home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V16_2 / V16NO266.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1993-07-13  |  36KB

  1. Date: Thu,  4 Mar 93 05:45:24    
  2. From: Space Digest maintainer <digests@isu.isunet.edu>
  3. Reply-To: Space-request@isu.isunet.edu
  4. Subject: Space Digest V16 #266
  5. To: Space Digest Readers
  6. Precedence: bulk
  7.  
  8.  
  9. Space Digest                Thu,  4 Mar 93       Volume 16 : Issue 266
  10.  
  11. Today's Topics:
  12.                   Alternative Space Station designs
  13.                          Battery help needed!
  14.                                 Blimps
  15.                Deadhead to orbit (WAS Re: SSF Resupply)
  16.        Jupiter and Venus followons (was Re: Refueling in orbit)
  17.      Lunar Li and F (was Re: How to power the LEO-moon space bus)
  18.                           Refueling in orbit
  19.       Safety of flyby & aerobraking for large payloads at earth
  20. software engineering vs. civil engineering (wasRe: Nobody cares about Fred?)
  21.                      SOLAR gravity assist?  NOPE.
  22.                     Spaceflight for under $1,000?
  23.                      Stations vs. constellations
  24.                         Stupid Centaur Tricks
  25.               The Planetary Society and Mars Exploration
  26.                       Water resupply for SSF (?)
  27.  
  28.     Welcome to the Space Digest!!  Please send your messages to
  29.     "space@isu.isunet.edu", and (un)subscription requests of the form
  30.     "Subscribe Space <your name>" to one of these addresses: listserv@uga
  31.     (BITNET), rice::boyle (SPAN/NSInet), utadnx::utspan::rice::boyle
  32.     (THENET), or space-REQUEST@isu.isunet.edu (Internet).
  33. ----------------------------------------------------------------------
  34.  
  35. Date: Tue, 2 Mar 1993 11:50:00 GMT
  36. From: Nick Szabo <szabo@techbook.com>
  37. Subject: Alternative Space Station designs
  38. Newsgroups: sci.space
  39.  
  40. wrighte@hp-3.cae.wisc.EDU (Edward Dansavage Wright) writes:
  41.  
  42.  
  43. >I am interested in
  44. >alternative designs such as inflatable structures, geodesic
  45. >dome configurations etc. 
  46.  
  47. For inflatables, look for technical publications on LLNL's 
  48. "Great Exploration", a proposed astronaut mission to Mars which 
  49. featured inflatables.  A very old book _Space Power_ by Cox and Stoiko
  50. from the 1960's, discusses inflatable habitations on a lay level.
  51.  
  52. It would be fairly inexpensive to launch an inflatable LDEF,
  53. and an inflatable greenhouse, which could serve as testing
  54. prototypes without putting people at risk.  The inflatable
  55. greenhouse could be quite useful in its own right, if
  56. supplied by native comet & asteroid materials.
  57.  
  58.  
  59. -- 
  60. Nick Szabo                     szabo@techboook.com
  61.  
  62. ------------------------------
  63.  
  64. Date: 2 Mar 1993 16:41:09 GMT
  65. From: Chad Barret Wemyss <chadwemy@wpi.WPI.EDU>
  66. Subject: Battery help needed!
  67. Newsgroups: sci.space,sci.electronics,sci.aeronautics,sci.chem,sci.engr
  68.  
  69. In article <C34tIG.30n@zoo.toronto.edu> henry@zoo.toronto.edu (Henry Spencer) writes:
  70. >
  71. >I think I'd look into the sexier battery technologies, like nickel-hydrogen
  72. >or silver-zinc, first.
  73. >-- 
  74.  
  75. And just how does one decide which batteries are "sexy"  :-)
  76.  
  77. Chad Wemyss
  78. Worcester Polytechnic Institute
  79.  
  80. ------------------------------
  81.  
  82. Date: Tue, 2 Mar 1993 15:15:29 GMT
  83. From: Frank Crary <fcrary@ucsu.Colorado.EDU>
  84. Subject: Blimps
  85. Newsgroups: sci.space
  86.  
  87. In article <1993Mar02.060704.12578@news.mentorg.com> drickel@bounce.mentorg.com (Dave Rickel) writes:
  88. >|> If we are assuming a pre-existant base, I think chemical energy would
  89. >|> be the best option: It's quite easy to seperate carbon dioxide into
  90. >|> carbon monoxide and oxygen. It would be fairly easy for a base to
  91. >|> produce, and exploration vehicles to burn, this sort of fuel.
  92.  
  93. >And it could be useful as a rocket fuel.  It's quite a bit less energetic than
  94. >H2/O2, but then Mars has a lower escape velocity.  It should be easier to
  95. >build an SSTO on Mars burning CO/O2 than an SSTO on Earth burning H2/O2
  96.  
  97. I'm not sure about a single stage to orbit, but CO/O2 is a very 
  98. popular choice among manned Mars architectures that use local fuels.
  99. (The Case for Mars II architecture, for example.) Methane/oxygen 
  100. runs a close second: You have to assume some small amount of hydrogen
  101. is available (either subsurface water, permafrost, humidity slowly
  102. leached out of the atmosphere or carried from Earth), but it is
  103. much more energetic than carbon monoxide/oxygen...
  104.  
  105.                                                     Frank Crary
  106.                                                     CU Boulder
  107.  
  108. ------------------------------
  109.  
  110. Date: Tue, 2 Mar 1993 16:56:10 GMT
  111. From: fred j mccall 575-3539 <mccall@mksol.dseg.ti.com>
  112. Subject: Deadhead to orbit (WAS Re: SSF Resupply)
  113. Newsgroups: sci.space
  114.  
  115. In <26FEB199317145480@judy.uh.edu> wingo%cspara.decnet@Fedex.Msfc.Nasa.Gov writes:
  116.  
  117. >In article <1993Feb26.174102.16101@mksol.dseg.ti.com>, mccall@mksol.dseg.ti.com (fred j mccall 575-3539) writes...
  118. >>In <26FEB199300340539@judy.uh.edu> wingo%cspara.decnet@Fedex.Msfc.Nasa.Gov writes:
  119. >>
  120. >>Are you postulating that the typical Shuttle launch will be going to
  121. >>the station with over 20% deadhead carge space?  Sounds like time to
  122. >>build another vehicle and switch to it, to me, if that's the case then it
  123. >>is time to switch to another launch vehicle
  124.  
  125. >Hey Fred if you look at the Expendables, most of them go up with anwhere from
  126. >5 to 25% deadhead.  
  127.  
  128. No doubt.  And the smaller the payload the larger that percentage
  129. probably is.  After all, if you're launching on a booster that can
  130. loft 40k and you're only using 25k of that, why not use a cheaper
  131. booster that can lift less in the first place?
  132.  
  133. >The one that I am most familiar with is the Delta and
  134. >on the GPS missions has almost 1000 pounds of excess capacity.  In addition
  135. >to this there is over 2000 lbs of excess fuel left in the second stage after
  136. >orbit insertion.  It is very hard in the space world to exactly match the
  137. >capabilities of the launchers with the payload. Getting within 10% of that
  138. >is a very good goal.  
  139.  
  140. Yes, and deliberately adopting a plan that requires boosting twice as
  141. much mass as you need to is probably *not* a very good goal.  It is,
  142. however, the plan that is being followed and which you are defending.
  143. How many launches do you know of that have a 'spare' 10k-15k pounds of
  144. lifting capacity that they just don't happen to be bothering to use?
  145.  
  146. >This is why secondary payloads are a very good 
  147. >market for expendable vendors to pursue.  Why this is not done every day 
  148. >escapes me, but NASA is paying MacDac millions for our secondary payload
  149. >of 75 kg.  Not bad for basically free money.  Arianne does this with the
  150. >ASEP platform that launched the microsats.  
  151.  
  152. And how many of them are launching 10k-12k pounds of 'secondary'
  153. payload? 
  154.  
  155. >It would be interesting to
  156. >see a survey of launcher capability vs launcher payload.  I will bet you
  157. >there is a lot of wasted capability in every program out there.
  158.  
  159. Yes, and there will be even more if we follow your philosophy and
  160. simply say that it's ok if everything we send up is twice as heavy as
  161. it needs to be because, after all, there's some amount of waste
  162. anyway.  
  163.  
  164.  
  165. -- 
  166. "Insisting on perfect safety is for people who don't have the balls to live
  167.  in the real world."   -- Mary Shafer, NASA Ames Dryden
  168. ------------------------------------------------------------------------------
  169. Fred.McCall@dseg.ti.com - I don't speak for others and they don't speak for me.
  170.  
  171. ------------------------------
  172.  
  173. Date: 2 Mar 93 05:54:19 GMT
  174. From: Bill Higgins-- Beam Jockey <higgins@fnalf.fnal.gov>
  175. Subject: Jupiter and Venus followons (was Re: Refueling in orbit)
  176. Newsgroups: sci.space
  177.  
  178. In article <1mu7bqINNflv@phantom.gatech.edu>, matthew@phantom.gatech.edu (Matthew DeLuca) writes:
  179. > In article <C38HB5.2qs@zoo.toronto.edu> henry@zoo.toronto.edu (Henry Spencer) writes:
  180. >>And if your science mission does succeed,
  181. >>it's back to square one again (where are the followup missions for Galileo
  182. >>or Magellan?).
  183.  
  184. Henry, you might look at the Discovery Program Workshop report. There
  185. are, of course, no funded-and-approved followups but there is no
  186. shortage of ideas.  Two of the 11 finalists are Venus missions.  
  187.  
  188. >          % Venus Multiprobe Mission involves placement of 14
  189. >small entry probes over one hemisphere of Venus to measure winds,
  190. >temperature and pressure.  Principal Investigator:  Richard
  191. >Goody, Harvard University, Cambridge, Mass.
  192. >          % Venus Composition Probe enters Venus' atmosphere in
  193. >daylight to measure atmospheric structure and composition on a
  194. >parachute descent.  Principal Investigator:  Larry W. Esposito,
  195. >University of Colorado, Boulder.
  196.  
  197. A Jupiter mission is pretty hard to do on $150M, but there is one 
  198. tricky candidate.  I don't know if it counts as a followon by your rules:
  199.  
  200. >          % Earth Orbital Ultraviolet Jovian Observer will study
  201. >the Jovian system from Earth orbit with a spectroscopic imaging
  202. >telescope.  Principal Investigator:  Paul Feldman, Johns Hopkins
  203. >University, Baltimore.
  204.  
  205. Rejected misions included:
  206.  
  207. Jupiter Polar Orbiter 
  208. Radio Science & Astronomy Mission for giant planets
  209. Jupiter Skimming Orbiter 
  210. Io Mapper (send a copy of the Pluto Fast Flyby spacecraft to orbit Io)
  211. Venus Orbiter-- Deep Atmosphere Temperature Sounder
  212. Venus Atmospheric Dynamics Imaging Radiometer
  213. A really strained acronym: "A Planetary/Heliospheric Recannaissance 
  214.    of Dynamics: Ionosphere, Thermosphere, and Exosphere (APHRODITE)"
  215. Venus Cloud Structure and Dynamics Lighntning Observations Upper Atmosphere
  216.     Loss Processes Discovery Mission (I think it's VCSADLOUALPDM, but they 
  217.     seem to think it's CLOUD)
  218. Venus 4-D Discovery Mission (look at atmosphere with NIMS, CCD camera, thermal
  219.     IR scanner)
  220. Venus Geophysical Network Pathfinder (engineering test of 1-year(!) hard lander
  221.    using RTG-powered active refrigeration)
  222. Discovery Venera Surface-Atmosphere Geochemistry Experiments (SAGE) (another
  223.    Venera lander)
  224. Venus Interior Structure Mission (three Pioneer-Venus-type hard landers with
  225.    seismometers)
  226. Discovery Mission Concept to Investigate Venus' [sic] Rotation and Atmospheric
  227.     Dynamics using Grounded and Floating Radio Beacons
  228.     (6 beacons on surface, 6 aloft.  I would worry that anybody with such a
  229.     long-winded project name would have trouble with the "faster" part of 
  230.     "faster, cheaper, better..." Also, I'd hate to trust a
  231.      spacecraft development program topeople who aren't sure how 
  232.      to use apostrophes or capitalize.)
  233. University Cooperative Venus Mission (atmosphere and plasma composition)
  234.  
  235. (Be warned:  the report doesn't have more than a paragraph of description of
  236. any of these.  If you want juicy technical details you'll have to contact
  237. the proposers themselves.)
  238.  
  239. Back to Matt:
  240.  
  241. > Galileo and Magellan *are* followup missions, to the Pioneer and Voyager 
  242. > series of probes.  
  243.  
  244. Quite true.  I've asked Magellan people about followups, but the data
  245. set will be so overwhelming that it will be a decade before anybody
  246. can figure out what to do with *better* radar imaging!  Let's stick to
  247. talking about Galileo.
  248.  
  249. > For myself, I'd like to see what Galileo discovers before
  250. > trying to design a followup to it; there's no telling what we may want on 
  251. > the next probe.
  252.  
  253. A good point, but Galileo was launched in 1989 and you don't *need*
  254. its results to start designing a successor.  And it's easy to think of
  255. many followups, some cheap, some expensive:
  256.  
  257. --To start with, a "Galileo" multidisciplinary orbiter for the other
  258. three gas giants (Cassini represents one for Saturn)
  259.  
  260. --Ditto for atmospheric probe
  261.  
  262. --Orbiters to map all four Galilean satellites (can they carry gamma-ray
  263. spectrometers, or is it hopeless in the radiation belts?  Optical and
  264. infrared multispectral, at least)
  265.  
  266. --A fleet of small particles-and-fields probe for looking at the Jovian
  267. magnetosphere at several points simultaneously
  268.  
  269. --More atmosphere entry probes to study global variation in composition,
  270. structure, clouds, weather, etc.
  271.  
  272. --Probes with longer duration than an hour or two (this is why Josh
  273. Hopkins, Tom Nugent, and I are interested in balloons.  Results from
  274. Galileo's probe may help the engineering here.)
  275.  
  276. --Landers to do chemistry or seismometry on the Galileans, or maybe
  277. smaller satellites
  278.  
  279. --Retrograde satellite mission which uses a Jupiter assist to chase the
  280. outer retrograde satellites (good candidate for electric propulsion,
  281. flyby or rendezvous;  if you're ambitious it might even test Jovian
  282. aerobraking)
  283.  
  284. There's a lot of science left to be done, just not much cash to spend
  285. on it.  In the long run I'd like to see a propellant plant operating
  286. at the edges of the Jovian system, so exploration could be liberated
  287. from the need to bring all its delta-V from Earth.  Maybe Nick Szabo
  288. will sell me one.
  289.  
  290. Bill Higgins, Beam Jockey              | ASTRONOMY:
  291. Fermi National Accelerator Laboratory  | The early science of the sky.
  292. Bitnet:           HIGGINS@FNAL.BITNET  | ASTROLOGY:
  293. Internet:       HIGGINS@FNAL.FNAL.GOV  | How it was paid for.
  294. SPAN/Hepnet:           43011::HIGGINS  | --Michael Rivero 
  295.  
  296. ------------------------------
  297.  
  298. Date: 2 Mar 93 06:24:37 GMT
  299. From: Bill Higgins-- Beam Jockey <higgins@fnalf.fnal.gov>
  300. Subject: Lunar Li and F (was Re: How to power the LEO-moon space bus)
  301. Newsgroups: sci.space
  302.  
  303. In article <1993Mar2.064130.8592@ucsu.Colorado.EDU>, fcrary@ucsu.Colorado.EDU (Frank Crary) writes:
  304. > In article <1993Mar02.033436.10439@news.mentorg.com> drickel@bounce.mentorg.com (Dave Rickel) writes:
  305. >>Further support:  my CRC gives 300 ppm (or grams/ton) Fluorine, 65 ppm Lithium
  306. >>in the earth's crust.  That should give some indication of how common they'd
  307. >>be on the moon.
  308. > Not really: The composition of the Earth and Moon is quite different
  309. > (which leads to interesting questions about how the Moon formed...)
  310. > At a guess, I'd expect both lithium and fluorine to be to be more
  311. > common on the moon than on the Earth... But perhaps a goephysicist
  312. > could answer that better: If fluoine or lithium baring minerals
  313. > are below that average density of terrestrial rocks, they
  314. > would probably be more common on the Moon...
  315.  
  316. I'm not a geophysicist or a geochemist, but I *am* a beamslinger who
  317. has checked *The Lunar Sourcebook* out of the library.  On p. 416 is a
  318. graphical summary of the fluorine concentrations in various lunar
  319. samples;  looks like it varies a lot but hangs around 30 to 300
  320. micrograms per gram (30-300 ppm) in the breccias.  Page 434 discusses
  321. the abundance of halogens and it is a tricky and ill-understood
  322. matter; this suggests that Frank's guess is not the right way to
  323. approach the problem.
  324.  
  325. Lithium seems to be of order 10 micrograms per gram in mare basalts
  326. and breccias.  The chemistry discussion is lengthy and complicated, so
  327. I skipped it. (-:
  328.  
  329. Reviewing *Time Trax*: "In this future  | Bill Higgins, Beam Jockey    
  330. police have gotten more technical,      | Fermilab                     
  331. computers have gotten much smaller,     | Bitnet: HIGGINS@FNAL.BITNET  
  332. criminals have become much cleverer,    | Bitnet: HIGGINS@FNAL.BITNET  
  333. and matte painters                      | SPAN/Hepnet: 43011::HIGGINS  
  334. have lost the secrets of their ancestors." --Mark Leeper 
  335.  
  336. ------------------------------
  337.  
  338. Date: 2 Mar 93 19:01:34 GMT
  339. From: Henry Spencer <henry@zoo.toronto.edu>
  340. Subject: Refueling in orbit
  341. Newsgroups: sci.space
  342.  
  343. In article <1mu7bqINNflv@phantom.gatech.edu> matthew@phantom.gatech.edu (Matthew DeLuca) writes:
  344. >>And if your science mission does succeed,
  345. >>it's back to square one again (where are the followup missions for Galileo
  346. >>or Magellan?).
  347. >
  348. >Galileo and Magellan *are* followup missions, to the Pioneer and Voyager 
  349. >series of probes.  For myself, I'd like to see what Galileo discovers before
  350. >trying to design a followup to it; there's no telling what we may want... 
  351.  
  352. Nonsense; there is considerable telling what we may want.  You can't
  353. fill in every detail, but it's easy to sketch the broad outlines of
  354. a set of Galileo follow-on missions.  For example, the atmosphere
  355. people want a long-term imaging orbiter, all the more so because they
  356. are the ones who get screwed most by the Galileo antenna fiasco.  The
  357. particles-and-fields people likewise want a long-term orbiter, although
  358. it might not be possible to use the same one (partly because of the
  359. standing conflict between imaging and p/f design requirements -- which
  360. is why half of Galileo is three-axis stabilized and the other half
  361. spins -- and partly because they probably want different orbits).  Both
  362. of these groups badly want *long-term* *continuous* data, not a snapshot
  363. every decade or two.  These two missions could easily be planned and
  364. well underway before Galileo results arrive, with a very high probability
  365. that no significant changes would be needed.  Better atmosphere probes
  366. and Jovian-moon orbiters likewise could start bending metal right now
  367. without serious risk.  About the only thing you might perhaps want to
  368. put a hold on is design of Jovian-moon landers, pending better imaging
  369. data from Galileo... and even there you could get a lot done before
  370. having to commit yourself to a model of the surface.  (After all,
  371. Huygens is going *with* Cassini, not twenty years later as a follow-on,
  372. despite very sketchy knowledge of Titan's atmosphere and virtually
  373. none about its surface...)
  374.  
  375. You could probably fill two or three eminently worthwhile missions
  376. just carrying all the instruments that were rejected in the final
  377. selection for Galileo.  For example, there was an imaging system for
  378. the atmosphere probe...
  379.  
  380. Especially given the delays involved in getting from proposal to data
  381. return, it is madness not to have follow-ups well underway by the time
  382. data comes back from their precursors... if you are trying to do a
  383. systematic campaign of scientific study.  We aren't.
  384. -- 
  385. C++ is the best example of second-system| Henry Spencer @ U of Toronto Zoology
  386. effect since OS/360.                    |  henry@zoo.toronto.edu  utzoo!henry
  387.  
  388. ------------------------------
  389.  
  390. Date: Tue, 2 Mar 1993 11:33:33 GMT
  391. From: Nick Szabo <szabo@techbook.com>
  392. Subject: Safety of flyby & aerobraking for large payloads at earth
  393. Newsgroups: sci.space,rec.arts.sf.science,alt.sci.planetary
  394.  
  395. In a future solar system of large-scale space industrialization,
  396. what are the costs and benefits of using the earth
  397. for gravity assist and aerobraking of large payloads?
  398. What should be the policies concerning these flybies?
  399.  
  400. Here's how a gravity assist works. The planet is moving, 
  401. so there's our energy source. The slingshot can be computed 
  402. with the patched-conics approximation.  If we do a Hohmann 
  403. ellipse to the planet in the inertial frame, the trajectory 
  404. is a hyperbola in the frame of the planet.  The energy of 
  405. the vehicle is the same at symmetric points on opposite sides 
  406. of the hyperbola in the planet frame.  If we exit the rendezvous 
  407. moving in the same direction as the planet, we gain velocity 
  408. in that direction in the inertial frame.  If we exit the 
  409. rendezvous moving opposite the direction of the planet, we lose 
  410. inertial velocity.  Either gaining or losing velocity can
  411. be useful, depending on where we're going.
  412.  
  413. Aerobraking is simpler to understand.  In layman's terms,
  414. the air slows the spacecraft down, just like wind
  415. resistance slows down a bicycle.  In orbital mechanics
  416. terms, the spacecraft exchanges momentum with the particles
  417. in the atmosphere.  An interesting variant, called cometary 
  418. aerobraking, vaporizes a piece of ice a split second before 
  419. it intercepts the spacecraft at high velocity.  The spacecraft 
  420. uses the temporary cloud of gas to aerobrake, as if it were 
  421. a planetary atmosphere.   
  422.  
  423. All these maneuvers allow us to tap into the energy
  424. already stored in the orbits of the planets and minor
  425. planets.  They can greatly reduce the mass of propellant
  426. and tank needed for a mission; in the case of Galileo
  427. the Venus-Earth-Earth-Jupiter trajectory saved it from
  428. being cancelled when it had to substitute a smaller
  429. upper stage for the powerful Centaur.
  430.  
  431. Very large payloads can benefit from these trajectories
  432. for the same reason, especially at earth, which raises
  433. the important question of safety.  We cannot tolerate 
  434. bringing a dinosaur-killer sized asteroid anywhere near 
  435. earth, or coming towards earth near an intercept trajectory.  
  436. Reentry of c. 100 ton Shuttles is safely performed and 
  437. tolerated towards inhabited areas, and natural fireballs 
  438. and meteorites massing several tons each hit the earth 
  439. harmlessly every year.  Somewhere between these two extremes, 
  440. we need to figure out the margins of safety and enforce them.
  441.  
  442. There are several techniques for using earth to change the orbital 
  443. trajectory of objects:
  444.  
  445. * fast aerobraking (eg Shuttle, Apollo)
  446. * slow aerobraking (eg Hiten)
  447. * gravity assist (eg Galileo)
  448.  
  449. All three of these can play important roles in reducing the costs of
  450. capturing space materials from comet fragments and asteroids into 
  451. various earth orbits.  The delta-v savings are roughly up to an order 
  452. of magnitude for gravity flyby, and up to two orders of magnitude for
  453. aerobraking.  
  454.  
  455. For gravity assist, the following need to be considered:
  456.  
  457. * what is the margin of error due to fringe atmospheric density,
  458.   gravity anomaly and trajectory measurement error?
  459. * how quickly and precisely can the on-board engines compensate for
  460.   trajectory errors directly before and during the flyby?
  461. * can the operation be timed so that a worst-case error will cause
  462.   reentry over an uninhabited area (eg the ocean)?
  463. * how much material on board is strongly toxic or radioactive?
  464. * what is the worst-case scenario wrt the mass, composition, and
  465.   worst-case error trajectory of the payload?
  466.  
  467. For slow aerobraking, we must also consider the above points, paying
  468. close attention to the fringe atmospheric density, since that is what
  469. we are using to change the trajectory. 
  470.  
  471. For fast aerobraking, we need to pay very close attention to upper 
  472. atmospheric density at all levels.  The error margins are much less.  
  473. Unless the worst-case scenario is trivial or the spacecraft is 
  474. well-controlled aerodynamically, fast aerobraking is much more 
  475. dangerous than slow aerobraking or gravity flyby.
  476.  
  477. Given these data points, we must then determine whether the project
  478. is ethically and politically tolerable, and whether it can be insured.
  479.  
  480. For the sake of discussion, I make the following initial proposed rules
  481. of thumb:
  482.  
  483. gravity assist & slow aerobrake 
  484.     * <.0001% chance of trajectory error sufficiently large for reentry
  485.     * if reentry, >98% chance it will occur over & towards 
  486.       uninhabited area
  487.     * payload mass limits:
  488.           solid metallic materials: 5,000 tons (no piece > 1 ton)
  489.         stony materials: 10,000 tons (no piece > 5 tons)
  490.         carbonaceous materials or loose regolith: 30,000 tons
  491.         volatile ices w/pores: 50,000 tons
  492.         strongly toxic or radioactive material: 
  493.             (varies by material; 1 ton typical)
  494.         
  495. The shape and attitude of the container also play a major role.
  496. For example a long, thin cylinder will be dispersed more widely 
  497. than a sphere if it hits the atmosphere sideways instead of 
  498. headlong.
  499.  
  500. fast aerobrake:
  501.     * aerobrake must contain control surfaces sufficient to
  502.       give <.001% chance of reentry due to error
  503.     * if reentry, >98% chance it will occur over & towards
  504.       uninhabited area
  505.     * no strongly toxic or nuclear materials on board
  506.     * mass limits:
  507. solid metallic materials: 200 tons
  508. all other materials: 400 tons (note: ceramic heat shield will
  509.         be significant % of mass for any payload)
  510.  
  511. Significant amounts of simulation, study of real-life artificial 
  512. and natural reentries, and benefit/risk analysis need to go into 
  513. determining the actual safety margins.  Calculations like those 
  514. done by Zdenek Sekanina, to predict the ability of comet material
  515. to penetrate the earth's atmosphere, need to be perfected.
  516.  
  517. Privately financed insurance with unlimited liability
  518. should be required for all such payloads.  If no insurance 
  519. company is willing to underwrite the risk it is a good sign 
  520. for the public that the maneuver is too risky and should be 
  521. not be allowed.  On the other hand if the insurance industry
  522. volunteers to take on the risk, this is a good sign that the
  523. risks, financial and physical, are minimal, and that the payoff 
  524. directly to the companies, and indirectly to mankind as a whole, 
  525. are well worth it.
  526.  
  527.  
  528. -- 
  529. Nick Szabo                     szabo@techboook.com
  530.  
  531. ------------------------------
  532.  
  533. Date: Tue, 2 Mar 1993 16:50:49 GMT
  534. From: fred j mccall 575-3539 <mccall@mksol.dseg.ti.com>
  535. Subject: software engineering vs. civil engineering (wasRe: Nobody cares about Fred?)
  536. Newsgroups: sci.space
  537.  
  538. In <1993Mar2.144544.14506@sni.co.uk> jlk@siesoft.co.uk (Jim Kissel) writes:
  539.  
  540. >mccall@mksol.dseg.ti.com (fred j mccall 575-3539) writes:
  541. >: In <1993Feb23.175002.14263@kocrsv01.delcoelect.com> c23st@kocrsv01.delcoelect.com (Spiros Triantafyllopoulos) writes:
  542. >: 
  543. >: Great quote; pity you didn't try for something just a touch more
  544. >: *accurate*. 
  545. >: 
  546.  
  547. >"Software Engineering is at about the same state as Civil Engineering was
  548. >before the discovery of the right angle."
  549.  
  550. Only if you have a very large "about".
  551.  
  552. -- 
  553. "Insisting on perfect safety is for people who don't have the balls to live
  554.  in the real world."   -- Mary Shafer, NASA Ames Dryden
  555. ------------------------------------------------------------------------------
  556. Fred.McCall@dseg.ti.com - I don't speak for others and they don't speak for me.
  557.  
  558. ------------------------------
  559.  
  560. Date: 2 Mar 93 20:47:43 GMT
  561. From: "Robert M. Unverzagt" <shag@aero.org>
  562. Subject: SOLAR gravity assist?  NOPE.
  563. Newsgroups: sci.space,alt.sci.planetary
  564.  
  565. In article <C36pE0.M3C@zoo.toronto.edu> henry@zoo.toronto.edu (Henry Spencer) writes:
  566. > In article <1mm26fINNqbn@news.aero.org> shag@aero.org (Robert M. Unverzagt) writes:
  567. > >>     In addition to a direct solar gravity assist for a Pluto, there might
  568. > >>be some benefit in carrying propellant deep into the energy well of the sun,
  569. > >>and burning it there to provide a boost to Pluto.  Is anyone familiar enough
  570. > >>with the calculations to estimate what the benefit might be?
  571. > >
  572. > >Sure, I'll take a stab at it.  The delta-v for a direct injection
  573. > >to Pluto is about, er, 38,771 ft/sec...
  574. > >...If we wanted to do a close pass of the sun, we
  575. > >could add that 38,771 IN THE OPPOSITE DIRECTION OF EARTH'S MOTION
  576. > >AROUND THE SUN to give us a periapsis closer to the sun...
  577. > >Do I need to go any further to show that there is no net benefit
  578. > >of doing this?  Maybe I do -- obviously more delta-V will have to
  579. > >be added at closest approach to raise apoapsis to Pluto's orbital radius...
  580. > >Can the person who originally claimed a benefit for this please
  581. > >explain again? ...
  582. > Sure you need to go further -- one data point does not a graph make,
  583. > much less a proof.  Especially when you're disagreeing with no less
  584. > an authority than Hermann Oberth.
  585.  
  586. No claim for giving a proof was made.
  587.  
  588. > However, I can save you the effort. :-)  A pretty algebra problem...
  589. > a lot of the variables eventually drop out, if you persist.
  590.  
  591. Agreed -- it is a pretty problem. 
  592.  
  593. > It turns out that the crucial question is:  do you want to reach more
  594. > than solar escape velocity, and if so, how much more?
  595.  
  596. No, I don't.  I want to go to Pluto.  Why would you want to
  597. go on a hyperbola?  The trip time is shorter, but so what?  The
  598. "planetary exploration community" seems willing to wait several
  599. years while Venus-Earth-Earth gravity assists take place -- what's
  600. the time difference between the "drop into the gravity well and
  601. take a hyperbola out" vs. a cotangential transfer?  And what
  602. about the probe's relative velocity once it gets to Pluto --
  603. is it only in the neighborhood for a two speed-blurred photos
  604. as it heads towards interstellar space?
  605.  
  606. > If the desired
  607. > velocity at infinity is less than sqrt(2) times the orbital velocity
  608. > of the circular orbit you start from, then dipping closer to the Sun
  609. > hurts performance.
  610.  
  611. That's what my original numbers assumed -- velocity at infinity
  612. less than circular, in fact, you aren't going to infinity.
  613.  
  614. > But if you want v_infinity greater than that,
  615. > then lowering your perihelion as much as you can, and doing the main
  616. > burn at perihelion, is a net win.  The win can be large, if you want
  617. > lots of v_infinity and you can survive a very low perihelion.
  618. > To be exact... if i = v_infinity/v_circular and p = r_perihelion/r_circular
  619. > (note that v_circular = sqrt(G * M_sun / r_circular)), then the ratio of
  620. > total delta-v for the gravity-well maneuver to total delta-v for doing
  621. > it in one burn is:
  622. > sqrt(i^2 + 2/p) + 1 - sqrt(2 + 2/p)
  623. > -----------------------------------
  624. >     sqrt(i^2 + 2) -1
  625. > It is therefore obvious :-) that if i > sqrt(2), the ratio is less than 1.
  626.  
  627. OK.  If we call this quantity J, what's the partial derivative of
  628. J with respect to i?  (I too lazy to chain-rule it out, and I 
  629. suspect that Henry has this handy, since it's an obvious question :-).
  630. What I'm looking for is the magnitude of the benefit we're
  631. talking about here.  For example, for certain bielliptic transfers
  632. the delta-V benefit (vs a Hohmann transfer) can be as large as
  633. something like 5%, if memory serves.  Are we talking a 0.001% benefit,
  634. for only very large v_infinities?
  635.  
  636. Shag
  637.  
  638. -- 
  639.        Rob Unverzagt        |   Last call for alcohol.
  640.   shag@aerospace.aero.org   |   Last call for freedom of speech.
  641. unverzagt@courier2.aero.org |                            - Jello Biafra
  642.  
  643. ------------------------------
  644.  
  645. Date: 3 Mar 93 05:34:14 GMT
  646. From: Russell Mcmahon <Russell_Mcmahon@kcbbs.gen.nz>
  647. Subject: Spaceflight for under $1,000?
  648. Newsgroups: sci.space
  649.  
  650. Pegasus is nominally capable of putting a man into space but getting 
  651. him (her) back would be difficult. Cost is several million dollars US 
  652.  
  653. per launch although this could probably be reduced to well under a million 
  654. dollars if not done "properly". Whether anyone would want to volunteer 
  655. for a one way poorly engineered trip into orbit is another question.
  656.  
  657. If you forget about launching men and simply look at satellites the 
  658. picture is quite different. The smallest possible "useful" satellite 
  659. would be somewhat smaller than the smallest existing amateur microsats. 
  660. This could be only a few kilograms. Using latest technology (LOX/LH2) 
  661. you could manage a single stage to orbit design with a payload percentage 
  662. of around 1% of all up launch weight. A two stage design would be very 
  663. feasible. The all uop weight would therefore be rather less than one 
  664. ton (or tonne). This should be entirly within the reach of a small private 
  665. firm or group of enthusiasts.
  666.  
  667. One of these days ....
  668.  
  669. ------------------------------
  670.  
  671. Date: Tue, 2 Mar 1993 11:40:39 GMT
  672. From: Nick Szabo <szabo@techbook.com>
  673. Subject: Stations vs. constellations
  674. Newsgroups: sci.space
  675.  
  676. A fundamental problem with the concept of a space station is that 
  677. a large "stepping stone" or "centerpiece" of "the space program" 
  678. will by its very nature be in the wrong orbit.   If we choose 28.5 
  679. degrees, we lock out participation by the Soviet launch sites and 
  680. the largest users of space, our military in polar orbit.  If we put it 
  681. at 50 degrees the penalty for using it as a "way station" to Clarke 
  682. orbit, the Moon, Mars, or asteroids is prohibitive.  In turn, 28.5 
  683. xdegrees still puts a significant penalty over going straight to Clarke 
  684. orbit, the Moon or Mars.  If we put it in polar orbit, it is useful 
  685. for the military, useless as a way station, and we can't get to 
  686. it from Canaveral.
  687.  
  688. This, among other reasons, is why military and commercial users have
  689. thrown out the concept of a hyper-centralized space station in favor
  690. decentralized networks of standardized satellites: constellations.  These 
  691. small space platforms are launched into orbits specific to the application 
  692. at hand, instead of pretending they can open up the solar system from
  693. one orbit.   Comsats live in Clarke and Molniya, GPS lives in 12-hour 
  694. orbits, spysats live in polar orbits, etc.  It's time for NASA and
  695. the space activist community to catch up with the space users; it's 
  696. time to create new visions that take advantage of the physical reality 
  697. of working in space.
  698.  
  699.  
  700. -- 
  701. Nick Szabo                     szabo@techboook.com
  702.  
  703. ------------------------------
  704.  
  705. Date: Tue, 2 Mar 1993 18:01:01 GMT
  706. From: begley@l14h13.jsc.nasa.gov
  707. Subject: Stupid Centaur Tricks
  708. Newsgroups: sci.space
  709.  
  710. In article <1993Feb28.161944.12114@ke4zv.uucp> gary@ke4zv.uucp (Gary Coffman)
  711. writes:
  712. >Indeed. An engineering maxim is the fewer parts you have, the fewer
  713. >can fail. In the last two Centaur failures, it's been a failure of
  714. >one of the two engines to ignite. Neither mission could succeed with
  715. >one engine out, not enough thrust. Fewer parts generally translate
  716. >into cheaper production costs too.
  717.    I don't think the problem with one engine is not enough thrust.
  718. The problem is that the engines are not on the vehicle centerline
  719. and only gimbal a few degrees, so if one is out, you tend to get the
  720. spins.  Even if the single working engine could gimbal to point the
  721. thrust vector thru the center of gravity of the vehicle, during an
  722. ascent the aerodynamic forces would not allow this "sideslip" flight
  723. path.
  724.  
  725. ------------------------------
  726.  
  727. Date: 2 Mar 93 03:47:13 GMT
  728. From: Ken Hayashida <khayash@hsc.usc.edu>
  729. Subject: The Planetary Society and Mars Exploration
  730. Newsgroups: sci.space
  731.  
  732. Hi friends.
  733.  
  734. My name is Ken Hayashida.  I'm a third-year medical student at USC School 
  735. of Medicine in Los Angeles.  I am working with the Planetary Society to 
  736. research the possibility of forming an electronic think tank to address the
  737. technical issues of crewed deep space exploration, focusing on the issues
  738. related to Mars exploration (but not limited to that mission).
  739.  
  740. I am interested in hearing the views of sci.space readers on their interest
  741. in this idea.  I have already met several times with the director of
  742. the Planetary Society, Dr. Louis Friedman.  He has requested that I post this
  743. message in order to ascertain interest in this concept across Internet.
  744.  
  745. I am specifically interested in the life sciences aspects of long-duration
  746. spaceflight.  However, technical expertise in every other facet of space
  747. exploration is welcome.
  748.  
  749. If you are interested in this effort, please send me an e-mail message
  750. to "khayash@hsc.usc.edu".  If response is overwhelming, then I might take
  751. awhile to respond.  Please forward your e-mail address, your full name,
  752. your area of personal expertise or interest, and state previous experience
  753. in space exploration.
  754.  
  755. In case you are not familiar with the Planetary Society, it is an internation-
  756. al organization that fosters political support for scientific cooperation in
  757. space.  Founded by Drs. Carl Sagan, Bruce Murray, and Louis Friedman, the 
  758. Planetary Society has over 100,000 members around the world.  It currently
  759. sponsors international projects, including SETI and Mars exploration projects.
  760.  
  761. If sufficient interest exists, we will be forming an advisory panel in the next
  762. three months.
  763.  
  764. Thanks for your time and interest.
  765.  
  766. Kenneth H. Hayashida, Jr.  Medical Student
  767. University of Southern California School of Medicine
  768.  
  769. >khayash@hsc.usc.edu
  770.  
  771. ------------------------------
  772.  
  773. Date: 2 Mar 93 12:01:02 GMT
  774. From: Nick Szabo <szabo@techbook.com>
  775. Subject: Water resupply for SSF (?)
  776. Newsgroups: sci.space
  777.  
  778. henry@zoo.toronto.edu (Henry Spencer) writes:
  779.  
  780. >>[automated comet mining]
  781. >Someday.  Not today.  This is *far* beyond what can be done with current
  782. >robotic systems.
  783.  
  784. The two most complicated pieces of automation needed are
  785. (a) ice extraction and (b) solar mirror deployment (for the solar
  786. thermal version).  Surely you have some confidence in (b), or you
  787. wouldn't have been designing solar sails for the contest.  As for
  788. (a), a similarly complex operation, the extraction and return of
  789. several comet core samples, keeping them pristine-pure the entire way
  790. back to earth and through reentry, has been considered feasible
  791. in the space science community since the mid-1980s.  Neither that
  792. mission (Rosetta) nor comet mining require anthropomorphic robots or 
  793. undiscovered "AI".
  794.  
  795.  
  796. -- 
  797. Nick Szabo                     szabo@techboook.com
  798.  
  799. ------------------------------
  800.  
  801. End of Space Digest Volume 16 : Issue 266
  802. ------------------------------
  803.