Concetto "Red Antares"

Parlavo in precedenza di un nuovo scenario da includere nella versione Antares 3.0 e volevo che fosse un qualcosa di diverso ed originale.. Dopo vari ripensamenti ho individuato un profilo di missione che ho chiamato Red Antares, e che come avrete capito porterà una capsula su Marte.

Prima che mi accusiate di plagio, ricordo che la proposta di far atterrare la nostra capsula su Marte fu avanzata nel 2012 dall'utente Crew Transport Vehicle e addirittura testata con successo da Mir, con tanto di procedura!

Ecco la discussione:
https://orbiteritalia.forumotion.com/t1868-mars-antares?highlight=antares+marte

Tutto questo anni prima del progetto Red Dragon di SpaceX!

Il piano prevederebbe di lanciare due Jarvis M dotati di stadio HES5. il primo unmanned e il secondo con un equipaggio di due. I due mezzi andrebbero a congiungersi in LEO e poi effettuerebbero il trasferimento orbitale verso Marte sfruttando entrambi gli stadi. Arrivati a Marte si effettuerebbe un'accensione per inserirsi in un orbita media, decisamente ellittica. Qui comporrebbero una sorta di stazione spaziale in MMO che rimarrebbe per un certo periodo di tempo da definire, che potrà essere anche inferiore al periodo di massima efficienza per il ritorno a casa. Prima di ripartire si farebbe staccare la capsula che avanza facendola atterrare su Marte , mentre l'Antares LR rimanente affronterebbe il rientro a casa.

Ieri mi sono divertito a calcolare il delta v di questo treno spaziale e siamo a 7,8 km/S , ben superiori ciò che necessita e quindi con un discreto margine di sicurezza anche per un rientro in un momento di scarsa efficienza per i trasferimento Marte Terra.

Con due capsule un equipaggio di due persone avrebbe ossigeno, scorte e viveri per circa tre anni..

Un profilo del genere sarebbe ottimo per esaltare il terreno 3d di Orbiter 2016..

Cosa ne pensate?

Fausto ha scritto:

Cosa ne pensate?

I approve

Me piace...

Quindi niente atterraggio se ho capito giusto. Ma bastano due capsule come spazio abitabile per un periodo di almeno (se va tutto bene) 6-7 mesi?

Ciao ragazzi scusate se sono latitante... problemi problemi problemi

Piace anche a me! Molto bella e intrigante! Complimenti Fausto per l'ingegno! Sarebbe una chicca interessante da aggiungere a un futuro pacchetto.

Mi chiedo se sarebbe possibile inserire Starlab in un simile scenario per renderlo più realistico. Antares da sola non è abbastanza schermata dai raggi cosmici e brillamenti solari (nessuna capsula potrebbe esserlo) anche se teoricamente, conoscendo in anticipo la direzione da cui arrivano i raggi, è possibile utilizzare lo stadio HES-5 con i serbatoi di propellente come scudo, ma non nel ritorno quando i serbatoi sono vuoti.

Starlab ha questo shelter con scudo di acqua, adatto per il trasferimento, e nella configurazione "liscia" senza espansioni l'ho sempre pensata anche come modulo abitativo da aggiungere ad Antares per un trasferimento Terra-Marte (o come avamposto "sicuro" in orbita lunare), una specie di super-espansione come quella che usammo per il nostro scenario del flyby venusiano. Anche perché serve spazio abitabile e Starlab ne ha 700 metri cubi (se ricordo bene i conti).
Sarebbe a questo punto interessante per me capire come utilizzare Quasar e lo Starlab in una variante di questo scenario... servirebbero almeno tre lanci del Quasar per spedire verso Marte il treno spaziale (uno per la stazione e due per i moduli propulsivi, con assemblaggio in LEO). Più altri lanci di propellente verso Marte per assemblare il treno spaziale per il ritorno...

Il modulo principale di Starlab e i moduli propulsivi sono pronti da tempo (in Spacecraft3) e volendo si potrebbero impiegare anche subito.

Ciao Andrew, rieccoti, speravo di leggere un tuo commento su quest'idea!

inserire StarLab nel progetto sarebbe ideale, perché avere 2 Antares identici nello stesso scenario comporta dei conflitti a livello di DLL.. bisognerebbe intervenire sul codice ma se la cosa è evitabile è molto meglio.. inoltre effettivamente sarebbe più realistico.. Ma non capisco l'idea di far tornare indietro Starlab.. non sarebbe meglio lasciarlo la dov'è, in attesa di ulteriori missioni? A tornare potrebbe essere solo Antares LR, mentre per la discesa verso Marte potremmo usare una RV. Per le radiazioni potremmo sfruttare il delta V in avanzo per accorciare il viaggio di ritorno e minimizzare l'esposizione (Mars Direct mi ricordo che risolveva così il problema dei raggi dannosi)

In riassunto lo schema di missione includendo StarLab potrebbe essere:

1) Lancio StarLab (Quasar)
2) lancio modulo propulsivo 1 (Quasar) e aggancio con starlab
3) Lancio modulo propulsivo 2 (Quasar) e aggancio con starlab
4) Lancio Antares RV (solo capsula) (Jarvis S) e aggancio con starlab
5) Lancio Antares LR abitato (Jarvis M) e aggancio con starlab
6) Partenza del treno spaziale verso Marte
7) Ingresso in MMO
permanenza ed esperimenti
9) distacco Antares RV unmanned per discesa verso Marte
10) Distacco Antares LR abitato per rientro verso la Terra.

A questo punto l'equipaggio potrebbe essere espanso, ma non so quanto: StarLab come sta messo a equipaggio e supporto vitale?

Ci avanzerebbe molto Delta V. Teoricamente Antares LR potrebbe distaccarsi dalla stazione e farsi un giretto in LMO e avrebbe ancora buon margine per il rientro. Conta che ne ha 2,4 km/s, mentre il trasferimento Marte Terra da MMO ne richiede circa 1-1,2 km/s nel momento migliore. Ma come detto per minimizzare il rischio radiazioni le gite fuori porta possono essere benissimo tagliate.

A me piace molto il tutto, certo si tratta di una missione ambiziosa per il debutto di Starlab!

Per rispondere a Vittorio: l'atterraggio è previsto solo per la capsula in avanzo, ed il tempo per andare verso marte e ritorno è ben più di 7 mesi.. diciamo almeno un anno e mezzo se puntiamo ad un rientro veloce..

Divertente il punto 8...


Per farlo "bene" l'unica è fare una lista con elenco numerato:

Codice:

[list=1]
[*]bla bla bla
[*]bla bla bla
[*]bla bla bla
[/list]

che si traduce in...

1. bla bla bla
   
2. bla bla bla
   
3. bla bla bla
   
4. bla bla bla
   
5. bla bla bla
   
6. bla bla bla
   
7. bla bla bla
   
8. bla bla bla
   
9. bla bla bla
   
10. bla bla bla
    

Fausto ha scritto:

Ma non capisco l'idea di far tornare indietro Starlab.. non sarebbe meglio lasciarlo la dov'è, in attesa di ulteriori missioni?

Per avere la protezione e l'habitat anche durante il ritorno. Certo comporterebbe la distruzione o la perdita della stazione a fine missione visto che ricollocarla in LEO non si potrebbe fare...

Citazione :

A tornare potrebbe essere solo Antares LR, mentre per la discesa verso Marte potremmo usare una RV. Per le radiazioni potremmo sfruttare il delta V in avanzo per accorciare il viaggio di ritorno e minimizzare l'esposizione (Mars Direct mi ricordo che risolveva così il problema dei raggi dannosi)

Questa se fattibile può essere un'altra idea.

Citazione :

A questo punto l'equipaggio potrebbe essere espanso, ma non so quanto: StarLab come sta messo a equipaggio e supporto vitale?

Vittorio aveva disegnato cuccette per sei uomini. Utilizzando uno dei due Antares come zona-notte aggiuntiva possiamo arrivare a 6+6=12 ma poi come li riporti indietro con una sola capsula?

Citazione :

A me piace molto il tutto, certo si tratta di una missione ambiziosa per il debutto di Starlab!

Già

Citazione :

Vittorio aveva disegnato cuccette per sei uomini. Utilizzando uno dei due Antares come zona-notte aggiuntiva possiamo arrivare a 6+6=12 ma poi come li riporti indietro con una sola capsula?

Meglio mandarli in 6... la missione verso Venere ne aveva due, con la speranza che non litigassero mai per 18 mesi.. mezza dozzina di uomini formano un bel gruppo.



Domanda: ma i moduli propulsivi sono dotati di RCS e si possono muovere verso Starlab?

I moduli propulsivi sono derivati dal terzo stadio del Quasar (come lo stesso Starlab). Sono dotati di un solo motore J-2X anziché due, di RCS per rotazione e traslazione e di anello di attracco a prua e a poppa per agganciarsi e "impilarsi" nel numero necessario alla bisogna.

Questo è un modulo:


Questa era una prova di treno spaziale:

Eh beh ora si che sono ingolosito!!

Ora mi è venuta voglia di far un bel video uguale a quello per la missione verso Venere..

Finisco le ultime cose su Antares 3.0 e poi studiamo meglio questo scenario (anche se mi pare che le linee guida siano già tracciate)

Potenzialmente potrebbe addirittura essere abbinato ad un Arcturus "marziano" per una missione completa sulla superficie.. ma qui si divaga ovviamente. Le applicazioni per questa stazione abbinata ai moduli propulsivi sono moltissime.

Mi ripeti quanto delta V complessivo serve per la TMI e per la MOI?
Voglio fare due conti.

Per la TMI servono circa 4,1 km/s mentre per la MOI 0,8 km/s in un orbita con apoasse molto alto. Per una LMO servirebbero 2,2 km/s circa, probabilmente troppi. Per la TEI servono tanti quanti utilizzati per la MOI. Dato che Antares LR ha 2,5 km/s circa potrebbe andarsi a fare un flyby con deimos (idea del venerdì sera .. )

Allora, devo confessare che il treno spaziale che vedi sopra l'avevo concepito per sparare Starlab+Antares attorno alla Luna, non Marte. Vedo che i requisiti di Delta V sono sostanzialmente diversi.

Ho i conti: il peso totale del payload (Starlab + Antares LR + Antares RV) è la bellezza di 229.103 chilogrammi, che riduciamo per comodità a 209.103 privando Starlab di quasi tutto il suo propellente interno per i reboost orbitali (meno necessario attorno a Marte).
Per raggiungere Marte con quel peso bisognerebbe impilare un terzo modulo propulsivo (quindi un lancio Quasar in più), ma comincerebbe ad essere poco pratico... non ho idea di come potrebbe essere manovrato in orbita un simile mostro. Forse inoltre troppo pesante per la spinta del primo modulo (bisognerebbe fare una TMI in più riprese come facemmo con la missione Efesto). A quel punto però, ammesso che funzioni, avresti anche propellente per un'orbita marziana bassa LMO.

Il problema però è: come torni indietro? Il propellente serve TUTTO per il viaggio d'andata e Antares da sola non ne ha abbastanza per quello di ritorno. L'unica è spedire (separatamente) un HES-5 verso Marte ma non c'è modo di farlo agganciare ad Antares (a meno di munirlo di una docking port, che potrebbe anche essere fattibile).

Prova Fausto ad andare qui:
qui

Ci sono alcune finestre di lancio molto più convenienti. Ad esempio la finestra del 8 novembre 2026 chiede solo 3,63 km/sec per il trasferimento, con un tempo di viaggio di 304 giorni.

Quindi devo ritrattare tutto: il treno spaziale con due soli moduli propulsivi potrebbe funzionare. Eliminando quasi del tutto il propellente a bordo dello Starlab. Il margine è risicatissimo, la missione si preannuncia rischiosa. Forse con necessità di usare anche parte del propellente di Antares per l'inserzione orbitale. C'è comunque il problema del rientro.

Ragazzi quella pagina è bellissima!

Darò una bella occhiata approfondita!

Io ho dato un'occhiata a degli schemi molto approssimativi.. ora abbiamo numeri precisissimi!

Per il rientro non mi sembra ci siano problemi: Se partiamo col solo Antares LR possiamo accorciare di molto il viaggio! Perché il ritorno richiede nella sua forma più efficiente 0.7 km/s e Antares LR ne ha 2,5 km/s circa!
Edit: la finestra di lancio del 26 giugno 2035 richiede 4,31 km/s tra TMI e MOI che sono solo 0.04 km/s rispetto alla tua e ha un tempo di viaggio nettamente inferiore (208 giorni).

Per il rientro secondo me non ci sono problemi se optiamo per una soluzione veloce, come ripeto usando il solo Antares LR.. non siamo nemmeno troppo legati alle finestre classiche alla Hohmann.. il che è buono per vari motivi!

Su questa ultima cosa devo fare un po di ricerca, ti saprò dare numeri più precisi!

Ma sei sicuro che per tornare indietro serva così poco delta V? Se è così ho sbagliato tutte le mie supposizioni ovviamente! Meglio così!

A livello di hardware posso offrirti 4386 m/sec di delta V (considerando Starlab alleggerito togliendogli quasi tutto il carburante per il reboost). Forse all'atto pratico sono meno per le inevitabili perdite necessarie ad assemblare il treno spaziale e anche per la bassa accelerazione iniziale durante la TMI.

Se serve così poco delta V per il ritorno si può pensare di usare metà del propellente di Antares per aiutare la manovra di MOI del treno spaziale (una volta sganciati tutti i moduli propulsivi vuoti). Sarebbero 168 m/sec aggiuntivi - pochi ma magari decisivi.

La restante metà dei serbatoi di Antares, una volta liberato dal peso della stazione, offre più di 1 km/sec che dovrebbe essere sufficiente per il rientro.

C'è poco margine, soprattutto all'andata. Ma non è impossibile.

Dobbiamo fare attenzione però: il delta V del rientro dipende molto anche dall'inclinazione in cui andremo ad inserirci nell'orbita di Marte.. più equatoriale è e meglio sarà. Sia perchè i satelliti di marte sono vicini all'inclinazione zero e poi potremo sfruttare molta più energia del nostro moto per il rientro..

Comunque i delta V per il rientro sono calcolati anche nel tool di cui mi hai dato il link. Se guardi QUI e su una qualsiasi delle traiettorie nell'elenco premi view ti accorgerai che i delta V del rientro sono compresi tra 0,7 e 1,5 km/s. Se premi sulle frecce in alto a destra nella finestra potrai scorrere avanti ed indietro i dettagli delle varie traiettorie. In molti casi i delta V di rientro sono più alti, un po per via di traiettorie davvero strane, ma credo che il più delle volte la causa sia da attribuire ad una inclinazione sfavorevole.. non so.. farò delle prove nel simulatore con transX.

EDIT unica cosa che non capisco è a cosa si riferisce quel post injection deltaV...

EDIT 2: capito, è la somma tra la MOI e la TEI temevo fosse qualche valore riferito alla partenza da Marte..

E' un tool molto utile.
L'ho usato per capire quanto delta V mi serviva per la mia sonda per Urano (che poi non ho mai pubblicato) e quindi con che razzo lanciarla.

Ho trovato questo piano di missione:

Partenza 26 Jun 2035  -> 3.64 KM/s

Arrivo 4 Jan 2036 (192 giorni di viaggio)-> 0,69 KM/s

Permanenza fino al 17 lug 2037 (1 anno e 6 mesi di permanenza in orbita marziana)

Rientro: 15 apr 2038 (270 giorni di viaggio) 1,15 km/s


Totale Delta V treno spaziale: 4,33 Km/s
Totale Delta V Antares LR: 1,15 km/s
Margine 175 m/s per il treno spaziale (stima )

Forse così riusciamo a farcela.. forse..

Guadagneremmo altri preziosi m/s facendo distaccare Antares RV prima della MOI.. che è anche logico perché tutte le missioni con lander eseguono questa procedura(proprio come lo ha fatto oggi Schiapparelli) Sarebbero 13 tonnellate in meno da spingere..

Una cosa non ho capito bene di tutto il progetto
A che scopo far atterrare su Marte una capsula Antares vuota?

Si tratterebbe di un lander scientifico, diciamo così.. certamente per quello scopo è uno spreco.. basterebbe un lander automatico tipo Armstrong,, che si forse a pensarci bene non sarebbe una scelta malvagia se anziché Marte l'obiettivo fosse Phobos o Deimos...

Un minilander per Phobos sarebbe una sfida. Peraltro la gravità è così ridotta che per atterrare bisogna praticamente andare a sbatterci contro!

Per quanto riguarda Marte, si immagino la soddisfazione di vedere la nostra Antares atterrare sul Pianeta Rosso... missione "promozionale" come quella di Red Dragon, diciamo
Ecco diciamo che se dovessi progettare un lander scientifico lo farei in modo un po' diverso

Citazione :

Un minilander per Phobos sarebbe una sfida. Peraltro la gravità è così ridotta che per atterrare bisogna praticamente andare a sbatterci contro!

Sarebbe quasi come un rendez- vous con una stazione spaziale. Sinceramente non la vedo così tanto difficile, a patto di avere abbastanza delta V sul lander.. Ora Armstrong ne aveva abbastanza per deorbitare dalla LLO ( o anche per la LOI? non ricordo) ma se il nostro obiettivo è Deimos credo che si possa fare sinceramente..

Citazione :

Per quanto riguarda Marte, si immagino la soddisfazione di vedere la nostra Antares atterrare sul Pianeta Rosso... missione "promozionale" come quella di Red Dragon,

Si un po di promozione c'era sicuramente dato che volevo "lanciare" Antares 3.0


Comunque ho fatto una prova, impostando un orbita di 24 ore intorno a Marte e provando una TEI.. il delta V è di poco superiore a quanto indicato sul tool della nasa, circa 1,25 km/s.. forse perché partiva da un'orbita più ellittica con maggiore energia

Bisogna cercare di guadagnare peso, secondo me. I margini sono un po' troppo risicati.
Forse si potrebbe alleggerire Antares caricandola solo del propellente necessario alla TEI: tutto il resto è superfluo visto che a differenza dello scenario lunare non usa i suoi motori per collocarsi in orbita ma solo per venire via. Diciamo dieci tonnellate di alleggerimento. Dovrei fare qualche calcolo.
Anche la capsula da far atterrare si potrebbe alleggerire: sbarcando tutti i sottosistemi di sostegno vitale (e anche cockpit e seggiolini, ma lasciamoli dove sono per non modificare la mesh), si può alleggerire. A casa ho una tabella dove mi ero annotato i pesi di tutti i sottosistemi, estrapolati da quelli dell'Apollo. Entro sera potrei dire di quanto si potrebbe alleggerire la capsula.

Infine, Starlab dispone di un telescopio IR da 1,3 metri di apertura che da solo è un bel peso. Si potrebbe sbarcare pure quello ma mi piacerebbe di no, perché sarebbe ideale per mappare la superficie marziana (e se modifico la mesh devo ridefinire tutte le animazioni e i gruppi e mi vien male )