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/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V13_0 / V13_070.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-06-28  |  16KB

  1. Return-path: <ota+space.mail-errors@andrew.cmu.edu>
  2. X-Andrew-Authenticated-as: 7997;andrew.cmu.edu;Ted Anderson
  3. Received: from hogtown.andrew.cmu.edu via trymail for +dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl@andrew.cmu.edu (->+dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl) (->ota+space.digests)
  4.           ID </afs/andrew.cmu.edu/usr1/ota/Mailbox/cbc4deS00WBwEaSE5T>;
  5.           Fri, 25 Jan 91 10:10:34 -0500 (EST)
  6. Message-ID: <4bc4daG00WBwAaQU4y@andrew.cmu.edu>
  7. Precedence: junk
  8. Reply-To: space+@Andrew.CMU.EDU
  9. From: space-request+@Andrew.CMU.EDU
  10. To: space+@Andrew.CMU.EDU
  11. Date: Fri, 25 Jan 91 10:10:30 -0500 (EST)
  12. Subject: SPACE Digest V13 #070
  13.  
  14. SPACE Digest                                      Volume 13 : Issue 70
  15.  
  16. Today's Topics:
  17.               Russian Attack on Tel-Aviv
  18.           Re: What is cosmological constant?
  19.               Re: SPACE Digest V13 #044
  20.              Re: The Plains of Abraham II
  21.               Re: SPACE Digest V13 #050
  22.               Re: Interplanetary travel
  23.  
  24. Administrivia:
  25.  
  26.     Submissions to the SPACE Digest/sci.space should be mailed to
  27.   space+@andrew.cmu.edu.  Other mail, esp. [un]subscription requests,
  28.   should be sent to space-request+@andrew.cmu.edu, or, if urgent, to
  29.              tm2b+@andrew.cmu.edu
  30.  
  31. ----------------------------------------------------------------------
  32.  
  33. Date: 18 Jan 91 23:07:51 GMT
  34. From: usc!zaphod.mps.ohio-state.edu!unix.cis.pitt.edu!dsinc!netnews.upenn.edu!grad1.cis.upenn.edu!gilbert@ucsd.edu  (Michael Gilbert)
  35. Subject: Russian Attack on Tel-Aviv
  36.  
  37.  
  38. Did anyone catch the newscast on friday at about 5:30 pm (Eastern US
  39. time)?  The air raid sirens went off in Tel-Aviv, only to have it
  40. discovered that what they saw streaking across the sky was not an
  41. iraqi missle, but a Russian booster rocket re-entering!
  42.  
  43. Sure picked a good time and place for it, eh? :)
  44.  
  45. ===============================================================================
  46. |        Mac IIcx!!!                   | #include <disclaim.h>                |
  47. |-----------------------------------------------------------------------------|
  48. |  _ _ _                               | Better the pride that resides,       |
  49. | ' ) ) )   /                          | In a citizen of the world,           |
  50. |  / / / o /_  _                       | Than the pride that divides,         |
  51. | / ' (_<_/ <_</_                      | When a colourful rag is unfurled     |
  52. | gilbert@grad1.cis.upenn.edu          |      --- Neil Peart                  |
  53. |-----------------------------------------------------------------------------|
  54. | CZECHOSLOVAKIA CHIEFS --- IGBA Champs 1984-1985 1986 1987 1988-1989 1990    |
  55. ===============================================================================
  56.  
  57. ------------------------------
  58.  
  59. Date: 19 Jan 91 16:49:41 GMT
  60. From: coplex!disk!joefish@uunet.uu.net  (joefish)
  61. Subject: Re: What is cosmological constant?
  62.  
  63. In article <351@ndla.UUCP> platt@ndla.UUCP (Daniel E. Platt) writes:
  64. >In article <27917.27932f81@kuhub.cc.ukans.edu>, mcginnis@kuhub.cc.ukans.edu writes:
  65. >picture.  I've heard it suggested by Big-Bang supporters in the '70's (before
  66. >things seemed so strongly in their favor) that Einstein ended up regretting
  67. >that he suggested it at all... that he had intended to submit it as a conjecture
  68. >as one possible way that the universe could be steady state.  The idea seemed
  69. >to take off with a life of its own, and he regretted the choice.  However,
  70. >the person I heard it from had also said that E/M fields don't contribute to
  71. >the curvature since its stress-energy tensor is traceless.... (if you remember
  72. >that faux pas that I made when I asserted it so strongly).
  73. >
  74.  
  75.     It is difficult for me to understand why Einstein's Cosmological
  76. constant is discussed other than in the interest of the history of
  77. the General Theory of Relativity.
  78.       When Einstein introduced it, it was assumed that our galaxy
  79. represented the entire universe, and to be stable, a finite universe
  80. needed the constant.
  81.       The type of universe could only have been steady state at the
  82. time, so Einstein did not regret the choice, he merely acknowledged
  83. that if he had known that there were countless galaxies and they
  84. were apparently receding, he would never suggested (or considered)
  85. his cosmological constant.
  86.      There is no reason to consider applying his constant at
  87. the present time, but it is useful to remember that the Big Bang
  88. was never thought of until Hubble's discoveries in the 20's and
  89. 30's.
  90.  
  91.      It is also not certain that present concepts of the big bang
  92. are correct.   While the general idea that the universe is expanding
  93. is well accepted, the idea that it happened x years ago is flawed.
  94.      It can pretty well be assumed that x years is the minimum
  95. time since creation-:-), but a maximum time is impossible to
  96. prove, since the universe will always appear pretty much as it
  97. does now.
  98.      The Cosmological Constant offered by Einstein was important
  99. as long as it was unknown that the universe is expanding, and
  100. before the number of stars in all the other galaxies were known,
  101. but the constant would make no sense with the present known
  102. size of the universe with the present estimate of the number
  103. of stars in all the galaxies, regardless of the type of universe,
  104. steady state, big bang, or whatever else there may turn out to be.
  105.  
  106. Joe Fischer      joefish@disk.UUCP
  107.  
  108. ------------------------------
  109.  
  110. Date: Sat, 19 Jan 91 22:12:59 EST
  111. From: Tommy Mac <18084TM%MSU.BITNET@BITNET.CC.CMU.EDU>
  112. Subject: Re: SPACE Digest V13 #044
  113.  
  114. Shuttle was the answer:
  115.  
  116. Question -
  117.      What can I do to follow up that neato thing that Kennedy started?
  118.                                            -Nixon
  119.  
  120.  
  121.  
  122. Tommy Mac      "What Spices?  -  First words spoken to Columbus in America
  123. Acknowledge-To: <18084TM@MSU>
  124.  
  125. ------------------------------
  126.  
  127. Date: 18 Jan 91 19:58:34 GMT
  128. From: zephyr.ens.tek.com!wrgate!mtdoom!dant@uunet.uu.net  (Dan Tilque)
  129. Subject: Re: The Plains of Abraham II
  130.  
  131. schaper@pnet51.orb.mn.org (S Schaper) writes:
  132. >Well, Henry, this is your big chance to invade the U.S. Liberate the Northwest
  133. >third of the country...
  134.  
  135. The Ontarions are coming, the Ontarions are coming...
  136.  
  137. You realize that you'll have to fight off the Californians if you want
  138. this particular neck of the woods, don't you?
  139.  
  140. ---
  141. Dan Tilque    --    dant@mtdoom.WR.TEK.COM
  142.  
  143. Free the Upper Left Coast!
  144.  
  145. ------------------------------
  146.  
  147. Date: Sat, 19 Jan 91 22:27:05 EST
  148. From: Tommy Mac <18084TM%MSU.BITNET@BITNET.CC.CMU.EDU>
  149. Subject: Re: SPACE Digest V13 #050
  150.  
  151. Nick Szabo:  I've seen you flaming people left and right since I got on this
  152.              server, but I will try to be civil while flaming you:
  153.  
  154. You seem to feel that space stations are a no-no, or perhaps evil, because:
  155.  
  156. -They would be a manned presence in space
  157. -They are *OUTDATED*
  158. -They would cost too much for what they deliver.
  159.  
  160. Nick, maybe in fifty years, what you say would be true.  But right now, the
  161. MIR *space station* is the pinnacle in terms of what we have learned (as a
  162. species) re; Humans in space. And why send anything into space, if you don't go
  163. into space to reap the benefits?
  164.  
  165. Maybe you should find some way of expressing that itty-bitty bit of irritation
  166. that you feel toward the Soviets better-planned space program, or our non-plann
  167. ed program, rather than raging on people who have innocently concluded that a
  168. space-station would be good, including me, many strangers from this list, and
  169. even some soviets who know more about it than all of us put together.
  170.  
  171. Hope you don't think I'm a ----head, but you have been putting the screws to
  172. anyone who advocates anything you don't agree with.
  173.  
  174. -Tommy Mac.  18084tm@msu   Graffitti of the week-
  175.                                   Illiterate?  Write for free pamphlet.
  176. Acknowledge-To: <18084TM@MSU>
  177.  
  178. ------------------------------
  179.  
  180. Date: Fri, 18 Jan 91 22:31:45 EST
  181. From: John Roberts <roberts@cmr.ncsl.nist.gov>
  182. Disclaimer: Opinions expressed are those of the sender
  183.     and do not reflect NIST policy or agreement.
  184. Subject: Re: Interplanetary travel
  185.  
  186.  
  187. >Date: 7 Jan 91 03:12:51 GMT
  188. >From: usc!cs.utexas.edu!news-server.csri.toronto.edu!utgpu!cunews!cognos!geovision!gd@ucsd.edu  (Gord Deinstadt)
  189. >Subject: Re: Interplanetary travel
  190.  
  191. >roberts@CMR.NCSL.NIST.GOV (John Roberts) writes:
  192. >>[I said]
  193. >> Since the ideal reaction mass is 4 times the (payload+
  194. >>       ------------------------------------------------
  195. >>>structure) mass, there is no point in having a higher-density fuel.
  196. >> ---------------
  197. >[Mr. Roberts asks]
  198. >>I don't understand why that should be considered an ideal ratio. By the
  199. >>classic equations, this should allow a total change in velocity of about
  200. >>1.6 times the exhaust velocity, but why is that a particularly good number?
  201.  
  202. >Alas, although I read about this a year or two ago, I have not seen
  203. >anything which actually gives the derivation.  It was
  204. >new at the time.  As I understand it this is the ratio that gives the
  205. >minimum energy requirement for a given delta-vee.  If you increase
  206. >exhaust velocity to decrease the reaction mass, the energy
  207. >required goes up (in the limiting case the exhaust is photons and we
  208. >know how bad that gets).  If you decrease the exhaust velocity, the
  209. >savings per unit of reaction mass is more than eaten up by the increase
  210. >in reaction mass you have to carry.  Apparently the minimum falls at
  211. >the point where the reaction mass is 4 times the mass of everything
  212. >else.
  213.  
  214. >Perhaps someone who knows more about it would be kind enough to
  215. >post the math?  On the space-tech mailing list, perhaps.
  216.  
  217. >Gord Deinstadt  gdeinstadt@geovision.UUCP
  218.  
  219. The math I posted a week or so back seems to be plausible, or at least to
  220. come up with the same number (about 3.922). As I mentioned then, the formula
  221. does not take relativity into account. (Is there a basic rocket equation
  222. applicable when exhaust and possibly the rocket are moving at relativistic
  223. speeds? Someone must have considered it, but there may be no simple answer.)
  224.  
  225. For the formula to have any meaning, a number of assumptions must be made.
  226. For instance, we must assume that engines can be built to convert the energy
  227. supply to exhaust kinetic energy with equal ability and efficiency over a
  228. range of exhaust velocities (though any particular engine might have only
  229. one velocity). For any practical application, the physical properties of 
  230. rocket materials and propellants are likely to make this difficult.
  231. It is also assumed that the cost of energy is the overriding concern, with
  232. little or no regard to availability of propellant, etc. While there are
  233. possible scenarios in which this would be the case, I suspect that in general
  234. it would not. Within the orbit of Mars, at least, solar energy is available
  235. in useful concentrations, and can be applied to solar sails or ion drives.
  236. Nuclear-powered ion drives made using near-term technology are also based
  237. on the premise that energy is more readily available than reaction mass in
  238. interplanetary space.
  239.  
  240. Also, one should note that if energy is such a critical consideration, then it
  241. is much more energy efficient to use a propellant mass many times that of the
  242. rocket, all expelled at the moment of launch (i.e. a linear launcher on a
  243. celestial body, with the celestial body as the "exhaust").
  244.  
  245. >Date: 12 Jan 91 03:26:40 GMT
  246. >Subject: Re: Interplanetary travel
  247.  
  248. >Delta vee is the independent variable.  Knowing it, you will
  249. >get the miminum energy consumption by applying the formula for that delta
  250. >vee.  You will also get the highest vehicle performance for a given reactor
  251. >output, even though other ratios yield a lower overall mass.
  252. >(In other words, your high-energy ship would
  253. >go both faster and farther if you added some tankage and changed the
  254. >blend, without changing the ship in any other way.)  The only question
  255. >is whether you also get the minimum cost.
  256.  
  257. I suspect there will almost always be more significant cost factors (see
  258. statement above and table below.)
  259.  
  260. >Higher power means higher cooling requirements (conversely more propellant
  261. >means more cooling capacity).  Also bigger engines and more fusion fuel
  262. >(which will cost something).  Against this is the cost of more propellant
  263. >(not highly refined, possibly just pumped out of a lake on some Jovian
  264. >moon), and the extra cost of the tankage and plumbing.  
  265.  
  266. Jovian moons (except possibly the outermost?) are deep within a large gravity
  267. well, which increases the energy expense of extraction. It might be better
  268. to find an asteroid in a convenient location. There is some speculation
  269. that propellant might someday be extracted from Earth's moon for less than it 
  270. costs to lift it from Earth.
  271.  
  272. >(I imagine
  273. >direct injection could be used to eliminate the need for a heat exchanger.)
  274. >I suspect that, incorporating all these costs into the basic relationship,
  275. >the lowest-cost point will fall near the minimum-energy point.  It is
  276. >of course impossible to know for sure until such a ship is actually built,
  277. >and even then the optimum point depends on externalities, eg. interest
  278. >rates.
  279.  
  280. After poking at the computer a while, I got the following table showing the
  281. performance at various mass ratios. The first column represents sample
  282. mass ratios, where this is defined as the mass of the propellant divided by
  283. the mass of everything else. The second column is a multiplier showing
  284. relative delta-V as a function of mass ratio, where the non-propellant mass
  285. and the energy available are regarded as constants. While it is true that 
  286. delta-V is maximized when the mass ratio is about 3.9-4.0, you should note
  287. that the curve is very flat over a wide range of mass ratios. This means
  288. that delta-V is relatively insensitive to mass ratio over that range, so it
  289. is highly probable that some other factor will more important to costs than
  290. a specific mass ratio. For instance, if you run a variable-velocity ion
  291. drive rocket with a mass ratio of 1 instead of 4, you will get a 75%
  292. savings in propellant use (and a 60% savings in total mass) with only a 
  293. 14% loss of delta-V. This ignores the performance benefits you might gain 
  294. by using a smaller container to store the propellant.
  295.  
  296. The third column gives the relative delta-V for the specialized case in
  297. which the rocket uses a "fuel", which serves as both energy source and
  298. propellant. In this case the energy available is a linear function of
  299. the amount of fuel on board. This description applies to almost all modern
  300. rockets and perhaps someday to advanced fusion rockets. Note that the
  301. possible delta-V continues to go up with increasing mass ratio, and that
  302. there is no obvious optimum point. The ratio chosen would then be a complex
  303. function of technological limits, relative costs, mission requirements,
  304. and so on.
  305.  
  306.                      ideal
  307.                      "thermal
  308.  mass      relative  exchange"     "fueled"
  309.  ratio     delta-V   (i.e. ion)    rocket
  310. ---------            ----------    --------
  311.  0.100000     ->     0.426240      0.134789
  312.  0.200000     ->     0.576551      0.257842
  313.  0.400000     ->     0.752375      0.475844
  314.  0.800000     ->     0.929372      0.831256
  315.  1.000000     ->     0.980258      0.980258
  316.  2.000000     ->     1.098612      1.553672
  317.  3.000000     ->     1.131905      1.960516
  318.  3.500000     ->     1.136976      2.127087
  319.  3.800000     ->     1.137994      2.218358
  320.  3.900000     ->     1.138075      2.247518
  321.  4.000000     ->     1.138044      2.276089
  322.  4.100000     ->     1.137911      2.304094
  323.  4.500000     ->     1.136499      2.410878
  324.  5.000000     ->     1.133208      2.533931
  325.  6.000000     ->     1.123472      2.751933
  326.  7.000000     ->     1.111508      2.940774
  327.  8.000000     ->     1.098612      3.107345
  328.  9.000000     ->     1.085449      3.256347
  329. 10.000000     ->     1.072371      3.391136
  330. 15.000000     ->     1.012406      3.921033
  331. 20.000000     ->     0.962763      4.305605
  332.  
  333. >There should be a tug based at each port to supply the
  334. >delta vee when it is required.  The tugs should have separate throttles for
  335. >reactor power and propellant flow, so the crew can optimize for different
  336. >loads, costs, and deadlines.
  337.  
  338. That's a good idea if it can be done.
  339.  
  340. >Gord Deinstadt  gdeinstadt@geovision.UUCP
  341.       John Roberts
  342.       roberts@cmr.ncsl.nist.gov
  343.  
  344. ------------------------------
  345.  
  346. End of SPACE Digest V13 #070
  347. *******************
  348.