home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V15_5 / V15NO572.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1993-07-13  |  35KB

  1. Date: Sun, 20 Dec 92 05:00:03    
  2. From: Space Digest maintainer <digests@isu.isunet.edu>
  3. Reply-To: Space-request@isu.isunet.edu
  4. Subject: Space Digest V15 #572
  5. To: Space Digest Readers
  6. Precedence: bulk
  7.  
  8.  
  9. Space Digest                Sun, 20 Dec 92       Volume 15 : Issue 572
  10.  
  11. Today's Topics:
  12.                          aerospikes (2 msgs)
  13.                             Apollo 13 book
  14.                  cryptocraft photography, Re: Aurora 
  15.                  DC vs Shuttle capabilities (2 msgs)
  16.                          fast-track failures
  17.                  Justification for the Space Program
  18.                            MOL (and Almaz)
  19.                               pumps etc.
  20.                     Shuttle thermal tiles (2 msgs)
  21.                            SSTO vs. 2 Stage
  22.                       Stellar Evolution Research
  23.                             What is DC ??
  24.  
  25.     Welcome to the Space Digest!!  Please send your messages to
  26.     "space@isu.isunet.edu", and (un)subscription requests of the form
  27.     "Subscribe Space <your name>" to one of these addresses: listserv@uga
  28.     (BITNET), rice::boyle (SPAN/NSInet), utadnx::utspan::rice::boyle
  29.     (THENET), or space-REQUEST@isu.isunet.edu (Internet).
  30. ----------------------------------------------------------------------
  31.  
  32. Date: Sat, 19 Dec 1992 01:41:19 GMT
  33. From: Henry Spencer <henry@zoo.toronto.edu>
  34. Subject: aerospikes
  35. Newsgroups: sci.space
  36.  
  37. In article <BzFK5F.Dwn.1@cs.cmu.edu> MUNIZB%RWTMS2.decnet@consrt.rockwell.com ("RWTMS2::MUNIZB") writes:
  38. >If lack of *flight-test* data is seen as the long pole in the tent 
  39. >(holding things up), why isn't it being flown on the admittedly 
  40. >experimental DC-X (and DC-Y)? 
  41.  
  42. Because DC-X and DC-Y are *not* experimental in that sense.  They are
  43. proof-of-concept vehicles for single-stage-to-orbit launchers.  They're
  44. trying very hard *not* to be an experiment in any other way; in particular,
  45. they are *not* in the business of advancing engine technology if they can
  46. avoid it.
  47.  
  48. It would be a fine thing to do with a DC-Y after its main test program
  49. has concluded, but first things first.
  50.  
  51. >"requirement for large cross range (1500 nautical miles with crew and 
  52. >cargo) and through it, the ability the ability to launch and land in one 
  53. >earth orbit."
  54. >
  55. >I seem to recall this as an Air Force driven requirement, and that the 
  56. >original NASA requirement was less stringent.  The paper states the 
  57. >original requirement as a return to a preselected [launch?] site every 24 
  58. >hours (approximately 15 orbits), rather than one orbit.  Any idea what 
  59. >the requirement will be for DC-Y (and DC-1)?
  60.  
  61. Depends on who's writing the specs.  I think McDD's lifting-body DC-Y
  62. design is capable of doing the one-orbit mission.  There were people who
  63. opposed trying for such production-oriented capabilities on the first
  64. prototype, as an unnecessary distraction that would interfere with the
  65. proof-of-concept mission.
  66.  
  67. Substantial cross-range is indeed primarily a military requirement,
  68. driven by the one-orbit mission, whose basic rationale is deploying a
  69. spy satellite -- or doing any of a number of other things -- in wartime
  70. conditions where coming around again in a predictable orbit is likely
  71. to result in being shot at.
  72. -- 
  73. "God willing... we shall return."       | Henry Spencer @ U of Toronto Zoology
  74.        -Gene Cernan, the Moon, Dec 1972 |  henry@zoo.toronto.edu  utzoo!henry
  75.  
  76. ------------------------------
  77.  
  78. Date: 19 Dec 92 04:11:00 GMT
  79. From: Mary Shafer <shafer@rigel.dfrf.nasa.gov>
  80. Subject: aerospikes
  81. Newsgroups: sci.space
  82.  
  83. On Sat, 19 Dec 1992 01:41:19 GMT, henry@zoo.toronto.edu (Henry Spencer) said:
  84.  
  85. HS> In article <BzFK5F.Dwn.1@cs.cmu.edu> MUNIZB%RWTMS2.decnet@consrt.rockwell.com ("RWTMS2::MUNIZB") writes:
  86. >If lack of *flight-test* data is seen as the long pole in the tent 
  87. >(holding things up), why isn't it being flown on the admittedly 
  88. >experimental DC-X (and DC-Y)? 
  89.  
  90. HS> Because DC-X and DC-Y are *not* experimental in that sense.  They are
  91. HS> proof-of-concept vehicles for single-stage-to-orbit launchers.  They're
  92. HS> trying very hard *not* to be an experiment in any other way; in particular,
  93. HS> they are *not* in the business of advancing engine technology if they can
  94. HS> avoid it.
  95.  
  96. The DC-X is going to have a data collection system.  As I recall,
  97. they're going to collect what I'd call a standard barebones set of
  98. measurements--angles, rates, accelerations of the airframe, control
  99. deflections, and other vehicle states, which probably include a
  100. variety of engine parameters.
  101.  
  102. Flight data is always of great value for validating ground predictions
  103. (e.g. CFD, wind tunnel, etc.) so the DC-X data will probably be of
  104. greater value than one might originally think.  
  105. --
  106. Mary Shafer  DoD #0362 KotFR NASA Dryden Flight Research Facility, Edwards, CA
  107. shafer@rigel.dfrf.nasa.gov                    Of course I don't speak for NASA
  108.  "A MiG at your six is better than no MiG at all."  Unknown US fighter pilot
  109.  
  110. ------------------------------
  111.  
  112. Date: Fri, 18 Dec 92 21:00:47 PST
  113. From: Brian Stuart Thorn <BrianT@cup.portal.com>
  114. Subject: Apollo 13 book
  115. Newsgroups: sci.space
  116.  
  117. >I'm looking for a book I heard about a number of years ago regarding the
  118. >Apollo 13 mission and near disaster. I believe it was called "Houston,
  119. >We Have a Problem" or something like that. I thought it was by Buzz
  120. >Aldrin but a library search found nothing. It's an account of the
  121. >engineering behind the Gold Team that brought the astronauts safely
  122. >home. Has anyone heard of or have such a book? Where can I get it?
  123. >Thanks & happy ho ho.
  124. >
  125. >Phil Biehl
  126. >Home Row, Inc.
  127. >
  128. >--
  129. >philb@techbook.COM  Public Access User --- Not affiliated with TECHbooks
  130. >Public Access UNIX and Internet at (503) 220-0636 (1200/2400, N81)
  131. >
  132.  
  133.  "Houston, We've Had a Problem" is a NASA/Government Printing Office
  134.  non-technical account of the Apollo 13 accident. It is about a ten
  135.  page magazine-sized booklet.
  136.  
  137.  I only know of one other "book" about the accident, that being
  138.  "13: The Flight That Failed". I think the author was Henry S.F. Cooper,
  139.  but I can't swear to it.
  140.   
  141.  -Brian
  142.  
  143.  
  144. ------------------------------
  145.  
  146. Date: Sat, 19 Dec 1992 05:52:54 GMT
  147. From: hathaway@stsci.edu
  148. Subject: cryptocraft photography, Re: Aurora 
  149. Newsgroups: sci.space
  150.  
  151. In article <1992Dec17.040911.15524@mnemosyne.cs.du.edu>, dnadams@nyx.cs.du.edu (Dean Adams) writes:
  152. > anthony@csd4.csd.uwm.edu (Anthony J Stieber) writes:
  153. >>dnadams@nyx.cs.du.edu (Dean Adams) writes:
  154. >  >>Were there any photos of the F-117A prior to the official release? 
  155. >  >>I don't beleive so, even though it flew for almost a decade.
  156. >  >Yes, at least one in AW&ST, July 10, 1989, p22.  
  157. > Yes... but the "official release" that I was speaking of took place on 
  158. > November 10, 1988.  That is when the AF first acknowledged the F-117As
  159. > existence and released a single photo (which AW&ST of course printed :).  
  160. >  >This is sometime after the first flights of the craft in 1981, but of 
  161. >  >course all the early flights were done exclusivly at night.  
  162. > The Have Blues flew in 1977, and the first F-117A flew on June 18, 1981.
  163. > In all that time it seems nobody really managed to catch a good view of 
  164. > them on film (at least nobody without a Senior Trend clearance :)
  165. >  >I'm sure there will be pictures of whatever this/these craft are.
  166. > I'll certainly be waiting...  It may be a while though.
  167. >  >Someone with camera and a telescope lens will catch it.
  168. > The sky is awfully BIG...
  169.  
  170. Yes, indeed, it includes everything up there... 
  171.  
  172. However, there are a lot of people observing.  I wish the following 
  173. observation could have been recorded on film or tape, but it was a 
  174. visual observation by two people of something we have not yet nailed 
  175. down.  If the following were a satellite, it either had to have been 
  176. high up (notice it was seen after midnight EDT) or been low enough 
  177. to pick up and reflect sufficient ground illumination.  All attempts 
  178. to match it with known satellites have found nothing. Perhaps it 
  179. was a sighting of this whatever???  I'd sure like to ID it. 
  180. Serious comments most welcome. 
  181.  
  182.   description of observation: 
  183.  
  184.     Observation:  Unknown 
  185.     Observers:    I. Cooper, W. H. Hathaway 
  186.     Date:         night of 8-9 JUN 1991 
  187.     Time:         ~3-5 minutes both before and after 12:40:30 am EDT 
  188.                   - this time checked via phone while object was 
  189.                   being followed 
  190.     Site:         Severn MD,  Long: 76 Dg 38 Mn W, Lat: +39 Dg 11 Mn 
  191.     With:         10" f/6 Cave Astrola 
  192.     Eyepiece:     28mm Meade Orthoscopic 
  193.     R.A./Dec:     picked up while sweeping for NGC6829 in Cygnus, 
  194.                   roughly 19-20 Hr, + 50 Degrees,
  195.                   followed continuously to vicinity of northern Ophiuchus 
  196.                   roughly 16-17 Hr, + 10 Degrees, 
  197.                   until obscured by leaves of large maple tree 
  198.     Magnitude:    roughly 8th magnitude 
  199.     Appearance:   ! extended object !, shaped somewhat like a horseshoe, but 
  200.                   sides squeezed together, or like a sharply closed 
  201.                   boomerang.  Overall size, roughly 1 arcminute. 
  202.                   (eye-ball comparison with disk of Jupiter) 
  203.                   Each 'arm' maybe 20 arcsec in width, 40 arcsec in length, 
  204.                   and the black space between the arms about 10 arcsec in width.
  205.                   It looked much like the picture of HST on page 32 in the 
  206.                   July 1991 Sky and Telescope, but more "U" or "V" shaped 
  207.                   rather than the skewed "H" shape.  Note that was 1 1/4 
  208.                   arcSECONDS across from a distance of 1000 kilometers. 
  209.                   The surface texture was reminescent of a planetary nebula, 
  210.                   though with less surface brightness than the Ring Nebula. 
  211.                   Slight color - creamy, light brown to tannish - not 
  212.                   distinguishable from solar reflection. 
  213.                   Starlight clearly seen in the 'notch' between the arms. 
  214.                   Starlight possibly visible when passing behind each arm. 
  215.                   The direction of motion was _not_ along the axis of the 
  216.                   arms, more like 45 degrees from their intersection. 
  217.                   No point or point-like lights, no navigation lights,  
  218.                   colored nor white.  Sketch made immediately afterward. 
  219.                   
  220.   Identification: It had all the familiar steady motion of an 
  221.                   Earth satellite, but _not_ in a common Direct orbit from 
  222.                   West to East.  Motion actually more like from NE by N to 
  223.                   SW by S.  If a satellite, it was in a near-polar orbit, but 
  224.                   Retrograde.  
  225.  
  226. Wm. Hathaway 
  227.  
  228. ------------------------------
  229.  
  230. Date: 19 Dec 92 01:26:06 GMT
  231. From: Henry Spencer <henry@zoo.toronto.edu>
  232. Subject: DC vs Shuttle capabilities
  233. Newsgroups: sci.space
  234.  
  235. In article <ggm2ljr@rpi.edu> strider@clotho.acm.rpi.edu (Greg Moore) writes:
  236. >    Another question though:  Am I correct in recalling that the goal is
  237. >to use pilots, and not astronauts (at least in the NASA sense) to fly the 
  238. >proposed DC-1? 
  239.  
  240. Correct.  Astronauts are too expensive and too scarce.
  241.  
  242. >Who will do satellite repair?
  243.  
  244. Satellite technicians, who know how to do it right.
  245.  
  246. Except for a few of the most dedicated and conscientious ones, astronauts
  247. make poor substitutes for people who know what they're doing.  You don't
  248. hear much about the times when astronauts screw things up because they're
  249. sure they know what they're doing even when they don't... but it happens.
  250.  
  251. >Who pays for training? The
  252. >customer, or will McD (or whoever operates it) have "on-call techs" that
  253. >you can pay extra for...
  254.  
  255. I don't think McDD plans to be in the operations business for the DCs,
  256. any more than they are for their airliners.
  257.  
  258. In practice, it would probably make sense to have both.  Some jobs will
  259. be involved enough to require giving specialists a crash course in
  260. spaceflight; for simple things it will be more cost-effective to give
  261. space-trained generalists a crash course in the particular job.
  262. -- 
  263. "God willing... we shall return."       | Henry Spencer @ U of Toronto Zoology
  264.        -Gene Cernan, the Moon, Dec 1972 |  henry@zoo.toronto.edu  utzoo!henry
  265.  
  266. ------------------------------
  267.  
  268. Date: 19 Dec 92 01:49:54 GMT
  269. From: Henry Spencer <henry@zoo.toronto.edu>
  270. Subject: DC vs Shuttle capabilities
  271. Newsgroups: sci.space
  272.  
  273. In article <b-p254n@rpi.edu> strider@clotho.acm.rpi.edu (Greg Moore) writes:
  274. >>>on rendezvous and repair.  So, now we have to get 3 objects in close
  275. >>>proximity to each other...
  276. >>Last time I flew back into DFW, I saw more than three planes on
  277. >>the ground, in close proximity to one another.  I saw people and
  278. >>baggage being transferred between flights.   Looks do-able.
  279. >>
  280. >    Umm, so?  Tell me, did you see 3 aircraft landing at the same
  281. >time, or flying in formation?  Did you see baggage transferred between
  282. >them while in flight?  I'm not talking about on the ground, I'm talking
  283. >about in space...
  284.  
  285. Why do you assume that "in the air" is a better analogy for "in space"
  286. than "on the ground" is?  Flying aircraft in close proximity is vastly
  287. harder than doing the same for spacecraft, because of the complex and
  288. unpredictable behavior of the atmosphere.  In-orbit operations resemble
  289. on-ground operations more than in-flight operations:  the environment
  290. is simple and predictable and you can take your time.
  291. -- 
  292. "God willing... we shall return."       | Henry Spencer @ U of Toronto Zoology
  293.        -Gene Cernan, the Moon, Dec 1972 |  henry@zoo.toronto.edu  utzoo!henry
  294.  
  295. ------------------------------
  296.  
  297. Date: 19 Dec 92 01:30:24 GMT
  298. From: Henry Spencer <henry@zoo.toronto.edu>
  299. Subject: fast-track failures
  300. Newsgroups: sci.space
  301.  
  302. In article <lj24cmINNn8@appserv.Eng.Sun.COM> fiddler@concertina.Eng.Sun.COM (steve hix) writes:
  303. >*Nobody* had much luck with counter-rotating props (save a handful such
  304. >as the Shackleton and Spitfire XXII).  Using them meant that you could
  305. >get by with a smaller prop diameter for a given powerplant, and they
  306. >provided more yaw stability...but the stupid gearboxes never worked.
  307.  
  308. Too much American aerospace ingenuity and not enough mechanical engineering,
  309. methinks. :-)  The Soviets licked this for their Bear bomber, since re-cast
  310. in a variety of support roles, and (last I heard) still in production.  The
  311. biggest counter-rotating props ever built, and they work fine.
  312. -- 
  313. "God willing... we shall return."       | Henry Spencer @ U of Toronto Zoology
  314.        -Gene Cernan, the Moon, Dec 1972 |  henry@zoo.toronto.edu  utzoo!henry
  315.  
  316. ------------------------------
  317.  
  318. Date: Sat, 19 Dec 1992 00:19:36 GMT
  319. From: Mark Schlegel <schlegel@cwis.unomaha.edu>
  320. Subject: Justification for the Space Program
  321. Newsgroups: alt.rush-limbaugh,talk.politics.space,sci.space
  322.  
  323. gorney@picard.med.ge.com (Felix Gorney Mfg 4-6983) writes:
  324.  
  325. >: |>      Can any of you think of any moral or philosophical justification
  326. >: |>     for using huge amounts of taxpayer money to fund the "space
  327. >: |>     program" at all?  Not counting, of course, it provides high-
  328. >: |>     pay, high-tech jobs for a bunch of us.
  329. >:
  330.  
  331.  Well, I have one good reason, the space program more than pays for itself in
  332.  new technology and spin-offs (actually the frequently quoted figure is for
  333.  each dollar invested we have gotten a return of about seven bucks in high
  334.  tech industry and savings)
  335.  
  336. Mark
  337.  
  338. ------------------------------
  339.  
  340. Date: Fri, 18 Dec 92 21:01:19 PST
  341. From: Brian Stuart Thorn <BrianT@cup.portal.com>
  342. Subject: MOL (and Almaz)
  343. Newsgroups: sci.space
  344.  
  345. >A mockup station (really just empty Titan tankage somewhat similar in
  346. >size to a real station) and the first test capsule (which I believe
  347. >was the refitted Gemini 2 capsule (with the new hatch in the heatshield)
  348. >were launched around 1970.
  349.  
  350. >Dennis Newkirk (dennisn@ecs.comm.mot.com)
  351.  
  352.  
  353.    The Titan III / MOL launch took place in 3 November 1966.
  354.    -Brian
  355.    
  356.  
  357. ------------------------------
  358.  
  359. Date: Sat, 19 Dec 1992 01:45:13 GMT
  360. From: Henry Spencer <henry@zoo.toronto.edu>
  361. Subject: pumps etc.
  362. Newsgroups: sci.space
  363.  
  364. In article <1grfkbINN3gi@uniwa.uwa.edu.au> scott@psy.uwa.oz.au (Scott Fisher) writes:
  365. >Q: What drives the turbo-pumps the rocket exhaust?
  366.  
  367. There are several methods; the commonest is to burn some of the fuel and
  368. some of the oxidizer in a separate burner and use the resulting hot gas
  369. to drive pump turbines.
  370.  
  371. >If this is so...why can't you bleed some pressure from the exhaust to
  372. >pressurisethe tanks?  Is this done?
  373.  
  374. Building the tanks themselves to take the full pressure needed adds a lot
  375. more weight than the turbopumps.  Pressure-fed engines *are* simpler, but
  376. there's a substantial weight penalty.
  377. -- 
  378. "God willing... we shall return."       | Henry Spencer @ U of Toronto Zoology
  379.        -Gene Cernan, the Moon, Dec 1972 |  henry@zoo.toronto.edu  utzoo!henry
  380.  
  381. ------------------------------
  382.  
  383. Date: Sat, 19 Dec 1992 00:54:41 GMT
  384. From: Henry Spencer <henry@zoo.toronto.edu>
  385. Subject: Shuttle thermal tiles
  386. Newsgroups: sci.space
  387.  
  388. In article <SHAFER.92Dec16174532@ra.dfrf.nasa.gov> shafer@rigel.dfrf.nasa.gov (Mary Shafer) writes:
  389. >...The tiles are undamaged by
  390. >snow and devastated by rain, with hail being not quite as bad as
  391. >rain.  Of course you can cover the vehicle on the pad, but you can't
  392. >fly through rain or hail without etching the tiles down to the felt
  393. >pads they're glued to.
  394.  
  395. Anybody know if anything's been released on Buran's tile technology?
  396. Allegedly the Buran tiles are not as long-lasting, but they're tougher.
  397. A lot of people were surprised when the Soviets brought the first Buran
  398. to the Paris air show -- flying it in atop a Mriya, straight through a
  399. rainstorm.  (What *really* made jaws drop:  after landing, they got
  400. directions to their parking place... and one million pounds of aircraft
  401. turned off the runway and taxied across the *grass* to the right spot.
  402. You won't see NASA's 747 doing that...)
  403. -- 
  404. "God willing... we shall return."       | Henry Spencer @ U of Toronto Zoology
  405.        -Gene Cernan, the Moon, Dec 1972 |  henry@zoo.toronto.edu  utzoo!henry
  406.  
  407. ------------------------------
  408.  
  409. Date: Sat, 19 Dec 1992 03:59:14 GMT
  410. From: Mary Shafer <shafer@rigel.dfrf.nasa.gov>
  411. Subject: Shuttle thermal tiles
  412. Newsgroups: sci.space
  413.  
  414. On Sat, 19 Dec 1992 00:54:41 GMT, henry@zoo.toronto.edu (Henry Spencer) said:
  415.  
  416. HS> A lot of people were surprised when the Soviets brought the first Buran
  417. HS> to the Paris air show -- flying it in atop a Mriya, straight through a
  418. HS> rainstorm.  (What *really* made jaws drop:  after landing, they got
  419. HS> directions to their parking place... and one million pounds of aircraft
  420. HS> turned off the runway and taxied across the *grass* to the right spot.
  421. HS> You won't see NASA's 747 doing that...)
  422.  
  423. You won't see anybody's 747 doing that!
  424.  
  425. That's the disadvantage of civil aircraft--rarely can the big ones go
  426. anywhere but a well-paved surface.  
  427.  
  428. (I write "big" there so that no smart alec will say "What about
  429. Markair's L-100 (civilian C-130) service onto the gravel above the
  430. Arctic Circle?"  I know you all too well!)
  431.  
  432. Now I think that the C-17 could at least carry the weight of the
  433. Shuttle and it certainly has a big enough vertical stab for
  434. lateral-directional stability.  If we really want forward airfield
  435. capability, maybe we should be looking in that direction.  Of course,
  436. the real question is how badly do we want to taxi on the grass?
  437.  
  438. --
  439. Mary Shafer  DoD #0362 KotFR NASA Dryden Flight Research Facility, Edwards, CA
  440. shafer@rigel.dfrf.nasa.gov                    Of course I don't speak for NASA
  441.  "A MiG at your six is better than no MiG at all."  Unknown US fighter pilot
  442.  
  443. ------------------------------
  444.  
  445. Date: Sat, 19 Dec 1992 01:50:08 GMT
  446. From: Bruce Dunn <Bruce_Dunn@mindlink.bc.ca>
  447. Subject: SSTO vs. 2 Stage
  448. Newsgroups: sci.space
  449.  
  450. This posting consists of two parts:
  451.  
  452. 1) A reply to the comments of Edward Wright on a previous posting on this
  453. subject
  454.  
  455. 2) An expanded description of the concept of using a LOX/kerosene booster as
  456. a first stage for the DC-1
  457.  
  458.  
  459. In reply to my posting attempting to show the potential virtues of building a
  460. LOX/kerosene booster stage for the DC-1, Edward Wright writes:
  461.  
  462. Dunn:
  463. >        If a DC-1 in SSTO mode can launch 10 tons to LEO and the two stage
  464. >vehicle using the DC-1 as an upper stage can launch 50 tons to LEO, then we
  465. >have the following costs for launching 50 tons:
  466.  
  467. >DC-1 in SSTO mode:  5 flights needed, incurring 5 DC-1 stage turnaround
  468. costs
  469.  
  470. >DC-1 in 2 stage mode:  1 flight needed, incurring 1 DC-1 stage turnaround
  471. and
  472. >1 lower stage turnaround cost.
  473.  
  474. Wright:
  475. The 2-stager is a *much* larger vehicle, so your vehicle fabrication
  476. costs will be much larger.
  477.  
  478. Reply:
  479. Larger is a slippery word.  Measured by dry mass, the lower stage is four
  480. times larger than the DC-1.  Measured by fueled mass, it is two times larger.
  481. Measured by linear dimensions, it is actually smaller than the DC-1 (it uses
  482. much denser propellants).
  483.  
  484. Fabrication costs are not only affected by size, but also strongly affected
  485. by complexity and by how closely material limits are pressed.  A petroleum
  486. supertanker weighing 1000 times the weight of a Boeing 747 does not cost 1000
  487. times as much.  In fact therefore, the fact that the lower stage has a higher
  488. dry mass than the upper stage (even though it has smaller linear dimensions)
  489. is an indication that it is likely to be less expensive than an upper stage.
  490. For more details as to the proposed lower stage, see below.
  491.  
  492. Dunn:
  493. >       I will assert that turnaround cost of the lower stage will not exceed
  494. >the turnaround cost of the upper stage (the lower stage is much less
  495. stressed
  496. >than the DC-1 upper stage, and uses cheap kerosene and LOX as propellants).
  497.  
  498. Wright:
  499. Think again.  The SSTO recovers back at the launch site.  Your first
  500. stage will splash-down or land somewhere downrange.  It needs to be
  501. retrieved, safed, and returned to the launch site before it can be
  502. used again.  This is not only expensive, it's time consuming.  You're
  503. going to need a lot of extra stages to make up for the down time.
  504.  
  505. Mating the two stages will take time and manpower also.
  506.  
  507. Using a different propellent in the first stage means you're
  508. going to have to invest in another set of propellent storage
  509. and loading facilites.  Fueling will be more complex, requiring
  510. more time and manpower.
  511.  
  512. Reply:
  513. I am assuming that the first stage will return to the launch site under its
  514. own power.  This was described in the original posting a couple of weeks ago,
  515. although in fairness, I did not repeat it in my most recent posting.  This
  516. subject is further discussed below.
  517.  
  518. Mating the two stages will take time and manpower, but if the system is
  519. correctly designed the actual labor need not be too much.  The DC-1 will have
  520. to be transported in any case from its landing spot to its launch cradle.
  521. The use of a lower stage would merely mean that the DC-1 would be placed on
  522. the lower stage, rather than on the launch cradle.
  523.  
  524. The lower stage uses LOX and kerosene.  The LOX delivery facilties are
  525. already available (the DC-1 uses LOX) - it would be merely necessary to beef
  526. up the storage facilites for LOX.  The kerosene storage facilities are
  527. off-the-shelf items (RP-1, a refined kerosene used in rockets, can be handled
  528. by the same equipment as your local airport uses for jet fuel).  Fueling a
  529. two stage vehicle ***will*** be more time consuming than fueling a single
  530. stage, but since refueling 1 lower and 1 upper stage will deliver 5 times the
  531. payload as 1 refueling of the upper stage in SSTO mode, there is still a
  532. lowering of the man power needed per ton orbited.
  533.  
  534.  
  535. Dunn:
  536. >Therefore, as far as turnaround costs go, the two stage vehicle costs 2/5,
  537. or
  538. >40% as much as the SSTO.
  539.  
  540. Wright:
  541. That doesn't follow from anything you've said up til now.  Your second
  542. stage is a DC-1, so that's 100% right there.  The first stage, being
  543. much larger, will be a lot more.
  544.  
  545. Reply:
  546. I am talking about turnaround costs per unit of cargo orbited - I think that
  547. this was clear in my posting.  Of course the single flight turnaround cost
  548. for a two stage vehicle is greater than that of a single stage vehicle.
  549. However, when you figure out the turnaround cost per ton of payload orbited,
  550. the two stage system requires only 1 flight and 2 stage turnarounds to match
  551. the payload delivered by 5 SSTO flights (hence the 2/5).
  552.  
  553. Dunn:
  554. >        A final advantage to the two stage design comes from the time
  555. >necessary to perform turnaround.   Since the lower stage can be inspected
  556. and
  557. >prepared for another flight while the upper stage is making an orbital
  558. >delivery, the frequency of flights will be governed by the turnaround time
  559. of
  560. >the upper stage after it gets back.
  561.  
  562. Wright:
  563. Only if the first stage can teleport.
  564.  
  565. Reply:
  566. I am assuming landing at the launch site - see below.
  567.  
  568. Dunn:
  569. >Say that turnaround time is 1 week.  If you spend your money on two DC-1
  570. >vehicles and operate them in the SSTO mode, then it will take 5 weeks to
  571. >put 100 tons in orbit (two flights delivering 10 tons each per week).
  572.  
  573. Wright:
  574. Or 5 days, flying two flights per day.
  575.  
  576. Reply:
  577. OK, in this case two flights of the two stage vehicle can deliver the desired
  578. total payload in a time of 2 days, as compared to 5 days and 10 flights for
  579. the DC-1.  The advantage remains - what is your point?
  580.  
  581. Dunn:
  582. >If you spend your money on one DC-1 and 1 lower stage, then the same
  583. >100 tons can be put into orbit in two weeks (two flights, each
  584. >delivering 50 tons).
  585.  
  586. Wright:
  587. Of course, you'll only have enough money to pay for half the first
  588. stage.
  589.  
  590. Reply:
  591.  
  592. Developing a first stage will obviously be costly, and the two stage scheme
  593. would be most attractive if large quanties of material have to be delivered
  594. to LEO (for example, to fuel a Mars expedition).  Once development costs are
  595. "sunk" (or are spread over a large number of vehicles), there is no reason to
  596. believe that a 200 ton dry mass LOX//kerosene stage should cost any more to
  597. fabricate than a DC-1.  Remember, the first stage is build with very large
  598. margins and low technology, and does not have to survive a high speed
  599. ballistic re-entry.
  600.  
  601.  
  602. The following is an adapation and expansion of two previous postings on the
  603. concept of a two stage DC-1.
  604.  
  605.  
  606. The design margins on the hypothetical DC-1 are quite tight.  Consider the
  607. following performance model, which approximates a DC-1  (1 ton = 1000 kg, LEO
  608. assumed to require 9300 m/sec, gravity and air resistance losses included)
  609.  
  610. DC-1:
  611.  
  612. Isp (LOX/LH2)                              430
  613. Usable Ascent Propellant Fraction          0.91
  614. Liftoff Mass (exclusive of payload)        500 tons
  615. Ascent total propellant mass               455 tons
  616. Structure, landing propellant              45 tons
  617. Oxidizer/fuel mixture ratio                5.0
  618. Ascent LOX mass                            379 tons
  619. Ascent LOX volume                          332 cubic meters
  620. Ascent LH2 mass                            76 tons
  621. Ascent LH2 volume                          1083 cubic meters
  622. Payload to LEO (SSTO mode)                 11 tons
  623.  
  624. Note that overall Isp at 430 is less than that of the engines in vacuum
  625. (assumed to be 450), as the engines will have to spend part of their time
  626. operating in air.
  627.  
  628.  
  629. Hypothetical first stage:
  630.  
  631. Isp                                        300
  632. Usable Ascent Propellant Fraction          0.80
  633. Liftoff Mass (exclusive of upper stage)   1000 tons
  634. Ascent total propellant mass               800 tons
  635. Structure, landing propellant              200 tons
  636. Oxidizer/fuel mixture ratio                2.3
  637. Ascent LOX mass                            558 tons
  638. Ascent LOX volume                          489 cubic meters
  639. Ascent kerosene mass                       242 tons
  640. Ascent kerosenevolume                      303 cubic meters
  641. Payload to LEO (with DC-1 upper Stage)      58 tons
  642.  
  643.  
  644. This stage is heavier than the DC-1, but is actually smaller in physical
  645. dimensions as the LOX/kerosene propellant combination has a much higher
  646. density than the LOX/LH2 propellants of the DC-1 (look at the tank volumes).
  647. This can be a really low-tech vehicle with no pushing of material limits.
  648. Add lots of redundancy, and a large fuel margin for landing.  Use 6 ex-Soviet
  649. RD-170 engines running at partial throttle for lift (even at liftoff, four
  650. engines at full throttle are sufficient).  Engines are in a hexagonal
  651. arrangement, and any single engine failure and most two engine failures are
  652. not fatal as the other engines can take up the slack. For launching the  DC-1
  653. goes on top of the first stage.  The first stage climbs in a largely vertical
  654. trajectory (to avoid getting too far from the launching point), accelerating
  655. to approximately 1100 m/sec (and incurring about 1000 m/sec gravity losses
  656. during the time).  The DC-1 is then staged, and the first stage returns to
  657. the launch site and lands vertically.  The DC-1 then tilts over to a more
  658. conventional ascent trajectory and continues to orbit.  Should the DC-1 have
  659. engine ignition trouble on staging, it has both the fuel and thrust to land
  660. at the launch site.  With only some engines working, it can burn off fuel
  661. until it has a thrust to weight ratio of greater than 1, hover to get its
  662. weight down further,  and then land.
  663.  
  664. Because of the necessity of keeping the first stage near the launch site, it
  665. does not pay to build up a large horizontal velocity increment.  For this
  666. reason, the first stage follows a more vertical trajectory than normal,
  667. causing more gravity losses than normal.  In calculations of the payload for
  668. the two stage vehicle therefore, I have assumed an additional 250 m/sec
  669. penalty over the "normal" orbital requirement of 9300 m/sec.  On the positive
  670. side, the DC-1 only has to operate in a vacuum, and its specific impulse is
  671. therfore 450 rather than the flight average of 430 assumed for SSTO mode.
  672.  
  673. For the sake of using simple numbers in comparing the operating costs of the
  674. DC-1 used in SSTO mode and in 2 stage mode, consider the payload of an SSTO
  675. flight to be 10 tons (vs. 11 calculated), and a two stage flight to be 50
  676. tons (vs. 58 calculated).
  677.  
  678.         If one assumes that development costs are "sunk" and not to be
  679. applied against flights (or alternately assumes that large amounts of
  680. material are being launched and thus development costs can be spread over
  681. hundreds of flights), then the cost of launching revolves around the cost of
  682. refueling and refurbishing the reusable vehicles.  As pointed out by many
  683. posters, this is largely driven by manpower requirements.
  684.  
  685.         If a DC-1 in SSTO mode can launch 10 tons to LEO and the two stage
  686. vehicle using the DC-1 as an upper stage can launch 50 tons to LEO, then we
  687. have the following costs for launching 50 tons:
  688.  
  689. DC-1 in SSTO mode:  5 flights needed, incurring 5 DC-1 stage turnaround costs
  690.  
  691. DC-1 in 2 stage mode:  1 flight needed, incurring 1 DC-1 stage turnaround and
  692. 1 lower stage turnaround cost.
  693.  
  694.        I will assert that turnaround cost of the lower stage will not exceed
  695. the turnaround cost of the upper stage (the lower stage is much less stressed
  696. than the DC-1 upper stage, and uses cheap kerosene and LOX as propellants).
  697. Assuming, as a worst case, that the turnaround costs of the lower stage equal
  698. the turnaround costs of the upper stage, then turnaround of the two stage
  699. vehicle costs 2/5, or 40% as much as the SSTO per ton of cargo orbited.  This
  700. will be offset somewhat by the fact that facilities, spares etc for two
  701. different stages must be maintained, but I doubt that this will eat away all
  702. of the apparent advantage of the 2 stage design.
  703.  
  704.         I will further note that using the DC-1 as an upper stage does not
  705. prevent it being used in SSTO mode for lighter payloads when this would be
  706. desirable.  It also offers the opportunity to boost individual payloads 5
  707. times greater than that achievable in SSTO mode.  A two stage design is thus
  708. more flexible than the SSTO.
  709.  
  710.         A final advantage to the two stage design comes from the time
  711. necessary to perform turnaround.   Since the lower stage can be inspected and
  712. prepared for another flight while the upper stage is making an orbital
  713. delivery, the frequency of flights will be governed by the mission length and
  714. the turnaround time of the upper stage after it gets back.  Say that the
  715. overall time per launch is 1 week.  If you spend your money on two DC-1
  716. vehicles and operate them in the SSTO mode, then it will take 5 weeks to put
  717. 100 tons in orbit (two flights delivering 10 tons each per week).  If you
  718. spend your money on one DC-1 and 1 lower stage, then the same 100 tons can be
  719. put into orbit in two weeks (two flights, each delivering 50 tons).  This
  720. same 2 to 5 ratio holds no matter how rapidly the stages can be turned
  721. around.  This ability to put up a lot of payload in a very short time may be
  722. of advantage for situations such as trying to fill the propellants tanks of a
  723. lunar or Mars expedition vehicle with cryogenic propellants.
  724.  
  725.  
  726.  
  727.  
  728.  
  729.  
  730.  
  731. --
  732. Bruce Dunn    Vancouver, Canada   Bruce_Dunn@mindlink.bc.ca
  733.  
  734. ------------------------------
  735.  
  736. Date: Sat, 19 Dec 1992 08:37 EST
  737. From: HANY%JCSVAX1.BitNet@pucc.PRINCETON.EDU
  738. Subject: Stellar Evolution Research
  739.  
  740. I am doing a research project at school about star lives, and stellar
  741. evolution. Where can I find good material that is neither very plain and
  742. simple (like Sky&Tel articles), nor extremely technical ?
  743.  
  744. ------------------------------
  745.  
  746. Date: Sat, 19 Dec 1992 01:59:04 GMT
  747. From: Henry Spencer <henry@zoo.toronto.edu>
  748. Subject: What is DC ??
  749. Newsgroups: sci.space
  750.  
  751. In article <BzC0s3.E60@bunyip.cc.uq.oz.au> scooper@kepler.physics.uq.oz.au (Steven Cooper) writes:
  752. >Pardon my ignorance folks, but what is this DC thing?
  753. >...Who is designing/building it? 
  754.  
  755. See some of the other recent postings for details.
  756.  
  757. >Now, I'm really confused about how you make an SSTO. As far as my meagre 
  758. >understanding goes, the final velocity of a rocket is the exhaust velocity
  759. >times the logarithm of the mass ratio.
  760.  
  761. That's correct, ignoring gravity losses and air friction and assuming
  762. a standing start.  (Most of these assumptions can be rationalized by just
  763. adjusting the desired final velocity a bit.)
  764.  
  765. >How easy is it to get 5 miles per second with a
  766. >single stage? I thought that exhaust velocities were only about 3000 m/s 
  767. >which would require a mass ratio of about 14. With payload and fuel for
  768. >landing this sounds quite difficult.
  769.  
  770. It's a bit challenging but no longer looks that hard.  Modern exhaust
  771. velocities are up around 4500m/s, if you're willing to accept the hassles
  772. of working with liquid hydrogen.
  773.  
  774. Note that Atlas did it with a stage and a half -- dropping two engines
  775. but nothing else -- in 1958.  Using 3000m/s exhaust velocity, too.
  776.  
  777. Even the shuttle isn't moving that fast at SRB burnout; the second stage
  778. (main engines burning alone) does most of the work.  Gary Hudson claims
  779. that if you deleted the SRBs and the orbiter, and just put six SSMEs
  780. under the external tank, it could reach orbit (with a respectable payload)
  781. as an SSTO expendable.
  782.  
  783. Making it reusable is somewhat harder.  But everyone who's studied the
  784. technical details says it now looks feasible.
  785. -- 
  786. "God willing... we shall return."       | Henry Spencer @ U of Toronto Zoology
  787.        -Gene Cernan, the Moon, Dec 1972 |  henry@zoo.toronto.edu  utzoo!henry
  788.  
  789. ------------------------------
  790.  
  791. End of Space Digest Volume 15 : Issue 572
  792. ------------------------------
  793.