Energia e tecnica per i viaggi nello spazio.

[Darwin]

livingreen non ne sono molto sicuro il kevlar è già poco stabile ai raggi UV che hanno un energia molto minore di x e gamma. Vedrò se trovo qualche dato. Mr Hide in orbita siamo sempre dentro lo scudo dell fasce di Van Halen quindi poche radiazioni per fortuna senno saremo fregati anche quaggiù il problema è appena si va al "largo"

[Mr.Hyde]

si è vero Darwin il problema comunque rimarrebbe anche se il kevlar resiste ai raggi cosmici , probabilmente verrebbe trapassato lo stesso dalle radiazioni . cioè il materiale non si distrugge ma nemmeno scherma gli astronauti . vista cosi' la soluzione al problema è piu' ardua di quel che pensavo , quidi l'unica soluzione sarebbe quello di avere una tuta con uno strato " ripieno" di plasma ... hahaha

[livingreen]

La soluzione è nell'uso di materiali ibridi e multistrato, come le attuali tute degli astrronauti adatte alle attività EVA.
E portarsi dietro una buona scorta di pezze per le riparazioni... un conto è fermare un proiettile che viaggia a mille metri al secondo, un altro è fermare un micrometeorite che viaggia dieci volte più veloce.

http://www.lescienze.it/news/2012/11...ttili-1339972/

[Mr.Hyde]

si living , ma giustamente Darwin faceva riferimento ai raggi X e raggi gamma e il loro effetto devastante sul DNA (cellule cancerose) , che richiederebbero materiali che non permettono il passaggio dei medesimi fuori dalla fasce di va ed oltre al piombo non vedo molti materiali...

[livingreen]

Nelle tute usano il mylar, ma lo spessore per forza limitato offre una protezione insufficiente. Magari una struttura fissa avrebbe spessori maggiori e schermatura migliore...

[experimentator]

Pensando ai viaggi dell'uomo nello spazio, ai vari robot automatici inviati su Marte ed alla guerra fredda ed al muro di Berlino, tempo fa mi venne di scrivere dei versi relativi alla situazione dell'epoca e come tutto si rinvii nel tempo.

DOMANI UN UOMO ANDRA’ PER GLI SPAZI
LO GUIDERANNO PERNSIERI ELETTRONICI.
?
DOMANI UN UOMO ANDRA’ DAL SUO NEMICO
A FIRMARE UN ACCORDO DI PACE.
?
E’ TEMPO ORMAI CHE LA GUERRA
NON DEBBA ESISTERE PIU’.
?
DOMANI UNA LATTA CHE VOLA,
GUIDATA DA PENSIERI ELETTRONICI,
CI PARLERA’ DI UN MONDO LONTANO.
?
ORMAI ANNULLARE UN PO’ DI MATERIA
SIGNIFICA DISTRUGGERE TUTTO.
?
MA DOMANI , FORSE DOMANI …
DOMANI SARA’ UN GIORNO IMPORTANTE!

Come sono attuali queste parole.

[experimentator]

Bella poesia. Mi piace.

[experimentator]

Il nostro connazionale Parmitano è nello spazio nella stazione spaziale ISS. Doveva essere programmata una attività extra veicolare.
Qualcuno di voi sa se per caso è stata effettuata?
Io non ne ho sentito più parlare.
Forse queste missioni sono diventate ormai di routine e non interessano più nessuno?

[nll]

Per le passeggiate in EVA di Luca Parmitano è presto, la previsione che le sue due uscite (di 6-8 ore ciascuna!) saranno fatte in Luglio. C'è chi segue costantemente la missione, ci mancherebbe altro, ma è possibile anche per il cittadino normale: ci sono i report quotidiani e la possibilità di vedere foto e filmati che ogni giorno vengono ripresi, basta connettersi col sito dell'agenzia spaziale europea.

Ma questo cosa c'entra con i viaggi spaziali oggetto diu questa discussione?

[livingreen]

I programmi spaziali hanno bisogno anche loro di fondi, e spesso la NASA ha rilanciato il programma delle missioni ammiccando anche al gradimento del pubblico, altrimenti come dici tu si sarebbe spento l'interesse dela gente, cioè degli elettori e cioè di chi deve elargire i fondi. Un esempio per tutti la sfortunata missone del Challenger, dove Christa McAuliffe doveva essere la prima insegnante nello spazio, occasione per mostrare al pubblico che chiunque poteva diventare astronauta e rilanciare i programmi spaziali.
Non mi risulta che l'ESA usi gli stessi metodi, anche perchè i sistemi politici europei sono diversi da quello degli USA.

[experimentator]

Come che c'entra ? Certo che c'entra .
I viaggi nello spazio presente, passato s futuro , sono i temi della discussione. Anche come dice living, ci sono appassionati di astronautica come me ed altri a cui piace seguire , anche le piccole missioni.
Non sapevo che la missione EVA fosse prevista per il mese di luglio, pensavo fosse a breve.
Ovvio che l'interesse della gente cresce se la si informa, riportando anche curiosità. In fondo gli astronauti diventano degli attori per la gente e degli esempi da seguire per i giovani. L'interesse per le missioni Apollo crebbe quando la NASA decise di mandare le immagini degli astronauti.

[experimentator]

Salve .
Solo un aggiornamento per quanto riguarda i viaggi spazilai, in particolare la missione sulla SSI in cui c'e il nostro connazionale LUCA Parmitano , il quale ha detto "sarà importante far capire quello che fanno l'Agenzia spaziale italiana e europea, basti pensare che quasi il 50% della stazione spaziale è costruito in Italia".
Credo sia una buona notizia
http://www.google.it/url?sa=t&rct=j&...6q6am_DJ8tIOIQ

[Franco52]

Io mi chiedo una cosa...
L'industria aerospaziale italiana giustamente cerca commesse, ma l'Agenzia Spaziale italiana (che tra l'altro nei giorni scorsi ha prodotto un piccolo scandaletto, credo una distrazione di circa 25.000 euro, non sò se avete seguito, tra l'altro io con quei 25.000 euro avrei costruito e testato il motore di heim, quello italiano, bada bene Living) non potrebbe lanciare qualche nuovo progetto, che non sia il solito satellite o il solito pezzetto della stazione spaziale...mi veniva in mente per esempio un veicolo di trasferimento orbitale che dalla stazione porti un manned in orbita lunare e viceversa?
Se ci fossero pochi soldi si potrebbe fare un programmino decennale per fare una cosa del genere o qualcosa di simile!
Che ne pensate?

[experimentator]

Avevo sentito qualcosa riguardo questo piccolo ammanco. Ma con 25.000 euro cosa ci fai? Giusto un programmino per computer.
Mi sembra proprio una cifra irrisoria , se qualcuno se ne fosse appropriato sarebe proprio una cosa da pezzenti. Ma credo che si tratti solo di una svista contabile. Rovinarsi la carriera per una cifra simile, mi sembra ridicolo ed improbabile.
Per quanto riguarda i finanziamenti credo che le industrie aerospaziale dovrebbero indirzzarsi sul privato , come si fa per l'aviazione civile.
Dovrebbero produrre velivoli adatti a portare persone normali nello spazio , che pagherebbero il viaggio.

[livingreen]

io con quei 25.000 euro avrei costruito e testato il motore di heim, quello italiano, bada bene Living

Io non credo che tu possa concepire , progettare o costruire alcunchè, comunque... per il "motore di Heim" sono richieste macchine così grandi e costose da superare la capacità di contribuzione di tutti Paesi del mondo.
(ti ho già inviato la risposta nel thread apposito, ma vedo che hai difficoltà a comprenderla)

Quel che si può fare con 25.000 euro, invece, è trovare qualche pollo che abbocchi e DIRE che si sta costruendo un motore mentre invece li si spende tutti in ristoranti e night clubs, e poi buonanotte al secchio.

[Franco52]

Living testadura , il motore italiano è quello del link di episteme e non è affatto complicato.
Quanto agli alberghi e ai ristoranti, mi sembra che siano stati proprio quelli dell'ASI a farlo....

[experimentator]

>B. Heim è stato un grande fisico tedesco che rimase mutilato delle mani a 19 anni.
E' il precursore per cosi dire dello spazio a più dimensioni nel tentativo di unificare la fisica, precursore della teoria del tutto.
Ma l'aumento di più dimensioni, oltre la quarta dim. temporale, mi sembra un artificio tecnico , come dire se abbiamo un cubo nelle tre dimensioni, guardando allo specchio questo cubo le dimensioni raddoppiano e cosi via con altri specchi, il che ci consente di vedere il cubo nelle varie angolazioni senza girarlo e verificare che sia veramente cubo o qualche altra cosa, vedere l’oggetto, nella sua interezza.
In quanto a creare altre dimensioni con una macchina a gravitazione o elettromagnetica o magnetica e viaggiare velocemente nello spazio mi sembra pura fantascienza.
Ma comunque Franco se tu pensi di poterci riuscire anche ricreando un piccolo prototipo , mi sembra che la cifra non sia poi cosi alta.
In quanto a finanziatori non credo troverai alcunché per questo esperimento, per inciso io non ho trovato alcunché per un esperimento molto più semplice di una pila chimica (veramente realizzabile), su cui io personalmente ho un investito un poco del mio tempo e di denaro.
>

[livingreen]

Living testadura , il motore italiano è quello del link di episteme e non è affatto complicato

... come se non conoscessi l'ASPS, vero? Del quale se non erro eri un sostenitore, vero?

Bene, tanto per cominciare è una cosa completamente opposta al "motore di Heim", ed al massimo lo si può paragonare al motore a ioni (il che vuol dire anni ed anni per arrivare da qualche parte), ed inoltre la potenza (seppure applicabile per tempi anche mille volte superiori ai razzi chimici) è dell'ordine dei 20 watt nel modello sperimentale e difficilmente potrà superare i 100 nell'eventuale utilizzo.

Nulla di paragonabile ai 190.000.000.000 watt (190 GW) del solo primo stadio del Saturno V, e non conto nemmeno gli altri due stadi.
Ma come ho detto, tu non hai alcun senso delle proporzioni...

[Franco52]

Zagami, i privati per adesso si limitano a prospettare voli turistici suborbitali o al limite sulla stazione spaziale,
ma sarebbe interessante trovare un privato lungimirante e danaroso che prospetti un hotel sulla Luna:

Un hotel sulla Luna per turisti spaziali - La Repubblica

[experimentator]

Su questo sono daccordo con te, credo che la strada da intraprendere per l'esplorazione spaziale debba ripartire dal privato.
Solo se c'è un interesse economico si andrà avanti, come è stato in passato.
Le navi da crociera erano un lusso una volta, ora tutti si possono permettere una crociera in una lussuosa nave.
La tecnologia per i viaggi a breve distanza dalla terrra o dalla luna c'è ed è possibile.
Anzichè contare sugli Stati che dovrebbero finanziare la ricerca aumentando le tasse ai cittadini , dovrebbero essere i privati a investire nel turismo spaziale.
Si tratta solo di cominciare, di fare una stazione lunare permanente . Da questa piano paino potranno essere fatte altre strutture permanenti ancora più grandi, anche alberghi con piscine, perchè no?
Il materiale da costruzione potrebbe essere preso in maggior parte dalla Luna stessa.

[Franco52]

Comunicazioni via laser con la Luna:

http://www.pollucenotizie.com/2013/0...e-la-luna.html

[Franco52]

Mattonelle lunari:

Ecco il mattone per costruire sulla Luna - Corriere della Sera

[Franco52]

Acqua sulla Luna:

Lunar water - Wikipedia, the free encyclopedia

[Franco52]

Guarda caso, il motore di Alcubierre in attualità:

Un futuro di viaggi interstellari con il «motore a curvatura» alla Star Trek? - Corriere.it

Quì è descritto come produrre energia negativa:

http://www.energeticambiente.it/ai-c...-negativa.html

[Franco52]

Processamento regolite:

[Franco52]

Propulsione RINGS sulla Stazione Spaziale:

http://drum.lib.umd.edu/bitstream/19...117N_14315.pdf

[Franco52]

Raymond SEDWICK, et al -- RING ( Resonant Induction Near-Field Generator )

[Franco52]

Peter Chen, un fisico della NASA, Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland, sostiene che si possono costruire telescopi sulla Luna usando materiali indigeni.
Miscelando nanotubi di carbonio, con poca resina epossidica e polvere lunare simulata (farina di basalto).
Il disco contenente questa miscela viene fatto ruotare a velocità costante finchè non solidifica in forma di parabola, sulla quale poi viene applicato un sottile strato di alluminio in una camera a vuoto (ma sulla Luna il vuoto c'è già).
Per fare uno specchio tipo Hubble Telescope, occorrerebbero 60 Kg di resina, 1.3 Kg di nanotubi, 1 grammo di alluminio e 600 Kg di farina di basalto.

[Franco52]

IN SITU RESOURCES UTILIZATION (ISRU) sulla Luna:

http://www.nasa.gov/pdf/203084main_I...C 11-07 V3.pdf

http://www.frc.ri.cmu.edu/project/lri/scarab/isru.pdf

http://www.globalspaceexploration.or...&groupId=10812

http://www.lpi.usra.edu/lunar_resour...RUPresenta.pdf

[Franco52]

METTERE IN ORBITA UN MICROSATELLITE PER MEZZO DI UN MINIRAZZO LANCIATO DA UN PALLONE STRATOSFERICO

FRANCO MALGARINI - ROBERTO PACILLI


Costruire piccoli satelliti offre agli studenti la possibilità di fare un'effettiva ingegneria spaziale e vedere il loro lavoro andare in orbita. Questi satelliti economici pesano pochi chilogrammi, vengono costruiti in pochi mesi e contengono componenti elettronici disponibili sul mercato.
In orbita polare bassa sono utilizzabili come ricetrasmettitori di dati digitalizzati "a pacchetto", potendo interrogare sensori sismologici, meteorologici e oceanografici piazzati in aree remote, accumulare i dati e ritrasmetterli a terra dopo qualche tempo. La Fig.1 mostra il microsatellite ITAMSAT lanciato da un razzo Ariane nel 1993.

















I microsatelliti sono di forma cubica, di 23 cm di lato e 7.5 Kg di peso, più 2.5 Kg del dispositivo di separazione dal vettore costituito da una molla tarata, trattenuta in posizione compressa da un bullone esplosivo comandato da terra. La stabilizzazione avviene mediante quattro barre magnetiche che automaticamente allineano l'asse Z del satellite con le linee di forza del campo magnetico terrestre.
Le sei facce sono coperte da 20 celle fotovoltaiche, producenti mediamente 14 watt. Il satellite è costituito da cinque moduli sovrapposti (ricevitore, TSRF, alimentatore e regolatore di tensione, calcolatore di bordo, trasmettitore) connessi al Bus di sistema. Modelli più avanzati contengono anche una telecamera a colori con una risoluzione di 2 Km.
Questi microsatelliti richiedono "piccoli" missili che possono essere vantaggiosamente lanciati ad alta quota da aerei o palloni stratosferici, evitando così lo strato atmosferico più denso.
Nel 1957, per mezzo del "Progetto FARSIDE", gli Stati Uniti utilizzarono grandi palloni stratosferici riempiti di gas elio per lanciare da quote di 20-30 Km dei razzi a propellente solido a 4 stadi, del peso di 860 Kg, lunghi 7 m e larghi da 50 a 24 cm, che portarono fino a 5000 Km di quota dei piccoli carichi scientifici di 4.5 Kg, peraltro con grossi problemi di telemetria per la rozzezza degli apparati elettronici dell'epoca.
Ora, sulla falsariga di tale esperimento americano, si potrebbe prospettare un esperimento simile con lo scopo di immettere il carico scientifico in un'orbita polare bassa utilizzando un missile a propellente solido a tre stadi, il quale venga lanciato da un'opportuna navicella appesa ad un pallone stratosferico. I problemi che si prospettano in un tale esperimento sono notevolmente diversi da quelli incontrati dagli americani nel loro progetto Farside e tutto per la diversità degli scopi finali; infatti per gli americani l'obiettivo finale si risolveva nel conseguimento di un record di quota (6.400 Km) e quindi tutta l'energia propulsiva del razzo veniva utilizzata per una variazione di energia potenziale, per cui il missile (ovviamente il solo ultimo stadio) una volta esaurita la scorta di propellente e spentosi, continuava la salita in verticale per forza d'inerzia con un continuo decremento della velocità per poi, raggiunta la quota massima consentita dalla velocità conseguita alla fine della combustione (velocità massima), iniziare la caduta verso terra seguendo una traiettoria verosimilmente parabolica. In effetti la velocità stimata raggiunta alla fine della combustione del propellente dell'ultimo stadio era probabilmente sufficiente all'iniezione del carico scientifico in orbita ma lo scopo non era quello; per conseguire questo scopo occorre precisare come avviene l'inserimento in orbita di un tipico satellite. Tale operazione consiste delle seguenti fasi:
1)Lancio in direzione verticale in modo da minimizzare il tempo di volo negli strati più densi dell'atmosfera e quindi sprecare il minimo di energia in termini di resistenza aerodinamica (il lavoro dei propulsori viene in gran parte speso in variazione di energia potenziale mentre il resto viene speso nell'incremento di energia cinetica di tutto il missile); inoltre c'è da tenere presente che non è conveniente accelerare fortemente il missile a bassa quota anche per ragioni costruttive di rapporto peso-robustezza, infatti la massima sollecitazione a cui è sottoposto il missile si ha quando ci si avvicina a Mach 1 (fase transonica, massima pressione dinamica esercitata dall'aria); ovviamente la massima pressione dinamica è dipendente dalla densità dell'aria e quindi se tali velocità (dell'ordine di 300 m/s) vengono raggiunte a quote elevate ove tale densità è minore si può progettare una struttura del missile meno robusta e quindi più leggera, a vantaggio del carico pagante.
2)Fase rotatoria in cui il missile, raggiunta una quota compresa tra 10 e 20 Km, inizia a deviare la traiettoria rispetto alla verticale. La velocità è in continua crescita e così anche la quota. Dopo poco si esaurirà il propellente del 1° stadio che verrà sganciato.
3)Funzionamento del 2° stadio con angolo della traiettoria rispetto alla verticale in continuo e costante aumento; alla fine del propellente del 2° stadio siamo a circa 200 Km di quota con una velocità dell'ordine di 15.000 Km/h.
4)Fase inerziale in cui il missile prosegue per forza di inerzia lungo una traiettoria che, sotto l'influenza della forza di gravità, è parabolica, con decremento di velocità ed ulteriore piccolo guadagno di quota. Alla fine la traiettoria sarà perpendicolare alla verticale locale e
5)A questo punto si accenderanno i propulsori dell'ultimo stadio accelerando il missile alla velocità orbitale a cui si equilibrano la forza di gravità e la forza centrifuga derivante dalla percorrenza di una traiettoria curva; a questo punto il missile è in orbita (ovviamente da correggere e rifinire).
















Volendo utilizzare una base di lancio sospesa in aria tramite il pallone stratosferico, si comprende bene che si evitano tutti i problemi relativi alle fasi iniziali del lancio, quindi si può prevedere una struttura del missile relativamente leggera (essendo le sollecitazioni minimizzate). In particolare si può pensare di lanciare il missile non secondo la verticale (come effettuato dagli americani nel progetto Farside) bensì secondo un angolo rispetto alla verticale che potrebbe essere intorno ai 30°.
Ora un tale veicolo deve essere in grado di raggiungere la velocità capace di compensare l'attrazione gravitazionale e quindi, ipotizzando a grandi linee di voler ottenere un'orbita di circa 100 Km, la velocità necessaria può essere calcolata imponendo l'uguaglianza della forza di attrazione con la forza centrifuga; ipotizzando un peso del satellite di circa 10 Kg ed uguagliando le due espressioni, si ottiene un valore di 7845.1 m/sec che è la velocità con cui si deve muovere il veicolo alla fine della combustione dell'ultimo stadio.
Tenendo conto che partendo da quota stratosferica la resistenza aerodinamica è trascurabile, possiamo utilizzare una formula approssimata per il dimensionamento del missile, che è quella ottenuta dal teorema dell'impulso per cui la velocità finale di un missile è pari a Vsxln(mi/mf) dove Vs è la velocità di scarico dei gas del razzo ed mi e mf sono rispettivamente la massa iniziale e finale. Ipotizzando per la velocità di scarico un valore di 1800 m/sec abbastanza ragionevole per razzi a propellenti solidi, otteniamo un rapporto fra massa iniziale e finale pari a circa 78; ciò significa che se vogliamo mettere in orbita il nostro microsatellite pesante circa 10 Kg, necessitiamo di un missile che in ordine di volo pesa 780 Kg, quindi considerando le approssimazioni fatte, un valore ragionevole per sperare in un successo è di 1000 Kg (siamo sugli stessi ordini di grandezza dei missili del progetto Farside che infatti pesavano 860 Kg. Tali valori ovviamente inducono a pensare a costi non proprio trascurabili ma comunque alla portata di una associazione ben organizzata che si muova sotto il patrocinio ed in stretta collaborazione con strutture universitarie.
Considerando che l'Agenzia Spaziale Italiana gestisce la base di Trapani-Milo per il lancio di palloni stratosferici, è auspicabile e fattibile un esperimento del tipo Farside per mettere in orbita un microsatellite con tecnologia completamente nazionale, cioè senza usare lanciatori stranieri. L'impiego dei palloni nelle ricerche aerospaziali è stato studiato al CNR. La Fig.3 illustra le modalità di lancio di grossi palloni stratosferici per carichi scientifici di oltre una tonnellata. Come navicella si utilizzerà una gondola in funzione di struttura di sostegno e rampa di lancio del missile (Fig.5). La Fig.4 illustra invece le condizioni atmosferiche che trova sul suo percorso il pallone in ascesa e questo costituisce anche il punto più delicato dell'esperimento, pure se la presenza del paracadute garantisce il carico dal danneggiamento del pallone.

Bibliografia
R.Lorenz, "All satellites cheap and small"; New Scientist, 17 June 1989
R.Romani, Un piccolo satellite per i radioamatori; Scienza & Vita nuova, Giugno 1989
J.W.Powell, "Project Farside"; JBIS, vol.35, 1982
A.Castellani, L'impiego dei palloni nelle ricerche aerospaziali; CNR, 1972

Aggiornamento:
Con i picosatelliti da 1 Kg diminuirebbero di molto le dimensioni e il peso del carico da mettere in orbita.