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41 commenti

SpaceX: razzo Grasshopper decolla, sale a 750 m e riatterra


Nuovo record di arrampicata per Grasshopper, il razzo sperimentale riutilizzabile di SpaceX in grado di tornare al punto di partenza e atterrare verticalmente, proprio come nei film di fantascienza classici (compresa la fiammella laterale tipica degli effetti speciali dei film di serie B). Lunedì scorso Grasshopper è salito fino a 744 metri ed è poi atterrato dolcemente sul punto di partenza. Le riprese ravvicinatissime dall'esacottero sono splendide.

Lo scopo finale è ridurre i costi dei lanci spaziali usando razzi il più possibile riutilizzabili invece degli attuali usa-e-getta. Immaginatevi quanto sarebbe proibitivo viaggiare se dovessimo distruggere e ricomprare l'auto o l'aereo ogni volta che ci spostiamo.
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Commenti
Commenti (41)
Considerazione n.1 - Ti lascia senza fiato
Considerazione n. 2 - Quanto carburante potrebbe consumare in una missione ordinaria (considerando che sembra consumare anche all'atterraggio) e quanto dovrebbe essere grande per contenerlo?
Considerazione n.3 - Ripresa da un esacottero...questi aggeggi diventano sempre più potenti, non converrà affidare le missioni spaziali agli esacotteri, prima o poi? :-P
Beh? Razzi che decollano verticali e riatterrano verticalmente. La soluzione economica della versione delle missioni shuttle. Due booster riciclabili per la spinta iniziale, un serbatoio per alimentare i motori dell'orbiter e ovviamente lo stesso che rientra dopo una fantastica missione. Il problema di riutilizzare le cose è che poi si rovinano e se non spendi adeguatamente per fare il "tagliando" ti si disintegrano tra le mani (concorde docet). Come disgraziatamente accaduto. Il sistema era quasi perfetto ma costoso al punto che non si son presi nemmeno la briga di far fare una passeggiata esterna alla navetta per verificare il danno subito dall'orbiter in fase di decollo che poi ne causò la distruzione nel rientro. E magari qualche booster o serbatoio di quelli esplosi si sarebbe dovuto cambiare prima ma per risparmiare gli han fatto fare un giro di valzer di troppo.
Per le missioni con esseri umani l'uso di razzi vettore nuovi è l'unica garanzia di rientrare vivi perché qualcuno che taglierà sui sensori, sulle passeggiate sulle ore missione da risparmiare in qualche ufficio del kaiser si troverà sempre.
Con la macchina se la batteria è vecchia resto per strada, se la gomma si fora resto per strada, se si spegne una luce mi fermo e la cambio, con le missioni spaziali è buona la prima, la gomma non si cambia...
Se no due booster, un razzo vettore ridotto che vada in orbita come l'orbiter sfruttando un serbatoio esterno e i paracadute per recuperare il tutto. Ché l'orbiter era l'unica cosa veramente fantascientifica del tutto a tal punto che ora ce la sognamo.
Siamo tornati indietro, rilanciarsi avanti costa troppo e si cerca di ottimizzare il fiammifero che rimarrà però sempre un fiammifero.
Questo razzi che atterrano verticalmente dan' l'idea di costi carburante e ingombri dello stesso elevati per il vantaggio presunto che offrono.
Avariate,

Questo razzi che atterrano verticalmente dan' l'idea di costi carburante e ingombri dello stesso elevati per il vantaggio presunto che offrono.

Sei per caso ingegnere aerospaziale? Dal tuo tono così certo sembra che tu abbia delle solide basi tecniche, o che tu abbia della documentazione di riferimento a supporto.

Ce l'hai? Perché mi pare strano che Elon Musk non abbia già fatto i conticini.

Lo Shuttle fu il risultato di una serie di compromessi politici, militari e di bilancio e non è un paragone calzante.


Per le missioni con esseri umani l'uso di razzi vettore nuovi è l'unica garanzia di rientrare vivi

Vladimir Komarov, Vladislav Volkov, Georgi Dobrovolski e Viktor Patsayev potrebbero non essere d'accordo con questa tua frase.
"Considerazione n. 2 - Quanto carburante potrebbe consumare in una missione ordinaria (considerando che sembra consumare anche all'atterraggio) e quanto dovrebbe essere grande per contenerlo?"

La strategia dietro ai razzi a decollo e atterraggio verticale non è così campata in aria come a prima vista può sembrare.

Siccome però ci vuole tempo per scrivere tutti i passaggi necessari, fammi sapere se ti interessa davvero saperlo...
Elon Musk prevede una riduzione del 30% del payload per un rientro completo a terra.

http://www.nasaspaceflight.com/2013/10/musk-plans-reusability-falcon-9-rocket/
Non sono convintissimo che questa tecnologia sia conveniente sulla terra ma, visto che su marte sarà indispensabile ben vengano questi esperimenti
Non sono ingegnere aerospaziale ma se l'obiettivo è vincere la forza di gravità terrestre, lanciare la capsula o il carico e poi rientrare sicuramente con un paracadute il vettore consuma meno energia di un booster acceso per non so quanti minuti a contrastare in caduta verticale la forza di gravità. Non solo, se dovesse andar male (i paracadute funzionano mentre a perdere l'equilibrio in un gioco folle ci vogliono tre secondi se qualcosa tra mille va storta) cadrebbe un silos con ancora tanto carburante non bruciato che nella migliore delle ipotesi verrebbe autodistrutto per non finire ad inquinare il mare o a incendiare qualche parte del mondo. Fantastico. Effetto aereo in fiamme sulla città con ancora i serbatoi parzialmente colmi di carburante. Distruggere un vettore a 1000-5000 metri di quota in fase ascendente poi è un conto, uno a 200 metri da terra ancora col carburante che ha perso l'equilibrio ... ammesso di avere il tempo di farlo a quella distanza da terra.
Se vogliamo risolvere la decennale questione dei detriti spaziali il progetto shuttle è li che aspetta. Basta trovare i danari e rianimarlo. Magari non un orbiter come gli shuttle ma qualcosa di meno dispendioso ma comunque valido. Salvo poi garantire che tutti i satelliti vengano smaltiti correttamente alla loro "morte" tecnica invece di essere "disintegrati" come accaduto alla mir e divenire spazzatura orbitante.
Se si parla di marte il discorso è ancora diverso mi pare per via della minore forza gravitazionale del pianeta rosso, l'idea potrebbe funzionare, certo è che gli airbag e i soliti paracadute già funzionano. Sulla luna... Un siluro piantato non si sa dove col baricentro spostato verso l'alto per assenza di gravità... Ottima idea...
Se invece l'idea è di quelle che attirano finanziamenti pubblici... Deve funzionare per forza, quantomeno fino al primo disastro. Come esercizio tecnico va detto che è spettacolare, potevano stupirci con effetti speciali e lo hanno fatto direi.
Sempre da povero cristo che non è ingegnere... Ma a volte a gridare che il re è nudo non sono gli specialisti.
Avariatedeventuali,

Corri a dare queste tue considerazioni altamente techniche e lungimiranti ad Elon Musk, prima che sprechi altri soldi in un progetto ovviamente inutile. In fondo i suoi studi e quelli delle decine/centinaia di ingegneri che ci stanno spendendo anni per realizzarlo sono stati inutili.

Mi dispiace per il tono sarcastico, ma è noioso vedere il commento di turno di quello che pensa che la specializzazione (scientifica/economica/...) non esista e che il suo commento abbia anche un minimo di peso.
@Avariate

Premesso che non ho le competenze di poter discutere di razzi: da quel che ne so, la maggior parte del carburante di un razzo non serve per salire di altitudine. Lo spazio si trova a circa 100 Km sopra la nostra testa, quindi per arrivare li basta molto meno carburante di quello che viene usato normalmente.
Il vero problema e' rimanerci: per non cadere subito dopo esserci arrivati bisogna acquistare una velocita tale da poterci rimanere. Questa velocita' deve essere tale da controbilanciare il peso del razzo e' deve essere circa uguale a 9.8 m/s² M = M V²/R. Quindi per rimanere li bisogna accellerare tantissimo (R=6000 Km quindi la velocita che devi prendere sara' di circa 8 Km/s ): e' per ottenere questa velocita' che se ne va buona parte del carburante.

Nel caso di un rientro assistito dai motori il problema e' diverso: Per decellerare da 8 Km/s a zero non si consuma carburante. Basta usare l'attrito dell'aria che e' un freno molto economico, che fa benissimo il grosso del lavoro. L'unico carburante che viene usato e' quello per rallentare nella parte finale del viaggio e posare il razzo in maniera dolce sulla sua rampa.
Ma come rientrerebbe in atmosfera? Di punta e poi si girerebbe?
Siccome sono solo un peritaccio meccanico, faccio WOW a questo spettacolo e mi immagino che abbiano o stiano facendo i loro calcoli per valutarne la convenienza. L'unica cosa che invece mi lascia perplesso, è la sicurezza. I primi stadi in genere vengono fatti cascare negli oceani. Se ci fosse qualche problema con questo "affare" al rientro, che deve tornare verso la terra ferma, potrebbero esserci degli effetti "catastrofici". Certo, ripendandoci, alla fine qualsiasi aereo di linea ha questo genere di problema...
Ma come rientrerebbe in atmosfera? Di punta e poi si girerebbe?

Na. Fa un doppio rovesciato con triplo avvitamento carpiato. :)
@daniel 42 sec a salire, 29 a scendere, il 60% del tempo per salire ed il 40% per scendere... Un terzo del serbatoio per scendere? Per fare i km necessari ad arrivare a livello orbitale come funziona? Prendo un vettore tradizionale e ne aumento di un terzo il volume?
Stupito dagli effetti speciali ma perplesso...
Aggiungo che nel lancio sperimentale del Falcon 9 1.1 di fine settembre hanno già tentato un rientro controllato in mare del primo stadio (l'idea è di far rientrare stile Grasshopper i primi 2 stadi).. non è andato tutto bene ma per stessa ammissione di Musk ci vorranno molti tentativi prima di riuscirci. Per la cronaca il razzo è riuscito a manovrare e si è messo in posizione, ma è entrato in un'avvitamento che non è riuscito a controllare e quindi è andato distrutto.

@avariateedeventuali
"La soluzione economica della versione delle missioni shuttle"
Non mi pare proprio visto che il profilo di volo è COMPLETAMENTE diverso e lo Shuttle non rientra affatto con un rientro a motore ma in planata.

Anche le altre tue considerazioni sono quantomeno imprecise:
"il vettore consuma meno energia di un booster acceso per non so quanti minuti a contrastare in caduta verticale la forza di gravità" L'attrito arerodinamico non lo consideriamo? I motori servono solo alla manovra di rotazione e slow-down iniziali, oltre ovviamente alla "frenata" finale.

"Effetto aereo in fiamme sulla città con ancora i serbatoi parzialmente colmi di carburante"
va' che scende in mare, né più né meno dei booster e del serbatoio dello shuttle.

Poi fai anche confusione tra concorde e (presumo) il disastro dello shuttle Columbia
"E magari qualche booster o serbatoio di quelli esplosi si sarebbe dovuto cambiare prima ma per risparmiare gli han fatto fare un giro di valzer di troppo." booster e serbatoi esplosi?

"Se vogliamo risolvere la decennale questione dei detriti spaziali il progetto shuttle è li che aspetta"
La stragran parte dei detriti sono satelliti morti e rottami dovuti agli impatti tra loro, non i vettori di ascesa.

Mi sa che è il caso di informarsi un po' meglio.
Segnalo agli astanti che "accelerare" e derivati si scrivono (e pronunciano!!) con una elle sola.
L'argomento che siccome ci sono degli investitori "deve" per forza funzionare non regge da solo. Oppure dovremmo applicarlo anche all'Airpad, visto che anche li i soldi ce li ha messi qualcuno (Tata, per esempio)....

Il punto è che Elon Musk, al contrario di Guy Negre, sta mostrando una progressione che va avanti da decenni. Il primo volo del Falcon 9-R, o v1.1, a fine settembre, con il nuovo layout dei motori del primo stadio e il nuovo propulsore, più potente ed economico, è stato un successo, sebbene con qualche glitch. Era la prima volta che tentavano un rientro controllato del primo stadio. Ha funzionato in parte. Il vettore si è parzialmente disintegrato all'impatto sul mare a causa di un eccessivo avvitamento che ha centrifugato il carburante, rendendolo inutilizzabile durante le fasi finali della discesa.

Alcune delle obiezioni che leggo qui sono ragionevoli. Per esempio ci sono problemi di sicurezza in gioco che non ho idea di come vogliono affrontare. Magari alla fine opteranno per una piattaforma petrolifera abbandonata, oppure per qualche deserto (il margine di errore nel rientro è noto, e un rientro non controllato sulla Terra, come fanno i russi da sempre, è PIU' pericoloso di uno controllato.

Sulla rotazione prima dell'ingresso in atmosfera, è un'operazione che fanno di routine TUTTI i vettori riciclabili (Space Shuttle) e soprattutto tutte le capsule abitate sin dai tempi del Mercury, quindi è un problema che non esiste.

Sulla convenienza dei vettori riciclabili ad atterraggio verticale, in realtà le cose non sono così complicate da calcolare. Come dice Unknown è' tutta una questione di delta-v, ovvero di differenza tra la velocità iniziale e quella finale (orbitale). Una V2 per esempio era già in grado, quasi, di arrivare alla QUOTA orbitale, ma assolutamente incapace di arrivare alla VELOCITA' orbitale.

Comunque sia il calcolo del carburante necessario per riciclare un razzo è semplicissimo, visto che nello spazio non ci sono "ciclo urbano" e "ciclo extraurbano" e che l'attrito atmosferico e le altre "perdite" incidono in maniera perfettamente prevedibile.

Le stime, che può fare chiunque abbia una preparazione liceale in algebra a partire dall'equazione di Tsiolkovsky, mostrano che la cosa è fattibile e conveniente, visto che il costo dei motori costituisce la gran parte del budget di un lancio spaziale.

Realizzare un motore riciclabile anche, visto che gli RS-25 dello Space Shuttle sono ancora lì in attesa di essere riutilizzati nonostante l'uso per 405 impieghi operativi individuali. E non hanno MAI ceduto (gli incidenti del Columbia e del Challenger erano legati ad altri problemi). In qualche caso sono stati spenti, ma senza mai essere causa di disastri.

La strada tracciata da Musk non è solo "possibile", è proprio I-NE-VI-TA-BI-LE. Al momento attuale non ci sono strategie migliori di quella per ridurre drasticamente il costo necessario per portare un oggetto in orbita. Tanto di cappello a chi ci ha creduto sin dall'inizio.
@pritcher hai estrapolato le mie frasi togliendole dal contesto. Ma bravo. Cmq il problema dei detriti spaziali abbinati ai rimasugli di ferraglia dei vettori non era mio ma di chi sta presumibilmente sopra di noi. Il concorde intento il concorde, nel senso che o si fa la manutenzione e sostituzione della macchina quando è ora e si spendono le opportune ghinee o l'incidente è fatalmente inevitabile.
"Na. Fa un doppio rovesciato con triplo avvitamento carpiato. :) "

No, dai, dicevo sul serio :D Se l'obiettivo è il riutilizzo, deve rientrare in atmosfera senza danneggiarsi troppo. Musk & Co. che cos'hanno escogitato?
@avariatedeventuali
Chiedo scusa per l'errata interpretazione del concorde, ma la dinamica del discorso mi ha tratto in inganno.
Per il resto non mi pare di aver estrapolato in modo artificioso le tue affermazioni, e la frase su serbatoi e booster non riesco a capire a cosa si riferisca.

Aggiungo maggiori dettaglio sul discorso tempi di accensione / carburante necessario.
Il profilo di volo previsto è separazione del 1o stadio (rientrante), poi accensione breve di 3 motori per primo slow-down e rotazione dopodiché caduta libera controllata. Solo a fine caduta quando si è ormai raggiunta la velocità terminale viene acceso il solo motore centrale (come sul Grasshopper) per rallentare definitivamente.

Quindi la maggior parte del "lavoro" di rallentamento è previsto lo faccia l'atmosfera. Per quanto riguarda il carburante un Falcon 9R (reentry) si prevede abbia sul carico massimo del 30% inferiore rispetto ad un Falcon 9 expendable.

Al momento è previsto il rientro in mare, anche se l'idea finale sarebbe di rientrare sulla terra ferma per ridurre ancora di più i costi di recupero.
Unknown: "Basta usare l'attrito dell'aria che e' un freno molto economico, che fa benissimo il grosso del lavoro."

Purtroppo sei smentito dai fatti. Le cose non sono così semplici. Un'appendice aerodinamica in grado di rallentare abbastanza un veicolo da consentire un atterraggio orizzontale rende necessarie masse tali da poter rendere antieconomico il trade-off. Il problema dello Space Shuttle era proprio questo: per ottenere un veicolo VTHL (vertical take-off horizontal landing) dovevi mettere in orbita uno sproposito di carburante ed hardware, il che rendeva necessari vettori potentissimi, ulteriore uso di carburante etc.

Il progetto di Musk è intelligente e realistica, tra l'altro, perchè rende il rientro relativamente sicuro separando il vettore dalla capsula abitata, evitando che nel caso di un minimo problema al vettore si ammazzi l'equipaggio - vedi disastro del Columbia.

Bada bene che non sto dicendo che questa soluzione sia impossibile (vedi ad esempio la soluzione "feathered" impiegata da Spaceship two di Virgin Galactic) ma solo che non è detto che questa soluzione convenga rispetto ad un atterraggio verticale tipo Falcon 9. Ricordo che l'atterraggio di una navicella tipo Dragon impiega una tecnologia sperimentata migliaia di volte, con un bassissimo numero di incidenti.

p.s. ovviamente avevo scritto il mio intervento precedente prima di avere letto quello di Pritcher, che dice cose abbastanza simili.
Avariatedeventuali commento #3

Contare i secondi di un video su youtube per calcolare il beneficio energia/peso di un rientro controllato dimostra il punto che stavo cercando di farti capire nel mio primo commento.

Avariate commento #2

Allora stai toccando (mi sembra) 3 aree:

1- Sicurezza del rientro del primo stadio sulla terraferma.

Considerazione questa completamente comprensibile e non completamente campata in aria. Le opzioni disponibile a Space X per ora sono o il rientro su un'isola sulla costa americana dove il mare creerebbe un buon margine d'errore senza aver paura di cadere su una zona densamente abitata. Un'altra possibilita' e' usare una zona nel deserto negli USA, motivo per cui Space-X ha un contratto per usare lo Spaceport America per testare il razzo Grasshopper. Il rientro in mare e' da evitare per minimizzare il danno dell'acqua salata sulle componenti del razzo piu' suscettibili a una soluzione salina. Le due opzioni dipendono da quanto sara' accurato il rientro. Space-X pensa di riuscire di riatterrare il primo stadio sulla stessa zona dalla quale e' stato lanciato, ma ovviamente questo si vedra' piu' tardi.

2- Detriti spaziali

Space-X non si sta' minimamente curando di questo problema, il motivo per avere la capacita' di far rientrare il primo stadio e' un'altro.

3 - Uso per una missione su Marte

Qui non sono sicuro dei dettagli ma se mi ricordo correttamente la tua affermazione "gli airbag e i soliti paracadute già funzionano" e' vera ma fino a un certo punto. Ovvero il problema con Marte non e' la forza di gravita' minore, bensi' l'attrito minore dell'atmosfera. Infatti mi sembra che il rover Curiosity sia (per peso) ai limiti del possibile nell'utilizzo del paracadute. In una situazione dove si stia provando a colonizzare Marte, sarebbe l'ideale il riuscire a far arrivare sulla superficie una quantita' di materiale piu' grande di quella di un rover data la scala di una missione del genere. Quindi un paracadute non riuscirebbe a rallentare quanto necessario un "pacco" piu' grande di curiosity. Un modulo VTOL come quello che sta sviluppando Space-X sarebbe una soluzione a questo problema.

Ma piu' importante, oltre alle inesattezze dette nella tua analisi, non hai parlato del motivo per cui Space-X stia cercando di sviluppare questa technologia, ovvero i soldi. Il costo di un lancio oggigiorno e' composto da circa il 3-5% dal prezzo del carburante. Il resto per la maggior parte e' il costo (materiali + costruzione + logistica) per costruire il razzo. Quindi se il 95% del costo del biglietto per mandare un satellite in orbita e' il razzo, il poter riutilizzare codesto razzo sembrerebbe il modo piu' logico di abbattere i costi, non ti sembra? Ed e' questo il motivo per cui Elon Musk ha fondato Space-X: diminuire il costo per ogni kg di materiale da mandare nello spazio in modo da rendere una colonizzazione di Marte meno costosa e di conseguenza piu' probabile/vicina alla realizzazione.

Detto tutto questo, mi scuso per l'italiano (che oramai uso poco) e ribadisco il punto fatto nel mio primo commento: evitiamo di pensare che la nostra opinione non specializzata valga come quella di una persona con le competenze tecniche specifiche. Non lo e', e piu' velocemente lo si capisce, piu' velocemente si evitano di fare figure imbarazzanti come la tua.
@Stepan Mussorgsky
Non rientra tutto il razzo ma solo il primo stadio al momento, quindi la punta non ce l'ha :-)
In ogni caso si dovrebbe girare quando è ancora fuori dall'atmosfera e rientrare "di culo" :-D
(manovra eseguita con successo nel test del 29/9)
@Daniel & Avariatedeventuali
(per marte) "gli airbag e i soliti paracadute già funzionano"
No, infatti Curiosity NON è atterrato via paracadute + airbag.
Ha rallentato soprattutto per attrito (stile apollo, per capirci) da 20000 km/h a circa 2000 km/h e poi grazie ad un paracadute supersonico, ma la frenata finale dai 250 km/h in poi e l'atterraggio sono avvenuti tramite razzi perché gli airbag non sarebbero mai stati sufficienti per un veicolo di tale massa.

Consiglio la visione del filmato "7 minutes of terror" che illustra in modo molto coinvolgente il tutto.
Pritcher

Avevo via visto il filmato e non mi sembra di aver parlato di airbag, ma mi scuso nel caso in cui non fossi stato chiaro. Il punto che stavo facendo è che un paracadute (supersonico) non sarebbe neanche (significativamente) utile per una massa che fosse il doppio quello di curiosity, per esempio. Motivo per cui ha piú senso sviluppare un vettore capace di VTOL.
E per essere onesto, il problema massa/attrito atmosferico marziano viene proprio calls curiositá generata da quel video :)
@Pgc

>> Siccome però ci vuole tempo per scrivere tutti i passaggi necessari, fammi sapere se ti interessa davvero saperlo...

Non che mi interessi la quantità esatta, mi chiedevo solo se fosse realmente conveniente in caso di missioni reali e non solo in lanci di prova. A giudicare dai commenti fin qui, direi che "sono stato risposto" :-)
@Daniel
Si,si, scusami non si capiva ma il riferimento a te non era inteso come risposta al tuo post ma come integrazione :-)
Sul paracadute non so, già con Curiosity hanno avuto problemi per la grande massa della sonda (il primo paracadute inizialmente previsto esplodeva mi pare) e quindi hanno dovuto progettarne un'altro.
E' vero che con quel fattore di forma - ereditate da tutte le missioni NASA su Marte con EDL e sviluppata negli anni '70 - Curiosity era la capsula più pesante in grado di atterrare su Marte con l'uso di paracadute. Ma che io sappia per SpaceX l'uso di un vettore riciclabile su Marte è legato ad un altro motivo: una missione con equipaggio su Marte ha bisogno di un sistema per uscire dalla gravità marziana e permettere il rientro sulla Terra. La tecnologia sviluppata per Falcon 9 è quella necessaria per risolvere il problema.
"In ogni caso si dovrebbe girare quando è ancora fuori dall'atmosfera e rientrare "di culo" :-D"

Perfetto, grazie. Questa sì che è chiarezza e concisione! :D
Intendiamoci questi video di Grasshopper piacciono anche a me.
Però mi ha colpito un pensiero. In questo video il razzo arriva a 750 metri di altezza , ma l'obbiettivo finale è di arrivare in orbita , cioè ad almeno 160km di altezza. Cioè per fare un paragone io potrei mettere su youtube una serie di video in cui mi preparo per il salto in alto alle olimpiadi, e nei primi video metto l'asticella a 1cm (un centimetro) da terra. Mah!
AM,

l'obbiettivo finale è di arrivare in orbita , cioè ad almeno 160km di altezza

Per l'ennesima volta, NO.

Scusa se mi scappa la pazienza, ma prima di asserire certe cose così categoricamente ti costerebbe tanto informarti?

Qui, per esempio.

I commenti sono pensati per aiutare gli altri lettori e completare gli articoli, non per confonderli.

Grazie.
Felo: Elon Musk prevede una riduzione del 30% del payload per un rientro completo a terra..
Pritcher: Per quanto riguarda il carburante un Falcon 9R (reentry) si prevede abbia sul carico massimo del 30% inferiore rispetto ad un Falcon 9 expendable..

Che intendi dire Pritcher? (Non è molto chiaro...) Cosa intendi per carico massimo? Carico utile?

In realtà SpaceX dice una cosa diversa da quella riportata da Felo, ed effettivamente ripresa dall'articolo segnalato: "If we do an ocean landing (for testing purposes), the performance hit is actually quite small, maybe in the order of 15 percent. If we do a return to launch site landing, it’s probably double that, it’s more like a 30 percent hit (i.e., 30 percent of payload lost).”

Non so se quell' "i.e." sia di Musk, o un interpretazione dell'articolista. Musk non si riferisce al peso, ma alle "performances", che includono sia il payload sia l'orbita disponbile che altre quantità. Comunque sia mi sembra difficile da credere che tra un vettore riciclabile e uno non riciclabile, a parità di peso della struttura al lancio (altrimenti uno può sempre pensare di fare un razzo più "grosso" per compensare la perdita di payload), la differenza nel carico utile sia del solo 30%.

Spero di essere riuscito a esprimere i miei dubbi...
@pgc
Ammetto di essermi fatto fregare da quel "i.e.30% of payload lost".
Ripensandoci anche a me risulta poco credibile, posto che un Falcon 9 1.1 ha un carico massimo LEO di 13.000 kg, solo il trespolo estensibile per l'atterraggio mi pare pesi sui 2500 kg, poi bisogna aggiungere il carburante necessario a manovre ed atterraggio...
Io ho un'altro dubbio in realtà.. per ritornare al sito di lancio il primo stadio dovrebbe andare su abbastanza verticale, un normale profilo di volo non prevede di andar su "lateralmente"? Dovrà pur dare al carico una velocità orbitale, altrimenti per quanto vada in alto cadrà come un pero :-D
Oppure è previsto che sia il secondo stadio a farsi carico di rotazione ed inserimento? (infatti stando ai progetti futuri quello dovrebbe ritornare alla base o comunque a terra con traiettoria balistica)
Pritcher: Io ho un'altro dubbio in realtà.. per ritornare al sito di lancio il primo stadio dovrebbe andare su abbastanza verticale, un normale profilo di volo non prevede di andar su "lateralmente"? Dovrà pur dare al carico una velocità orbitale, altrimenti per quanto vada in alto cadrà come un pero :-D.

Se lo chiedono in molti... Non c'è dubbio comunque che questo sia l'obiettivo di Musk per compiere un nuovo lancio "single-digit hours" dopo l'atterraggio, quasi come oggi avviene con gli aerei di linea. Senza RTLS (Return To Launch Site) se lo può scordare.

Può essere che lo "staging" a Mach 6, velocità piuttosto bassa rispetto ai razzi cui siamo abituati, permetta durante la discesa di diminuire la componente orizzontale al di sotto della velocità di rotazione terrestre, per poi riaumentare in modo da sincronizzarsi di nuovo ad essa.Come se si trattasse di un aereo, o meglio di un elicottero, usando il trust del vettore per controllare la discesa e far "cadere" il vettore nella direzione voluta. Ma questo avverrebbe ovviamente a spese di un'ulteriore quantità di carburante in quanto il delta-v. La differenza tra quel 15% nel caso di ammaraggio (presumibilmente ad Est del sito di lancio) e 30% nel caso di RTLS sia dovuta a questo, cioè al fatto che per un RTLS ci vuole un'ulteriore quantità di carburante, anche se il delta-v è lo stesso.

Da alcune stime back-of-the-envelope, senza tenere conto dell'attrito aerodinamico, dell'effetto Oberth, della differenza tra vacuum and ground thrust, etc. ho ottenuto che per uno "staging" a Mach 6, il primo stadio dovrebbe pesare circa 180 tonnellate al lancio per consentire un ritorno controllato a terra (downrange, cioè non RTLS), rispetto alle 55 ton per un primo stadio convenzionale "expendable". In entrambi i casi ho usato un payload di 8 tons, un peso a vuoto del primo stadio di 33 tonnellate, una massa del secondo stadio di 20 tonnellate, e un exhaust velocity di circa 3000 m/s. Bastano l'equazione di Tsiolkovsky e un po' di algebra. Provateci.
>Bastano l'equazione di Tsiolkovsky e un po' di algebra. Provateci.

Posso così provarci. Al "Mach 6" mi ero già perso.
Il giorno 15/ott/2013, alle ore 23:47, pgc ha scritto:

Pritcher: Io ho un'altro dubbio in realtà.. per ritornare al sito di lancio il primo stadio dovrebbe andare su abbastanza verticale, un normale profilo di volo non prevede di andar su "lateralmente"? Dovrà pur dare al carico una velocità orbitale, altrimenti per quanto vada in alto cadrà come un pero :-D.

Io ne ho un altro. Il lancio si fa da ovest verso est al punto che dopo 2'30" circa dal lancio dello shuttle in caso di missione annullata il recupero era previsto oltreoceani, marocco, algeria, tunisa, il libano non era il caso ma tant'è.

Ora si dovrebbe fare un recupero da est verso ovest sopra l'oceano contando al grammo il carburante o dandogli un abbondante "riserva". In quota una volta spenti i booster rientravano paracadutati in atlantico e amen. Correnti ascensionale, discensionali, venti mutevoli a prescindere.

Non è che con una folata di vento il missile si capovolge e finisce dritto per dritto in atlantico? Dovrebbe anche essere galleggiabile e resistente alla salsedine.

Alterantiva, lanciare dalla california, ma se cade su new orleans so c...i acidi.

Inviato da iPad
Secondo me alla fine sarà possibile evitare di montare le zampe nel vettore (che comportano un grosso aumento di peso). Se si riuscisse ad ottenere una precisione elevata sul rientro del razzo sarebbe possibile immaginare di farlo atterrare all'interno di un'impalcatura che lo tenga in verticale, una sorta di girello, come quello che permette di stare in piedi i bambini ma senza le ruote. Qui si parla di un razzo di 30 metri di altezza, immaginate una ringhiera circolare di 20 metri di diametro nella quale il razzo si infila, che poi viene stretta in cima mentre il razzo stà ancora atterrando in modo da conservarne la verticalità...oppure si potrebbe trovare un modo di far atterrare il razzo in orizzontale, arriva in verticale fino al suolo poi negli ultimi 2 metri di gira in orizzontale grazie a dei vettori e poi si adagia così.
Video della riaccensione del primo stadio (a circa 2 m 45 s ) con altezza e velocità.
http://www.youtube.com/watch?v=RtDbDMRG3q8
Per quelli che se la fossero persa, c'è questa foto incredibile, sebbene un po' sfuocata data la lontananza, del primo tentativo in assoluto di rientro controllato di un primo stadio, in cui si vedono chiaramente i motori (3, a quanto dichiarato da SpaceX) accesi durante il rientro, penso una prima assoluta per un primo stadio di vettore orbitale !!!... e il momento esatto in cui questo tocca la superficie dell'acqua in posizione perfettamente verticale, creando un'onda (o forse un'onda d'urto) a quanto si capisce dalla foto...

Fantastico...


[img]http://www.spacex.com/sites/spacex/files/11_c439042b-ee14-45c7-aa50-6f0f6396b0db.png[/img]

da qui
Un video dovrebbe uscire a giorni.

pgc
Scusate: la foto precedente ovviamente è solo quella dell'impatto con l'acqua. Quella dei motori accesi è questa:

[img]http://www.spacex.com/sites/spacex/files/10_burn_usaf8661-1280.jpg[/img]

Notare che finora SpaceX ha fatto tante "prime", ma relative. La prima compagnia privata a fare bla bla', etc. Anche i voli di Grasshopper non erano una prima assoluta. Basti pensare al Delta Clipper.

Qui invece siamo in uncharted territory, o hic sunt leones se preferite il latino :).

Questo - che io sappia - è veramente il primo tentativo di rientro controllato di un vettore sulla Terra. Grazie a Elon Musk siamo di fronte, per la prima volta da diversi anni (penso... ma potrei sbagliarmi) a qualcosa di qualitativamente nuovo che accade sulla Terra nel campo della propulsione a razzo.
...ma non sempre va bene :(

Per gli interessati del settori, alcuni giorni fa un prototipo del Dream Chaser, uno dei 3 progetti finanziati dal CCiCap, è stato danneggiato da un carrello che ha ceduto durante il PRIMO volo autonomo (atmosferico, con partenza da un elicottero di supporto). Peccato. Sembra sia recuperabile ma certo non dev'essere stato divertente per chi ci ha speso anni di lavoro. Spero si riprendano bene da questa disavventura. Auguri Sierra Nevada!

Maggiori info qui.