home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V13_6 / V13_627.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-06-09  |  18KB

  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)
  4.           ID </afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/Mailbox/IcIRfEe00WBwA3A05k>;
  5.           Sun,  9 Jun 91 03:37:52 -0400 (EDT)
  6. Message-ID: <ccIRf=600WBwI3-E5b@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,  9 Jun 91 03:37:47 -0400 (EDT)
  12. Subject: SPACE Digest V13 #627
  13.  
  14. SPACE Digest                                     Volume 13 : Issue 627
  15.  
  16. Today's Topics:
  17.            Re: Rational next station design process
  18.            Re: Rational next station design process
  19.            Re: Keck (was Re: Privatization)
  20.           Re: Tethers (was Re: Gas Guns and Tethers
  21.        Re: Request For Discussion: sci.space.moderated
  22.           Re: space news from March 18 AW&ST
  23.         Some statistics on the Keck Telescope
  24.             Re: Launch technology
  25.  
  26. Administrivia:
  27.  
  28.     Submissions to the SPACE Digest/sci.space should be mailed to
  29.   space+@andrew.cmu.edu.  Other mail, esp. [un]subscription requests,
  30.   should be sent to space-request+@andrew.cmu.edu, or, if urgent, to
  31.              tm2b+@andrew.cmu.edu
  32.  
  33. ----------------------------------------------------------------------
  34.  
  35. Date: 23 May 91 04:31:44 GMT
  36. From: agate!tornado.Berkeley.EDU!gwh@ucbvax.Berkeley.EDU  (George William Herbert)
  37. Subject: Re: Rational next station design process
  38.  
  39. In article <1991May22.043742.26491@sequent.com> szabo@sequent.com writes:
  40. >It is precisely the approach that is wrong.  I could point out 
  41. >thousands of needs _not_ met by a space station, and demonstrate
  42.                   ^^^^^^^^ Nick, there are millions of needs that aren't
  43.           solved by a space program in any way shape of form. The
  44.           point is to pick needs and missions you want to fulfil
  45.           and figure out how to do so.
  46. >the opportunity costs.  I could show how the needs you are trying
  47. >to meet can be better met by other methods.  But if we
  48. >don't consider alternative concepts, our only recourse would be to 
  49. >redefine the needs, as space planners have redefined the space 
  50. >station customers from defense (1960's) to earth observation 
  51. >(1970's) to microgravity research (1980's) to "life sciences" 
  52. >(the study of a too small sample size of unrepresentative humans in 
  53. >an unrepresentative space environment).  We could argue about these 
  54. >until we were blue in the face.  But until we consider the 
  55. >alternatives to a station, and all the major needs of space 
  56. >users and their relative importance, the notion that a space station 
  57. >is a desirable or useful part of a space infrastructure is a 
  58. >non-sequitur.  It is merely the classic Solution in Search of a 
  59. >Problem.
  60. >
  61. >The whole approach -- and any infrastructure that may result from
  62. >it -- is, like Fred itself, bankrupt.
  63.  
  64. All right, Nick, put your brain where your mouth is.
  65.  
  66. Here are the missions that I want to see done that I think can be done only
  67. or best by a station:
  68.     * Long-term Human studies
  69.     * some Microgravity (not all)
  70.     * most Biological science
  71.     * Spacecraft Refurbishment 
  72.  
  73. Assume, as I do, that these are worthwhile things to do.  (Not more or less 
  74. worthwhile than any other mission).  If you disagree, then we stop here.  If
  75. not, proceed to step 2:
  76.     How else can we do these missions? 
  77.  
  78. -george william herbert
  79. gwh@ocf.berkeley.edu
  80.  
  81. ------------------------------
  82.  
  83. Date: 22 May 91 18:41:15 GMT
  84. From: van-bc!rsoft!mindlink!a684@ucbvax.Berkeley.EDU  (Nick Janow)
  85. Subject: Re: Rational next station design process
  86.  
  87. gwh@tornado.Berkeley.EDU (George William Herbert) writes:
  88.  
  89. > Here are the missions that I want to see done that I think can be done only
  90. > or best by a station:
  91. >         * Long-term Human studies
  92. >         * some Microgravity (not all)
  93. >         * most Biological science
  94. >         * Spacecraft Refurbishment
  95. > Assume, as I do, that these are worthwhile things to do.  (Not more or less
  96. > worthwhile than any other mission).  If you disagree, then we stop here.  If
  97. > not, proceed to step 2:
  98. >         How else can we do these missions?
  99.  
  100.         * Long-term Human studies
  101. There is likely still quite a bit of preparatory research that can be done with
  102. test animals in zero-g, biochemical reactions in zero-g, short-term human
  103. experiments (monitoring shuttle crew, etc) and computer simulations based on
  104. all those results.  That won't cover everything, but until we are really ready
  105. to build a proper space station, it is a (comparatively) inexpensive way to do
  106. some of the groundwork.
  107.  
  108. I'm sure there will be many surprises when we do finally get a proper long-term
  109. human studies facility in orbit.  However, there is still a lot to be learned
  110. without it.  Let's not confuse flashy science with real science which often
  111. consists of tedious, repetitive experiments.  Those scientist who labour in
  112. small laboratories, making precise measurement after precise measurement; the
  113. ones who sit in leaky tents in tropical rainforests, counting frog croaks; the
  114. ones who pore over the masses of data, trying to figure out what that slight
  115. bias in the readings means: they are the "unsung heros" of science.
  116.  
  117.         * some Microgravity (not all)
  118.         * most Biological science
  119.         * Spacecraft Refurbishment
  120.  
  121. A fair amount of this can be done with unmanned facilities.  That will require
  122. a fair bit of R&D in robotics, teleoperation and AI, but we should be doing
  123. that anyways.  Think of the spin-offs!
  124.  
  125. Sure, the astronauts fixed Solar Max when it was obvious that machines weren't
  126. flexible enough.  However, can we always afford to send humans?  What if Solar
  127. Max was in close solar orbit?  We will have to develop flexible teleoperation
  128. ability eventually, so why not spend the time, money and effort now?
  129.  
  130. ------------------------------
  131.  
  132. Date: 22 May 91 12:19:45 GMT
  133. From: agate!spool.mu.edu!think.com!zaphod.mps.ohio-state.edu!wuarchive!emory!wa4mei!ke4zv!gary@ucbvax.Berkeley.EDU  (Gary Coffman)
  134. Subject: Re: Keck (was Re: Privatization)
  135.  
  136. In article <1991May21.235606.3804@cs.rochester.edu> dietz@cs.rochester.edu (Paul Dietz) writes:
  137. >In article <13588@goofy.Apple.COM> leech@Apple.COM (Jonathan Leech) writes:
  138. >
  139. >>pain.  Further, no planetary mission will return as much science in
  140. >>its brief lifetime as the Keck will over decades, and the risk factor
  141. >>is very high.
  142. >
  143. >One wonders, then, why we should spend multiple billions on planetary
  144. >science when the scientific return on the dollar is so much greater
  145. >from ground-based telescopes (and, last I heard, telescope time
  146. >worldwide is oversubscribed by at least 4 to 1).  Sure, there are
  147. >questions that can only be answered on-site, but the questions the
  148. >telescopes are trying to address (the fate and nature of the universe
  149. >as a whole) seem more fundamental.
  150. >
  151. >The question "why spend money on planetary probes" is at least as
  152. >problematic as "why spend money on manned spaceflight".
  153. >
  154. >    Paul F. Dietz
  155. >    dietz@cs.rochester.edu
  156.  
  157. A fundamental hidden assumption is that all scientific return is equally
  158. valuable. While it can be said that all knowledge is valuable in the
  159. abstract, specific knowledge is often of great value to a specific
  160. application. The lobbying comes in deciding whose application is more
  161. valuable. To the man in space folks, zero G life science is much more
  162. valuable than any telescopic study of the big bang. The planetary 
  163. science folks have about reached the limits of Earth based telescopes.
  164. Their application requires space based sensors, or better, planetary probes.
  165. So spending on Earth bound telescopes is a waste of money for their
  166. application. And so on.
  167.  
  168. It's not just return for the buck, it's specific return for specific bucks
  169. that's the real hidden issue.
  170.  
  171. Gary
  172.  
  173. ------------------------------
  174.  
  175. Date: 23 May 91 02:16:23 GMT
  176. From: cis.ohio-state.edu!zaphod.mps.ohio-state.edu!wuarchive!emory!wa4mei!ke4zv!gary@tut.cis.ohio-state.edu  (Gary Coffman)
  177. Subject: Re: Tethers (was Re: Gas Guns and Tethers
  178.  
  179. In article <42474@fmsrl7.UUCP> wreck@fmsrl7.UUCP (Ron Carter) writes:
  180. >In article <2837@ke4zv.UUCP>, ke4zv!gary (Gary Coffman) writes:
  181. >>In article <41941@fmsrl7.UUCP> wreck@fmsrl7.UUCP (Ron Carter) writes:
  182. >[tidal/centrifugal acceleration is 4e-6 m/sec^2/m vertical sep]
  183. >>Unless I totally screwed up the integration, it would take 11.5 days
  184. >>for the shuttle to drop 50 km in this system. Is that reasonable?
  185. >
  186. >I think not.
  187. >
  188. >Simplifying assumption:  tether tension is set so that there is a
  189. >net 10 N downward acceleration on the Shuttle.  Initial separation
  190. >is 50 meters, initial tension is 10 N.  Shuttle mass is 1e5 kg.
  191. >
  192. >d = .5 * a * t^2  implies  t = sqrt( 2 * d / a )
  193. >
  194. >d = 5e4 m (minus a bit)
  195. >a = 1e-4 m/sec^2
  196. >
  197. >t = sqrt(2 * 5e4m/1e-4 m/sec^2) = sqrt(1e9 sec^2) = 3.16e4 sec = 8.78 hours.
  198. >
  199. >If tether tension was not increased to maintain a constant acceleration,
  200. >but was kept to a constant proportion of the tidal/centrifugal force,
  201. >then the Shuttle's speed would increase exponentially and this time
  202. >would be MUCH shorter.  I haven't worked the diffeq yet, but the
  203. >acceleration rises roughly linearly with increasing distance, so...
  204. >
  205. >Would you mind posting your analysis if it's so different?
  206.  
  207. I screwed up again. I implicitly set the mass of the shuttle to
  208. 1. This gave me a bogus force and a bogus acceleration. Your numbers 
  209. look correct. However, see below.
  210.  
  211. >Perhaps you caught some glitch that I ignored.  The requirement
  212. >of rotating the relative velocity vector at omega might make a
  213. >big difference, and my above simple analysis would have missed it.
  214. >I also didn't take into account the requirement for tidal force
  215. >to spin up the tether; as the two masses separate, their angular
  216. >inertia increases, and angular momentum must be input to keep its
  217. >rate of spin at omega (1/orbit).  This must come from tidal torque;
  218. >the lower mass moves forward as spin slows, and the upper moves
  219. >backward, yielding a tidal torque increasing the spin.
  220.  
  221. A 1e5 kg mass with a 50 meter vertical separation has a net force
  222. of 20 newtons between it and the station. At 5e4 meters vertical
  223. separation the force is 2e4 newtons for an average force of 1e4
  224. newtons. That's 5e8 joules and an equivalent average acceleration 
  225. of 0.1 meter/sec^2. Plugging in to t=sqrt(2*d/a) we get 16.66 minutes.
  226. Total power 500 kilowatts. Average relative speed 180 kph. Of course 
  227. the reel is freewheeling and there is 0 tether tension so this answer 
  228. is somewhat bogus. Still it sets a maximum on the power available. 
  229. Subtracting a constant 10 newtons to keep the tether tensioned will 
  230. cause only a 500 watt reduction in power.
  231.  
  232. A 1e5 kg mass travelling in a 5e4 m circle with a period of 5.4e3
  233. seconds has an equivalent power of 1.3e4 watts. 13 kilowatts. This
  234. is the parasitic power required to create the 1/orbit (90 min) spin.
  235.  
  236. Holding drop time to 8.78 hours will only generate 15.82 kilowatts. 
  237. This leaves about 470 kw to play with.
  238.  
  239. There! I hope I didn't pull another boner.
  240.  
  241. Gary
  242.  
  243. ------------------------------
  244.  
  245. Date: 22 May 91 00:55:16 GMT
  246. From: amdcad!brahms!phil@ucbvax.Berkeley.EDU  (Phil Ngai)
  247. Subject: Re: Request For Discussion: sci.space.moderated
  248.  
  249. shafer@skipper.dfrf.nasa.gov (Mary Shafer) writes:
  250. >I must say that it was in sci.space that I discovered the need for and
  251. >learned how to use local kill files.  I'm currently debating about a
  252. >global kill file, since I have discovered that the people whose
  253. >posting are most objectionable in sci.space are objectionable
  254. >everywhere.  (It's also true that the people whose postings are most
  255. >interesting in sci.space, like Henry, are interesting everywhere.)
  256.  
  257. Ain't that the truth. I've gone beyond kill files to select files,
  258. mainly keyed on poster, not subject.  I only read the people I know
  259. will be interesting. nn is very useful in this regard.
  260.  
  261. What would be neat is to see the select files of the people in my
  262. select files...
  263.  
  264. --
  265. For the Welfare system to flourish, its clients must not.
  266. Conflict of interest?
  267.  
  268. ------------------------------
  269.  
  270. Date: 22 May 91 07:42:55 GMT
  271. From: stanford.edu!agate!lightning.Berkeley.EDU!fcrary@decwrl.dec.com  (Frank Crary)
  272. Subject: Re: space news from March 18 AW&ST
  273.  
  274. In article <1991May21.192557.12347@m.cs.uiuc.edu> carroll@cs.uiuc.edu (Alan M. Carroll) writes:
  275. >I'm missing this. The fast orbit takes a total of 34 months, or
  276. >roughly 1020 days. That's too long, but a 1000 day mission isn't?
  277.  
  278. I should have been more exact. The stay on the surface is too long. Either
  279. transfer orbit will result in long stay on the surface. In the case of a
  280. minimum energy transfer, 400 days or so. The "fast" orbit could give you
  281. a stay of 700 - 800 days. However, the "fast" orbit requires MUCH more
  282. fuel. A "fast" mission could only land a limited amount of equipment. Not
  283. enough for 26 months of surface exploration. Spending only 400 days, with
  284. the equipment needed to do a good, detailed job of exploring is much more
  285. effective. In general, "fast" missions are suggested to shorten the trip:
  286. The fuel costs are almost prohibitive, but if you HAVE to return in less
  287. than one year, this is the only way. A "fast" mission that waits on the
  288. surface for the next launch window (26 months) does not do this, but still
  289. has to pay the price in fuel.
  290.  
  291.                        Frank Crary
  292.                        UC Berkeley
  293.  
  294. ------------------------------
  295.  
  296. Date: 22 May 91 14:45:28 GMT
  297. From: agate!spool.mu.edu!rex!rouge!pc.usl.edu!dlbres10@ucbvax.Berkeley.EDU  (Fraering Philip)
  298. Subject: Some statistics on the Keck Telescope
  299.  
  300. Here are some interesting figures on the original Keck
  301. scope from the July 1990 {\em Sky and Telescope}. There
  302. is no mention about the possibility of an interferometer
  303. being built. I suppose that those ideas are more recent.
  304.  
  305. From the article "The Keck Telescope's Giant Eye":
  306.  
  307. "Principal funding came in the form of a $ 70 million grant
  308. from the W. M. Keck Foundation, hence the telescope's name."
  309.  
  310. From the sidebar interview with Jerry Nelson:
  311.  
  312. S&T: Now who was funding this work in the early days?
  313.  
  314. Nelson: Prior to 1980 the funding was approximately equal
  315.         between UC and Lawrence Berkeley Laboratory. I was
  316.         a staff member at LBL and managed to convince the
  317.         director of the lab to provide funding -- $ 200,000,
  318.         something like that.
  319.  
  320. [...]
  321.  
  322. S&T: But you folks didn't really get funded until 1984, when the
  323.      [Keck Foundation's] check came in?
  324.  
  325. Nelson: We had several million dollars that was spent on what we
  326.         call technical demonstration -- this money came from UC in 
  327.         about 1981 through '84. By then we had tackled many exotic
  328.         engineering tasks and even had a design for the telescope
  329.         as a whole. Then formally in January, 1985, the project
  330.         got this wonderful grant from the W. M. Keck Foundation.
  331.  
  332. [...]
  333.  
  334. Nelson: ...The Keck grant went to Caltech, and Caltech has agreed to
  335.         provide additional capital expenditures to build the observatory,
  336.         while UC will provide monies to operate it for roughly 25 years.
  337.  
  338. -------------------
  339.  
  340. End of quoted figures;
  341.  
  342. "There are lies, damn lies, and statistics." - Theodore Roosevelt
  343.  
  344. It seems to me that these figures could be used to support both
  345. sides of the current argument.
  346.  
  347. Phil Fraering || Usenet (?):dlbres10@pc.usl.edu || YellNet: 318/365-5418
  348. ''It hardly mattered now; it was, in fact, a fine and enviable
  349. madness, this delusion that all questions have answers, and nothing is
  350. beyond the reach of a strong left arm.`` - Larry Niven and Jerry
  351. Pournelle, _The Mote in God's Eye_
  352.  
  353. ------------------------------
  354.  
  355. Date: 22 May 91 14:49:48 GMT
  356. From: usc!cs.utexas.edu!news-server.csri.toronto.edu!utgpu!watserv1!watdragon!watyew!jdnicoll@ucsd.edu  (James Davis Nicoll)
  357. Subject: Re: Launch technology
  358.  
  359. In article <12341@uwm.edu> markh@csd4.csd.uwm.edu (Mark William Hopkins) writes:
  360. >
  361. >   So here's my question: what are the propellant velocities of the currently
  362. >used fuel sources?  Is there any non-nuclear process currently existing that
  363. >can achieve propellant velocities on the order of 1000 km/sec?!?!
  364.  
  365.     Why non-nuclear? The sources I've seen seem to show an ISP of
  366. 450 is about the best you can get from chemical. 
  367.  
  368.     Isn't the Isp of Orion-style propulsion about 50,000? That's
  369. half way to your goal. 
  370.  
  371.     Why an Isp of 100,000, btw?  
  372.  
  373. >   What can electromagnetic or nuclear process do in the way of propellant
  374. >speed under a controlled environment?
  375. >
  376. >   Exercise: calculate the distance you can travel in a period equal to one
  377. >time constant with 1000 km/sec fuel under constant 1 G thrust.  Discuss the
  378. >implications.  Tell NASA about them. :)
  379.  
  380.     Hmmm.   MV=mv
  381.         MV/v=m    Let M = 1kg, V = 10m/s and v = 10**6 m/s
  382.         (1kg)(10m/s)x /10**6 m/s = 10**-5 kg
  383.  
  384.     To change your velocity by 10m/s, you need to throw out 10**-5 kg.
  385.  
  386.         Ek=.5 MV**2
  387.           =(.5)(10**-5)(10**6)**2
  388.           = 5x10**6 J
  389.  
  390.     Assuming I haven't srewed up, you are going to have to generate
  391. 5x10**6 Joules per second to accelerate your 1kg object at 1 G. That's an
  392. impressive power output for a 1 kg object. Perhaps you might want to consider
  393. smaller accelerations or a smaller Isp? 
  394.  
  395.     In any case, I think the question is better phrased 'what can you
  396. do with delta vees of about 1400 km/s?'
  397.     
  398.     Right now, I think the biggest cost involved in putting things in
  399. space is the hardware cost, not the fuel cost (although obviously the Isp
  400. of the launcher determines the biggest delta vee you can reasonably expect
  401. to be able to cause. Even if chemical fuels were a penny a tonne, you won't 
  402. see delta vees of ,say, 1000 km/s out of a chemical rocket).
  403.  
  404.     You also may want to consider possible side effects of using a
  405. high Isp propulsion system to launch from the Earth's surface. If you
  406. were launching a 100 tonne object with the mythical Isp 100,000 at
  407. 2 G, you would be generating about 10**12 watts, and I can't help but
  408. wonder if a terawatt jet wouldn't have some minor effect on whatever
  409. happens to be in the way of the jet. I suspect that Earth surface to orbit
  410. launches will be constrained by the need not to do gross property damage 
  411. to propulsion systems that have relatively low Isps (or which skirt
  412. the issue, like tethers). I realise that you didn't specify launching
  413. from Earth's surface, but right now, that's our primary problem.
  414.                             
  415.                                 James Nicoll
  416.  
  417. ------------------------------
  418.  
  419. End of SPACE Digest V13 #627
  420. *******************
  421.