipo ponte a tiranti avvolta su se stessa come nelle foto allegate. L’involucro non è rigido ma in tessuto (kevlar bla bla…). Il tutto si riduce a sei puntoni e una serie di tiranti.
Inoltre (ma non so che differenza possa fare)pensavo che per la prima fase ascendente potrebbe essere riempito di Elio, quindi man mano che la pressione esterna diminuisce, una unità sganciabile appesa (munita di pompa aspirante, batterie e paracadute) potrebbe espellere il gas creando progressivamente il vuoto all’interno.
Vabbè, credo di avervi fatto ridere abbastanza, quindi Vi chiedo di essere clementi, se non altro per i 5 minuti di buon umore che Vi ho procurato.
Bello. Fai due conti… spessore del tessuto per resistere alla pressione, dimensione e peso dei puntoni, eccetera. Se alla fine trovi che la densità è inferiore a qualche mg * m^-3 allora sei a posto.
Non è solo un problema di quota, quanto di velocità!!!
L’atmosfera è una parte del problema di lancio, ma anche arrivare a quote “spaziali” (ossia aldisopra degli 80 Km) non risolve nulla se lo fai con un delta v risibile, ossia del tipo che ti muovi a 9 m/s quando te occorrono 9 Km/s9.
Potresti anche dire: vabbene a quel punto accendo il razzo e guadagno la velocità che mi serve per entrare in orbita. E qui c’è il problema: nessun dirigibile capace di guadagnare quelle quote potrebbe portare un carico utile significativo, figuriamoci un razzo intero più il suo payload.
Da quel che ho capito renybot non intendeva andare in orbita con un pallone, ma solamente salire più in alto di quanto fatto fino ad ora con un sistema differente, che in realtà funzierebbe perfettamente in linea teorica… ma come già detto ci sono grossi vincoli tecnologici che fanno prevalere oggi i sistemi “flosci” classici riempiti a gas…
Infatti. Anche se fattibile non sarebbe in ogni caso una cosa finalizzata alla messa in orbita. Magari ad osservazioni e rilevamenti da alte quote senza dover spende eccessivamente.
Inoltre in teoria sarebbe recuperabile in toto facendo filtrare progressivamente all’interno dell’aria e facendolo scendere di quota.
Comunque sospettavo i problemi legati ai materiali ma purtroppo non essendo un ingegnere non sono in grado di fare ciò che mi suggerisce IK1ODO, che ringrazio per il BELLO.
Eh, ma il problema è tutto lì. Non puoi avere, con i materiali attuali, una membrana che sia impermeabile ai gas, regga il differenziale di pressione (1000 kg di spinta per m2), e sia più leggera del mylar usato per i palloni (che infatti non regge il differenziale di pressione). Senza contare il peso, temo predominante, dei tiranti e puntoni; ma potrebbe anche essere una struttura godesica, risparmieresti la struttura interna. Poi vorresti pure un carico utile, e allora…
D’accordo.
Comunque la cosa voleva essere in questi termini:
Al livello del mare il pallone sale come un normale pallone aerostatico, pieno di Elio: a 18.000 m il carico per m quadro si dimezza, a 30.000 m diventa un terzo.
Certo bisogna vedere il peso della struttura, ma fino a questo punto non serve che sia particolarmente robusta. Da qui in poi iniziamo a creare il vuoto, aspirando il contenuto (e qui comincia ad entrare in gioco la struttura che ha il compito di mantenere il volume) ma sempre mantenendo il differenziale di pressione minimo fra interno ed esterno che permetta di continuare a salire e minimizzi il carico sulla superficie del pallone.
Raggiunto il limite si sgancia l’unità di aspirazione e si guadagna ancora qualcosina in quota.
Riguardo alla esostruttura (che ho scoperto si chiama geodesica, grazie) avevo provato, ma alla fine mi sembrava più complessa e pesante. I puntoni volevano essere strutture cave in composito bla bla. E’ bello fantasticare quando non si hanno competenze specifiche…
Mi sembra una idea da mettere di fianco all’ascensore spaziale: ha solide basi teoriche, e, al momento, insormontabili problemi tecnologici realizzativi. Ma di certo non e’ una “boutade”
L’idea è bella, e anche io opterei (tenete presente che faccio il portiere d’albergo)
per la struttura senza tralicci esterni, in modo da fruttare gli archi della forma per il carico delle forze.
Fasciando lo scheletro portante con la copertura, si distribuirebbe meglio il peso su quest’ultima eliminando i punti di forte trazione che si genererebbero nei punti di ancoraggio alle funi.
ma con i materiali di cui necessiterebbe, e per gli obbiettivi che si prefigge, non sarebbe preferibile costruire atri tipi di vettore?
Discussione interessante…provo a buttare la mia (anche io privo di qualsiasi conoscenza di ingegneria, quindi scusate se dico una c…ata pazzesca stile corazzata fantozziana).
Pallone "floscio " riempito di gas , giunto alla quota di espansione massima del volume del pallone , si sprigiona all’interno un catalizzatore ( da inventarsi naturalmente…) che rende rigida la struttura, a questo punto si inizia ad estrarre il gas guadagnando ancora quota.
Rimane solo da valutare quanto si possa effettivamente guadagnare in quota.
A titolo indicativo, qualcuno sa quanto può pesare in totale la quantità di gas immessa in un pallone stratosferico?
Aster, vai su wikipedia, e cerca la densità dei vari gas. Trovi circa 1,3 kg/m3 per l’aria, 0,1785 per l’elio, 0,09 per l’drogeno, e così via. Poi moltiplichi per il volume del pallone, e quindi al livello del mare hai circa 1,1 kg di spinta di galleggiamento per m3 di pallone ad elio, senza considerare il peso dell’involucro. Oppure chiedi agli amici di Stratospera, loro sanno TUTTO.
Direi che è decisamente più interessante e meno “Naive”.
Tra l’altro ho letto che il pallone alla massima altezza non collassa ma esplode*, vale a dire che l’espansione dell’elio determina una pressione sulle pareti interne del pallone che supera quella esterna di un differenziale superiore a quello sopportato dal mylar. Quindi forse potrebbe essere sufficiente estrarre l’elio quel tanto che basta a mantenere un differenziale di pressione minimo o nullo (dopo aver irrigidito le pareti).
*Mi spiego meglio: I palloni sono aperti inferiormente, questo per permettere una “autoregolazione” ed evitare lo scoppio alla fine della prima fase ascensionale. Poi i cicli di giorno e notte determinano contrazioni ed espansioni continue che provocano la fuoriuscita progressiva dell’elio e quindi il calo di quota. A questo punto il Payload viene sganciato, il pallone riprende a salire fino ad esplodere.
Non so per le altre questioni, ma per i materiali non credo ci sia nulla di impossibile a patto di sapere esattamente quali caratteristiche devono avere (specialmente in termini di permeabilità ai gas e peso) e di poter finanziare un opportuno progetto di ricerca per farli sviluppare. Dico questo perchè nel laboratorio dove lavoro un tesista era stato coinvolto in un progetto (in cui c’era di mezzo anche l’Alenia) che doveva sviluppare un multistrato per una struttura espandibile da montarsi su un rover per usi lunari e marziani. L’attenzione era stata concentrata proprio sullo strato che doveva consentire l’impermeabilità ai gas e anche se non definitivo, qualche risultato era stato ottenuto. Qui ci sarebbe anche la questione che deve reggere il vuoto all’interno…una bella sfida!
, ma è meglio farsi ridere dietro piuttosto che rimanere per sempre con il dubbio.
