home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V13_6 / V13_640.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-06-14  |  17KB

  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/UcK6nrq00WBw83Ok5G>;
  5.           Fri, 14 Jun 91 03:15:03 -0400 (EDT)
  6. Message-ID: <gcK6nmS00WBw83N04b@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, 14 Jun 91 03:14:59 -0400 (EDT)
  12. Subject: SPACE Digest V13 #640
  13.  
  14. SPACE Digest                                     Volume 13 : Issue 640
  15.  
  16. Today's Topics:
  17.                Re: The Un-Plan
  18.                 Re: lifeboats
  19.             Re: lifeboats....ACRV
  20.          Re: Self-sustaining infrastructures
  21.            Re: Rational next station design process
  22.                   Re: SR-71
  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: 25 May 91 21:20:41 GMT
  34. From: sequent!muncher.sequent.com!szabo@uunet.uu.net
  35. Subject: Re: The Un-Plan
  36.  
  37. In article <m0jh0He-00004gC@jartel.info.com> jim@pnet01.cts.com (Jim Bowery) writes:
  38.  
  39. >....the actual numbers for
  40. >U.S. vs Japanese, public vs private technology R&D funding is:
  41. >                R&D Funding Sources
  42. >                Public          Private
  43. >Unite States    67%             33%
  44. >Japan           22%             78%
  45. >Examples of successesful, low cost, R&D efforts that "meet international
  46. >challenges" with the financial risk taken by the private sector:
  47. >Wright Bros., the automobile, the telephone, Spirit of St. Louis, lasers,
  48. >the transistor, Seymour Cray/supercomputer (1604 - Cray-3), railroads,
  49. >microcomputers, the light bulb, radio, television, electrical generators,
  50. >communications satellites,
  51. >... 
  52. >The government has served technology advance best when it:
  53. >... 
  54. >2) Supported education and scientific (unpatentable) research.
  55. >...
  56.  
  57. This is an important point: distinguishing between patentable research,
  58. which should be done primarily by private industry, and basic and 
  59. applied (but unpatentable) scientific research for which the government
  60. should provide ample funding.  The DoC should have more say in this 
  61. research than DOE, DoD, or NASA during this era where international
  62. competitiveness is more important than defense or raw energy to the 
  63. existence, growth and well-being of our society.  You provide a good 
  64. legal and scientific definition for distinguishing what should be done 
  65. by government labs and what should be done by industry.
  66.  
  67.  
  68. >> * Our sample size of earth-crossing and Jupiter-crossing asteroids and
  69. >>   comets is increased 1,000-fold, so that we find several small objects
  70. >>   that can be captured into earth orbit for less than 500 m/s impulse
  71. >>   delta-V.
  72. >1)... Even "small" objects that hit the earth from space are exceedingly 
  73. destructive....
  74.  
  75. This is an important point that needs to be discussed.  Specifically,
  76. we need to determine:
  77.  
  78. * What is the maximum size and composition that can be safely fast-aerobraked
  79.   in Earth's atmosphere.  Currently, the Shuttle (c. 100 tons?) does
  80.   this regularly, over Los Angeles to boot, with little safety concern.
  81.   Skylab (c. 200 tons?) did this in an uncontrolled manner, and 
  82.   cause some furor but the danger was not overwhelming.  Using nuclear 
  83.   power adds another dimension, but fortuneately nuclear power is not
  84.   needed for capturing material.
  85.  
  86. * What is the maximum size and composition that can be safely 
  87.   gravity-assisted by the Earth.  Some major factors:
  88.   --  What is the ability to correct errors on the incoming spacecraft 
  89.       full of materials
  90.   --  What is the maximum worst-case destructiveness and its probability 
  91.       that can be tolerated.
  92.   --  What are the effects of volatile (eg ice) and hard (eg nickel-iron)
  93.       materials.
  94.  
  95. * What is the maximum size and composition that can safely be
  96.   slow aerobraked (< 1/100 g) in Earth's upper atmosphere.
  97.  
  98. The rule of thumb I am working with is that up to 1,000 tons of easily 
  99. crushed volatile materials can be safely fast-aerobraked, and that up
  100. to 10,000 tons of such material can be gravity-assisted or slow aerobraked.
  101. The figure for hard material such as steel, nickel-iron, or the typical
  102. earth-launched spacecraft would be 1,000 tons for well-controlled flyby
  103. and 100 tons for well-controlled aerobraking.  These are just rules of
  104. thumb; the actual figures for reasonable safety should be worked out.  
  105.  
  106. Note that _not_ using Earth for gravity assist and/or aerobraking imposes a
  107. very large energy cost, typical one or two orders of magnitude, on the
  108. cost of returning asteroid materials to LEO.  Not using Earth aerobraking
  109. also adds to the energy cost of returning lunar materials to LEO.  
  110. Determining and agreeing to margins that both protect Earth and enhance
  111. our ability to develop space is a very important issue.
  112.  
  113. If our ability to detect small and distant comets and asteroids greatly
  114. increases, we will be able to detect small Jupiter-crossing asteroids 
  115. and comet fragments.  Using Jupiter and the Moon for gravity assist is a 
  116. very powerful and safe technique for capturing materials into high Earth 
  117. orbit.
  118.  
  119.  
  120. >2) Delta-V isn't the overriding consideration -- round-trip mission
  121. >time is.  As with airlines, costs are dominated by amortization rates
  122. >on the flight equipment. 
  123.  
  124. I disagree. "Money-time" is easily computed by the cash flow equation.  
  125. This can be found in a good business calculator, or start up your 
  126. nearest spreadsheet.
  127.  
  128. Here is a cash flow analysis for a mission that takes 4 years of 
  129. round-trip time.  For this analysis the $numbers are made up and not 
  130. important; the relationship between $$ and time is.  Let's say it costs 
  131. $1.5e9 to develop, launch, and set up the equipment.  Since this is 
  132. high-risk, time cost of money is 18%/year.  Assume that we must replace 
  133. $6e8 of machinery every year after the operation is going.
  134.  
  135. Assuming $1.2e9 revenue per year, and an R&D period of 4 years (fairly
  136. short for the aerospace industry) the annual cash flow for the mining 
  137. project will look something like this:
  138.  
  139. -.1                      ($1e8)
  140. -.2
  141. -.4
  142. -.8                     (launch: total development costs $1.5e9)
  143. 0; 4 years              (round-trip travel & setup time)
  144. .6; indefinitely        ($12e8 revenue - $6e8 costs: 100% gross margins)
  145.  
  146. Net present value (NPV) of this cash flow at 18% is >$0, which
  147. means that if the numbers I pulled out of the air were realistic,
  148. it would be a good investment.
  149.  
  150. The annual market/development costs ratio is 12/15.  In other words, 
  151. due to the round-trip travel time and the time cost of money, we need 
  152. an annual market equal to 80% of the development costs, sustainable at 
  153. 100% gross margins.  If the Fed dropped rates just 3%, we could get by 
  154. with a market equal to 58% of development costs [n.b. for those who think 
  155. big budget deficits are OK].  For a two year round trip time we only need 
  156. a market equal to 46% of development costs to provide an 18% return.  The 
  157. Moon (0 years) needs a 34% market, giving us a money-time ratio of
  158. 2.35 between a four-year round trip to an asteroid vs. the Moon at 
  159. the junk-bond rate of 18%.
  160.  
  161. While the time advantage of the Moon is significant, it is not overwhelming.  
  162. Using aerobraking, we can get material from asteroid 1982DB, and probably 
  163. several thousand other as yet undiscovered asteroids, with 9,000 times less 
  164. fuel than from the Lunar surface.  With gravity assist, the ratio is about
  165. 100:1.   Launch, fuel, tankage, and payload-design constraint costs related
  166. to energy constraints dominate for deep-space missions (about 60%).  This 
  167. gives 1982DB a cost advantage of between a factor of 60 and a factor of 
  168. 5400.  These both dwarf the time cost of money ratio of 2.35.
  169.  
  170. Furthermore, asteroids contain a wide variety of materials (refined 
  171. nickel-iron, water, nitrogen, carbon, etc.) which are much more difficult 
  172. or impossible to obtain on the Moon.  Mining equipment on the Moon will 
  173. greatly "outweigh", in both mass and  development cost, mining equipment 
  174. on asteroids.  There will be an even larger difference between the rock 
  175. or metal asteroids and comet fragments, since ice mining is much easier
  176. than rock or metal mining.  That is why the "Un-Plan" shows Encke 
  177. earth-crossing comet fragments being mined first, although the existence 
  178. vs. nonexistence of such earth-crossing ice is speculative due to the 
  179. inadequate state of our exploration of these bodies.
  180.  
  181.  
  182. >Due to the probability of our achieving economical fusion in the near 
  183. >future, I seriously doubt SPS will ever be important.
  184.  
  185. We certainly should not _count_ on it, just as we should not count
  186. on any other single speculative space industry [microgravity and 
  187. vacuum manufacturing, platinum-group metals, diamonds, He-3, pharmaceuticals,
  188. etc. etc.]. It is important that primary industries -- exports from space to 
  189. Earth -- be developed, but we can't get ourselves stuck on preconceived 
  190. notions of which ones will dominate.  We need to be ready for another 
  191. Amgen to come along and spoil our plans.   Keep our options open, and
  192. keep looking for new options.  That's why I called this the "Un-Plan".
  193.  
  194.  
  195. -- 
  196. Nick Szabo                szabo@sequent.com
  197. "If you understand something the first time you see it, you probably
  198. knew it already.  The more bewildered you are, the more successful
  199. the mission was." -- Ed Stone, Voyager space explorer
  200.  
  201. ------------------------------
  202.  
  203. Date: 25 May 91 14:39:03 GMT
  204. From: spool.mu.edu!rex!rouge!dlbres10@decwrl.dec.com  (Fraering Philip)
  205. Subject: Re: lifeboats
  206.  
  207. Please ignore article <DLBRES10.91May24191820@pc.usl.edu>. Accident
  208. with the posting mechanism, I believe.
  209.  
  210. - Phil
  211.  
  212. ------------------------------
  213.  
  214. Date: 25 May 91 18:12:54 GMT
  215. From: agate!lightning.Berkeley.EDU!fcrary@ucbvax.Berkeley.EDU  (Frank Crary)
  216. Subject: Re: lifeboats....ACRV
  217.  
  218. In article <1991May23.175300.9590@zoo.toronto.edu> henry@zoo.toronto.edu (Henry Spencer) writes:
  219. >The other side of this, of course, is that either one is more reliable after
  220. >storage for years in orbit than a set of maneuvering engines.  If David
  221. >can postulate a violently-out-of-control station, I can postulate undetected
  222. >equipment failure in the lifeboat.
  223.  
  224. I personally like the solution used by the Soviets: Their "lifeboat" is one
  225. of their crew transports, which is keep docked to the station. This way, 
  226. every time there is a crew rotation, the old "lifeboat" is replaced along
  227. with the old crew. As a result, they never have the lifeboat in storage
  228. on orbit for "years." Usually it is up there for only 6 months, though I
  229. seem to remember that one was up for as long as 9 months.
  230.  
  231.                        Frank Crary
  232.  
  233. PS: I do agree that a fail-safe emergency mode for undocking is also a very
  234. good idea.
  235.  
  236. ------------------------------
  237.  
  238. Date: 26 May 91 01:13:22 GMT
  239. From: news-server.csri.toronto.edu!utzoo!henry@uunet.uu.net  (Henry Spencer)
  240. Subject: Re: Self-sustaining infrastructures
  241.  
  242. In article <1991May26.002647.22594@agate.berkeley.edu> fcrary@lightning.Berkeley.EDU (Frank Crary) writes:
  243. >On this note, I would like to mention that the lifetime of a satellite in
  244. >Low Earth orbit is limited by its fuel supply...
  245.  
  246. Well, for those that *have* a fuel supply.  A good many, e.g. Hubble, don't.
  247. A better way of putting it is that the life of a low-orbit satellite is
  248. usually limited by air drag.
  249.  
  250. >... Geostationary satellites (if they can be used
  251. >to measure lifetimes NOT limited by fuel consumption) ...
  252.  
  253. Kind of dubious, since their useful lifetime usually *is* limited by fuel.
  254. They need it for precision station-keeping.
  255.  
  256. >... As such, being able to refuel a satellite in Low Earth orbit could
  257. >as much as triple its lifetime...
  258.  
  259. Being able to reboost it would, in many cases, be just as good as refuelling,
  260. and less hassle.  Unless it's using fuel for something else, like attitude
  261. control, there's little difference between giving it a push and refuelling
  262. it so it can give itself a push, except that the latter is more complicated
  263. and puts more constraints on the satellite design.
  264.  
  265. Another issue here, by the way, is that satellites fuelled by hydrazine also
  266. suffer from slow degradation of the catalysts they use to break it down in
  267. their thrusters.  So just refuelling them has limits.
  268.  
  269. >... Can anyone comment on the viability of a
  270. >for-profit Low Earth orbit infrastructure for the purpose of re-fueling
  271. >satellites?
  272.  
  273. Minimal.  It's always in the wrong orbit, since no two low-orbit satellites
  274. are in exactly the same plane, barring the occasional deliberately-established
  275. constellation.  Refuelling geostationary comsats would be much more promising.
  276. Getting from one side of Clarke orbit to the other is not quick, but it *is*
  277. relatively cheap, and there usually is plenty of advance warning that a bird
  278. is running low.  Of course, you'd have to convince the comsat builders to
  279. start providing for refuelling.
  280.  
  281. >Could a unfueled and deactivated satellite be claimed as
  282. >salvage, re-fueled, re-activated and sold as salvage?
  283.  
  284. I'm unsure about the legal aspects, but it doesn't seem likely to be very
  285. profitable.  The low-orbit birds are usually specialized, and often would
  286. be of little value to anyone other than their owners.  You really want to
  287. get contracts for refuelling them *before* they run out.
  288. -- 
  289. "We're thinking about upgrading from    | Henry Spencer @ U of Toronto Zoology
  290. SunOS 4.1.1 to SunOS 3.5."              |  henry@zoo.toronto.edu  utzoo!henry
  291.  
  292. ------------------------------
  293.  
  294. Date: 23 May 91 20:24:42 GMT
  295. From: van-bc!rsoft!mindlink!a684@ucbvax.Berkeley.EDU  (Nick Janow)
  296. Subject: Re: Rational next station design process
  297.  
  298. gwh@headcrash.Berkeley.EDU (George William Herbert) writes:
  299.  
  300. > Again, looking at the needs of long-term human bio research, I can't see any
  301. > solution other than doing research on a manned station. I'm open to having my
  302. > mind changed, but all the research into bioscience needs that I've done says
  303. > 'Station!' all over it 8-)
  304.  
  305. I don't think anyone is denying that some research can't be done without a
  306. long-term manned facility.  However, there's also a question of time.  The
  307. research is valuable, but does it have to be done this year?  Next year?  the
  308. year 2000?  Could it possibly wait until space engineering can provide better
  309. facilities for less cost?
  310.  
  311. Furthermore, are biologists properly prepared for that manned space research.
  312. Have they done all the preparatory work and have absolutely nothing more to do
  313. until the orbiting facility is ready?  I'm not a biologist, but I assume that
  314. research into the effects of spin on humans, cell growth in zero-g, bone growth
  315. at 1-g, etc is not complete.  That detailed research here can eliminate many
  316. side-issues and provide useful techniques and knowledge that can be applied to
  317. an orbiting facility.  Why waste (expensive) days of research in space studying
  318. an effect that can be studied here or using unmanned experiments?  At some
  319. point the cost of further research here will be greater than that of an
  320. orbiting facility, but until then, there's work to be done on Earth.
  321.  
  322. ------------------------------
  323.  
  324. Date: 24 May 91 12:55:00 GMT
  325. From: dev8g.mdcbbs.com!rivero@uunet.uu.net
  326. Subject: Re: SR-71
  327.  
  328. In article <7P5622w163w@lobster.hou.tx.us!n5abi>, lobster.hou.tx.us!n5abi!gak (Gene A. Kennedy) writes:
  329. >  The June issue of Popular Mechanics includes an article on the SR-71 and
  330. > mentions that NASA is putting three back in service for research. Does
  331. > anyone know where they will operate from? I would guess Edwards but the
  332. > article never says.
  333. > -----------------------------------------------------------------------
  334. > Gene Kennedy - Ham Radio Operator, N5ABI - lobster.hou.tx.us!n5abi!gak
  335. > -----------------------------------------------------------------------
  336. -- 
  337. At least one is at Edwards, and was operational when I saw it, even though
  338. the plane had been officially "retired". A second SR-71 is supposedly 
  339. going to be used to help monitor the ozone hole over antartica. In both
  340. cases, the aircrafts value lies in its extreme altitude.
  341.  
  342. Guess you can't keep a good airframe down!
  343.  
  344.  
  345.  
  346. ==========================================================================
  347. \\\\    Michael Rivero      | "I drank WHAT!" |"Why bother with marriage?| 
  348.   (.    rivero@dev8a.mdcbbs | Socrates  -------------------Just find a   |
  349.    )>   DISCLAIMER:::       |-----------| "Life is CHEAP! |woman you hate
  350.   ==    "Hey man, I wasn't  |Looking4luv| But toilet paper|and buy her a |
  351. ---/    even here then!"    |Settle4sex!| is EXPENSIVE!"  |  house!"     |
  352. ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++-------------------+++++++++++++++
  353.  
  354. ------------------------------
  355.  
  356. End of SPACE Digest V13 #640
  357. *******************
  358.