home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V13_5 / V13_532.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-06-28  |  19KB

  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/gc=BtDq00WBw05jU4I>;
  5.           Sun, 12 May 91 02:18:56 -0400 (EDT)
  6. Message-ID: <8c=Bt-i00WBwQ5hk57@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: Sun, 12 May 91 02:18:51 -0400 (EDT)
  12. Subject: SPACE Digest V13 #532
  13.  
  14. SPACE Digest                                     Volume 13 : Issue 532
  15.  
  16. Today's Topics:
  17.                Re: Saturn V and the ALS
  18.               Re: Why the space station?
  19.              Re: Laser launchers
  20.              Re: IT'S OVER (no it isn't)
  21.              Re:  Saturn V vs ALS
  22.               Re: Why the space station?
  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: 8 May 91 23:20:39 GMT
  34. From: hela!aws@uunet.uu.net  (Allen W. Sherzer)
  35. Subject: Re: Saturn V and the ALS
  36.  
  37. In article <1991May8.200236.26166@aio.jsc.nasa.gov> dbm@icarus.jsc.nasa.gov (Brad Mears) writes:
  38.  
  39. >Your attitude is very understandable, but you left something out.  How can 
  40. >NASA regain the trust of the general public (or even Congress)?  Presumably, 
  41. >the only way to regain your trust is to build a launch vehicle that fulfills 
  42. >the promises made for it.  But we can't build another launch vehicle because 
  43. >we failed once.  Catch-22.
  44.  
  45. Well you got to remember an important factor here. NASA intends to spend
  46. over ten billion dollars to build this thing. They need a LOT of trust to
  47. do that. Also, the fact that other contractors are willing to sign fixed
  48. price contracts to build a very similar vehicle for 5% of that price does
  49. not make me think NASA needs all that money to build ALS.
  50.  
  51. >You say that we have to "prove" that ALS will work.  HOW?  How do you PROVE
  52. >it without building it? 
  53.  
  54. First explain to me why it costs $10 billion and ten years to do what
  55. McDonnell and Martin say can be done for $500 million and four years.
  56. What's wrong with their approach?
  57.  
  58. >This isn't a flame.  It is a serious question.  How can NASA shake the bad
  59. >rep it got over Shuttle?  
  60.  
  61. First, admit they have a problem. Their request for new orbiters every year
  62. imply to me that they think things are just fine. Then I would like to see
  63. more emphasis on commercial procurement of ordinary launch services.
  64.  
  65. >But don't condemn NASA forever or we'll never get anything built.
  66.  
  67. Why is NASA the only agency who can build things? 
  68.  
  69. >IMHO, everbody learned something from Shuttle.
  70.  
  71. What did NASA learn from the Shuttle? From what I see they think everything
  72. is fine (except that Congress should buy more orbiters). This is also not
  73. a flame but a serious question.
  74.  
  75.   Allen
  76. -- 
  77. +---------------------------------------------------------------------------+
  78. |Allen W. Sherzer |        Allen's tactics are too tricky to deal with      |
  79. |   aws@iti.org   |             -- Harel Barzilai                           |
  80. +---------------------------------------------------------------------------+
  81.  
  82. ------------------------------
  83.  
  84. Date: 9 May 91 01:52:53 GMT
  85. From: stanford.edu!agate!headcrash.Berkeley.EDU!fcrary@decwrl.dec.com  (Frank Crary)
  86. Subject: Re: Why the space station?
  87.  
  88. In article <1991May8.175644.19089@engin.umich.edu> kcs@sso.larc.nasa.gov (Ken Sheppardson) writes:
  89. >  The requirements for carrying out the sort of vehicle processing 
  90. >  tasks we're talking about are on the order of 14 crew and 150 kW.
  91. >  You also need a place to put the vehicles while you're working on them
  92. >  (e.g. to provide debris protection in LEO).
  93. >
  94. What are these numbers based on? I would think they would be strongly
  95. dependant on the type of in-orbit construction, and the desired construction 
  96. time.
  97.  
  98.     >[ I said in respect to the cost of launching Mir] 
  99.     >A 5 Titan-launched-size modules is MUCH cheaper than Freedom
  100. >
  101. >  Excuse me?
  102.  
  103. If it requiresa longer statement: The Mir space station, which if it
  104. had been configured for orbital construction would have been on par
  105. with Freedom PMC, was/will be launched with (excuse me, my number was
  106. incorrect) 6 modules launched on a Proton SL-13 rocket. The Proton  
  107. places 20 tonnes into low earth orbit. It is therefore on par with the
  108. US Titan launcher. Therefore, orbiting Mir would cost about the same
  109. as launching 6 Titans. Freedom PMC will require 17 shuttle filghts.
  110. 6 Proton (or Titan) launches is MUCH cheaper than 17 shuttle flights.
  111.  
  112. >  Sure. Are you saying we should never build space structures larger than
  113. >  some specific dimension? What do you propose as that limit?
  114. >
  115. >  One benefit of a design with lots of open space is that you have lots
  116. >  of open space. Something you need when you want to attach all sorts
  117. >  of payloads and vehicles.
  118.  
  119. No, but I think that a space structure should be as compact as possible.
  120. I do not place a great value on expanding Freedom to fill its truss
  121. structure. By the time we get around to doing this much, Freedom will
  122. be VERY old. (e.g. well behind the state of the art.) Based on future
  123. technology and experience gained from Freedom, I feel a second generation
  124. space station would be more cost effective and usefull than expanding 
  125. Freedom.
  126.  
  127.                  Frank Crary
  128.                  UC Berkeley
  129.  
  130. ------------------------------
  131.  
  132. Date: 9 May 91 04:35:30 GMT
  133. From: ogicse!emory!wa4mei!ke4zv!gary@ucsd.edu  (Gary Coffman)
  134. Subject: Re: Laser launchers
  135.  
  136. In article <40584@fmsrl7.UUCP> wreck@fmsrl7.UUCP (Ron Carter) writes:
  137. >In article <2753@ke4zv.UUCP> gary@ke4zv.UUCP (Gary Coffman) writes:
  138. >
  139. >>Then add in the fact that
  140. >>atmospheric blooming will reduce the delivered energy of the beam
  141. >>by a factor of 1000 to 1000000 at high altitudes
  142. >
  143. >Support this assertion.  What conditions are you assuming?  What
  144. >sort of optical system, etc?  The sun puts ~1KW/m^2 onto the
  145. >California desert, and nobody notices thermal blooming.
  146. >
  147. >An optical system designed to avoid blooming will have many mirrors,
  148. >and mirrors much larger than the target.  This will keep the power
  149. >density much lower than a simplistic system, with one aperture equal
  150. >to the size of the target.
  151.  
  152. Well we have to decide first how much power is needed at the target.
  153. Let's assume a payload mass of 1000 kg. With a conventional rocket engine 
  154. we are talking gigawatts. If we have unlimited working fluid, considerably 
  155. lower power levels can be used. It would take longer to reach orbit, but 
  156. with unlimited ground based energy, and an unlimited working fluid, the 
  157. payload would eventually get there. The problem is that above 5 km the
  158. sensible atmosphere is inadequate as a working fluid for any reasonably
  159. sized payload. This means that we have to carry reaction mass along
  160. with the payload. Now we fall under the same constraints as a chemical
  161. rocket. We must attain the highest specific impulse that we can to keep
  162. the amount of dead weight reaction mass to a minimum. This in turn means
  163. that we need to deliver the same amounts of power to the payload as
  164. would be supplied by a chemical rocket, again, gigawatts. To avoid
  165. turning the atmosphere to plasma, we need to keep beam intensity below
  166. about 100 Kw/m^2. To deliver a gigawatt that requires the beam to be
  167. spread over 10,000 square meters. But that would require a collector
  168. at the payload of 10,000 square meters. Otherwise, as the beam narrowed,
  169. a point would be reached where the energy density per square meter would
  170. begin to turn the atmosphere to an optically opaque plasma. A collector
  171. of 10,000 square meters wouldn't be very aerodynamic to say the least.
  172. A much smaller payload would require less total energy, but to minimize
  173. reaction mass would still require high power from the beam. 
  174.  
  175. >Energy costs are a tiny part of the current cost of space launches.
  176. >Trading energy for efficient use of capital (being able to run the
  177. >launcher for 12 hrs/day, for example) would make laser-launchers
  178. >practical even if they used 10x the energy/kg of rockets.
  179.  
  180. This is very true and is what makes laser launchers look attractive at
  181. first glance.
  182.  
  183. >>but fundamental physical laws would have to be broken
  184. >>for it to pay off.
  185. >
  186. >My bogosity meter pinned again.
  187.  
  188. You gotta get that thing fixed. :-)
  189.  
  190. >>At the power levels required to loft real payloads
  191. >>into orbit, atmospheric blooming is an intractable physical problem.
  192. >
  193. >Consider the power level of the solar energy striking the ground,
  194. >and tell me why sunlight isn't an intractable physical problem.
  195. >Now consider the power levels of a laser launch.  What is the
  196. >greatest power density which avoids blooming?  Now, how much
  197. >aperture is required?  Did you ever ask yourself this question?
  198. >If not, shame on you.
  199.  
  200. I have, see above.
  201.  
  202. >>Talk to the guys who have actually
  203. >>fired high power lasers, the laser fusion folks, and see what they
  204. >>say about the absolute necessity of having a hard vacuum to fire the
  205. >>beam through.
  206. >
  207. >I'd prefer that you do sanity checks on your statements before
  208. >posting them.  Imploding fusion pellets is a very different
  209. >problem than vaporizing a layer of a meter-wide target.  It
  210. >takes vastly greater power levels and faster rise times.  The
  211. >pitfalls experienced by the LF workers will not be applicable.
  212.  
  213. I'm afraid that you are wrong. Newton's third law still holds.
  214. You're going to need a lot of reaction mass heated very hot and
  215. moving very fast to get your payload in orbit. That's going to
  216. require very high beam power levels from very powerful lasers
  217. focused on a relatively small target. The best experience in
  218. that field is the work of the laser fusion folks. Their lasers
  219. aren't as big, or as powerful, as a launch laser would have to
  220. be, but their target is considerably smaller so their beam
  221. power densities are comparable.
  222.  
  223. >>Tethers need to exceed the theoretical strength of materials limits by
  224. >>orders of magnitude to work. Again, a fundamental scientific breakthrough,
  225. >>not engineering R&D, needs to occur before tethers can become reality, if
  226. >>ever.
  227. >
  228. >How many tether studies have you read?  Did you ever read anything
  229. >about non-synchronous tethers, or work any figures yourself?  If
  230. >not, you are talking through your hat.
  231.  
  232. I have read studies, and I have done back of the envelope calculations
  233. myself. No chemical bond known to science has the strength to support
  234. a geosync to earth tether. Non-synchronous tethers have so many monumental
  235. problems that I dismiss them from consideration due to the sheer complexity
  236. of their possible operation. Some of the designs might just be technically
  237. possible, but the operational requirements they would impose just don't
  238. make them realistic contenders.
  239.  
  240. I still must maintain that the best way we know of to get above the
  241. sensible atmosphere is wings and air breathing engines. Above that
  242. point the best way we know to drive reaction mass is to use the chemical
  243. energy locked in that mass directly via a rocket engine. Indirect input
  244. of the energy through laser beams adds needless complication and inefficiency
  245. to the process without showing noticable benefits. Indeed, the problem of
  246. delivering that much energy to a distant fast moving object through the
  247. sensible atmosphere appears to make such a system completely impractical.
  248.  
  249. Gary
  250.  
  251. ------------------------------
  252.  
  253. Date: 8 May 91 13:48:00 GMT
  254. From: mcsun!inesc!unl!unl!jpc@uunet.uu.net  (Jose Pina Coelho)
  255. Subject: Re: IT'S OVER (no it isn't)
  256.  
  257.  
  258. In article <813@newave.UUCP> john@newave.UUCP (John A. Weeks III)
  259. writes:
  260.     [...]
  261.  
  262. > Now what does any of this have to do with sci.space.  Will humans ever
  263. > develop warp drive?  Are there any holes in the quantum theory and
  264. > relativity that might allow warp drive?
  265.  
  266. Yes, but the holes are 0.1 milimeter in diameter so, only an Hamburger
  267. can travel above lightspeed.
  268.  
  269. --
  270. Jose Pedro T. Pina Coelho   | BITNET/Internet: jpc@fct.unl.pt
  271. Rua Jau N 1, 2 Dto          | UUCP: ...!mcsun!unl!jpc
  272. 1300 Lisboa, PORTUGAL       | Home phone: (+351) (1) 640767
  273.  
  274. - If all men were brothers, would you let one marry your sister ?
  275.  
  276. ------------------------------
  277.  
  278. Date: 8 May 91 01:36:37 GMT
  279. From: mintaka!think.com!rpi!dali.cs.montana.edu!milton!hardy.u.washington.edu!brettvs@bloom-beacon.mit.edu  (Brett Vansteenwyk)
  280. Subject: Re:  Saturn V vs ALS
  281.  
  282. One other thing to consider now that the move is definitely on to find an
  283. alternative launch system to the Shuttle:  what about spending some of this
  284. development money in a supersonic transport?  It would seem that developing
  285. a plane to take a 300000lb payload to high altitude at supersonic speed would
  286. not push the technology (size would seem to be the biggest problem).
  287.  
  288. The reasoning is thus:  to support a Pegasus type launcher, if not Pegasus
  289. itself.  This would be an extension of the "NASA supplies the launch facilities"
  290. argument.  Such a launcher would have a prayer of being efficient and cost-
  291. effective (as Pegasus seems to be already).  This transport would be our
  292. flyback first stage booster equivalent (launch from a 70000ft altitude).  I have
  293. always been curious as to what difference using the XB-70 would have made to
  294. the X-15 or its successor.
  295.  
  296. One thing I do not have a feel for:  would the transport launch the orbital
  297. stage while supersonic, or will it do a hard climb, drop below supersonic, and
  298. then "toss" the vehicle?  I do not know how hard it is to do a supersonic
  299. separation.
  300.  
  301.             --Brett Van Steenwyk
  302.  
  303. ------------------------------
  304.  
  305. Date: 8 May 91 17:21:41 GMT
  306. From: elroy.jpl.nasa.gov!sdd.hp.com!caen!news@decwrl.dec.com  (Ken Sheppardson)
  307. Subject: Re: Why the space station?
  308.  
  309. yamauchi@cs.rochester.edu (Brian Yamauchi) writes:
  310. >kcs@sso.larc.nasa.gov (Ken Sheppardson) writes:
  311. >>yamauchi@cs.rochester.edu (Brian Yamauchi) writes:
  312. >
  313. >>>Perhaps now that the scientists have said, in effect, that they don't
  314. >>>want Freedom, the design could be moved back toward the initial goals
  315. >>>of supporting lunar and planetary exploration.
  316. >
  317. >>  Given the station we have today, there's not a whole lot of extra
  318. >>  capability that you could cut if you were to decide that SSF was going to
  319. >>  be dedicated to the support of lunar and planetary exploration. You still
  320. >>  need to habitation space, the power generation capability, and the limited
  321. >>  lab space of the current design.
  322. >
  323. >How about cutting the materials science research altogether?  For that
  324. >matter, since the ESA and NASDA modules are going to be devoted to
  325. >research, how about eliminating the lab space and power requirements
  326. >from the NASA modules and doing the life sciences research in the
  327. >ESA/NASDA modules?
  328.  
  329.    Amazing...I actually have _numbers_ for some of these things...
  330.  
  331.    In terms of power and crew, your requirements are about the same
  332.    whether you're performing a 'core R&D' function or a 'vehicle
  333.    processing' function. You need approx 150 kW and around 14 crew
  334.    members.
  335.  
  336.    In terms of experiment racks, given the traffic models we have for
  337.    utilization by the various disciplines, things break down like this
  338.    for the 'core R&D' utilization emphasis:
  339.  
  340.        19.5   International Users
  341.        13.5   General Lab Support Facilities/Lab Support Equipment
  342.        10.0   Life Sciences
  343.        10.0   Technology Development
  344.         6.0   Commercial Payloads
  345.         5.0   Microgravity Research
  346.        ----
  347.        64.0   Racks required
  348.  
  349.    During vehicle processing, you don't use any more/less racks, your
  350.    power and crew are just allocated to the processing activities. If
  351.    you wanted to eliminate _all_ materials processing functions and
  352.    only do vehicle processing and the life science necessary to support
  353.    SEI, you'd probably be able to eliminate the micro-g racks, some of
  354.    the technology development, and some or all of the commercial payloads.
  355.    I'm not sure how many of the technology development racks are dedicated
  356.    to material science, but I think the number is fairly low. At MOST
  357.    you're going to be able to reduce your total number of racks by
  358.    21 (assumes all tech dev is for mat sci)...so...
  359.  
  360.        64.0
  361.       -21.0
  362.        ----
  363.        43.0  Racks required (no material science capability)
  364.  
  365.    The 27' US Lab module has 24 racks. At PMC, 12 are system racks (i.e.
  366.    ventilation, power distribution, etc) and 12 are 'User Racks'. As of
  367.    March, ESA had 23 user racks available and JEM had 11. That give you
  368.    a total available of 46 at PMC. Since then ESA has reduced their
  369.    modules volume by ~20%. I don't know how that translates into number
  370.    of racks, but you can see that you NEEDED 43 racks to do only life
  371.    sciences, you HAD 46, and now you have even fewer. If you assume the
  372.    ~20% reduction in ESA module volume translates into a 20% reduction
  373.    in available user racks, you now have something like 41 racks total.
  374.  
  375.    As you can see, you're not going to be able to eliminate the US Lab
  376.    if you hope to retain your ability to accomodate the life sciences
  377.    necessary to support SEI.
  378.  
  379. >>  PMC is pretty much the minimum
  380. >>  viable permanently manned station one can come up with given the
  381. >>  constraints imposed by launch vehicle, the current program structure,
  382. >>  contracts already awarded, consideration of sunk cost, and politics.
  383. >
  384. >Hmmm...  Interesting that only one of these constraints (the launch
  385. >vehicle) is technical.  
  386.  
  387.   I see I made my point. :)
  388.  
  389. >I wonder whether it wouldn't be cheaper (and faster) to start over from
  390. >scratch.
  391.  
  392.   Good question. 
  393.  
  394. >Why not put together a small (!) team of experts (technical personnel,
  395. >not bureaucrats) from the various NASA centers (and perhaps other
  396. >labs, companies, and universities, as well) to design a space station
  397. >with clear goals in mind (orbital support of lunar/planetary
  398. >exploration) -- with the only constraints being engineering, cost, and
  399. >time?
  400.  
  401.   That's what we did during Restructuring. Really. Honest. :/
  402.  
  403. >If this were done right, it might not even delay construction. (Is
  404. >first element launch still scheduled for 1995?)  In fact, given the
  405. >remaining budget ($26 billion) and time (nine years to PMC) of the
  406. >current station, I would be surprised if such a team couldn't come up
  407. >with a station that was much better suited to the goals of space
  408. >exploration.
  409.  
  410.   Heh.
  411.  
  412. ===============================================================================
  413.  Ken Sheppardson                                  Email: kcs@sso.larc.nasa.gov
  414.  Space Station Freedom Advanced Programs Office   Phone: (804) 864-7544
  415.  NASA Langley Research Center, Hampton VA         FAX:   (804) 864-1975
  416. ===============================================================================
  417.  
  418. ------------------------------
  419.  
  420. End of SPACE Digest V13 #532
  421. *******************
  422.