home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT_ZIP / spacedig / V13_3 / V13_326.ZIP / V13_326
Internet Message Format  |  1991-06-28  |  20KB

  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/0bx3dEO00WBw4Rdk4B>;
  5.           Sat, 30 Mar 91 02:12:16 -0500 (EST)
  6. Message-ID: <Abx3d-m00WBwIRc04S@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: Sat, 30 Mar 91 02:12:11 -0500 (EST)
  12. Subject: SPACE Digest V13 #326
  13.  
  14. SPACE Digest                                     Volume 13 : Issue 326
  15.  
  16. Today's Topics:
  17.          NASA Headline News for 03/26/91 (Forwarded)
  18.                 Re: "Follies"
  19.  
  20. Administrivia:
  21.  
  22.     Submissions to the SPACE Digest/sci.space should be mailed to
  23.   space+@andrew.cmu.edu.  Other mail, esp. [un]subscription requests,
  24.   should be sent to space-request+@andrew.cmu.edu, or, if urgent, to
  25.              tm2b+@andrew.cmu.edu
  26.  
  27. ----------------------------------------------------------------------
  28.  
  29. Date: 27 Mar 91 01:31:38 GMT
  30. From: usenet@ames.arc.nasa.gov  (Peter E. Yee)
  31. Subject: NASA Headline News for 03/26/91 (Forwarded)
  32.  
  33.  
  34.              Headline News
  35. Internal Communications Branch (P-2) NASA Headquarters
  36.  
  37.   Tuesday, March 26, 1991    Audio Service: 202 / 755-1788
  38.  
  39. This is NASA Headline News for Tuesday, March 26, 1991
  40.  
  41. The Flight Readiness Review for the STS-37 mission is underway at 
  42. the Kennedy Space Center.  The review will conclude tomorrow with 
  43. an announcement of a launch date.
  44.  
  45. Atlantis' main engines are undergoing their flight readiness 
  46. test.  This test is used to calibrate engine sensors and also cycles the 
  47. valves on the three main engines.  The Gamma Ray Observatory 
  48. spacecraft end-to-end test was completed successfully last night.  
  49. There are no open items with the GRO payload.  Payload bay 
  50. doors on Atlantis are expected to be closed tomorrow.  Aft closeouts on 
  51. the orbiter are presently underway as activity on launch pad 39-B 
  52. continues toward a launch in early April.
  53.  
  54. Discovery is hoisted and in the process of being mated to its STS-
  55. 39 external tank in the Vehicle Assembly Building.  It was rolled over 
  56. last night.
  57.  
  58. In the Orbiter Processing Facility, technicians continue to hook up all 
  59. of the  electrical connections between the orbiter and the Spacelab Life 
  60. Sciences habitable module.  The interface verification test between the 
  61. orbiter and the Spacelab module begins tomorrow and is expected to 
  62. continue all day.
  63.  
  64.                    * * * * * * * * * * * * * * * *
  65.  
  66. Office of Space Flight Associate Administrator Bill Lenoir and KSC 
  67. Center Director Forrest McCartney paused briefly this morning during 
  68. the FRR to join Deputy Associate Administrator for Space Station, 
  69. Dick Kohrs, for the groundbreaking of KSC's new Space Station 
  70. Processing Facility.  The SSPF will be a new KSC facility occupied 
  71. by about 1,000 NASA and contractor employees.  The three-story SSPF 
  72. will include communications and electrical control areas, laboratories, 
  73. logistics staging areas, operational control rooms, office areas and a 
  74. cafeteria.  The facility will have over 63,000 square feet of 
  75. dedicated payload processing space, including a high bay and 
  76. intermediate bay.  A 5,000-square-foot airlock will be adjacent to the 
  77. primary processing area.  Both the airlock and processing area will be 
  78. clean rooms rated at 100,000 parts-per-million.  It will be the largest 
  79. new construction project undertaken at Kennedy Space Center 
  80. since Apollo.  Anticipated cost of the building is just over $56 million.
  81.  
  82.                    * * * * * * * * * * * * * * * *
  83.  
  84. The National Science Teacher's Association annual convention 
  85. gets underway tomorrow in Houston.  NASA is providing several 
  86. exhibits and will provide tours of the Johnson Space Center for teacher 
  87. groups during the three-day convention.
  88.  
  89.  
  90.     
  91. Here's the broadcast schedule for Public Affairs events on NASA Select 
  92. TV.  All times are Eastern.  NASA Select TV is carried on GE Satcom 
  93. F2R, transponder 13, C-Band, 72 degrees W Long., Audio 6.8, 
  94. Frequency 3960 MHz.
  95.  
  96. Tuesday, 3/26/91
  97.  
  98.     12:00 pm    Starfinder:  Tapping the Sun's Power.
  99.  
  100.     12:15 pm    Replay of American Astronautical Society Goddard 
  101.             Symposium, Welcoming Remarks and Keynote Address
  102.             (recorded on 3/14/91).
  103.  
  104.      1:00 pm    Sail On Voyager program.
  105.  
  106.      6:00 pm    Repeat of afternoon programming.
  107.  
  108.     
  109. All events and times may change without notice.  This report is filed 
  110. daily, Monday through Friday, by 12:00 pm, Eastern.  It is a service of 
  111. NASA Headquarters Office of Public Affairs.  Contact:  CREDMOND 
  112. on NASAmail or at 202/453-8425.
  113.  
  114. ------------------------------
  115.  
  116. Date: 26 Mar 91 07:15:53 GMT
  117. From: zephyr.ens.tek.com!tektronix!sequent!crg5!szabo@uunet.uu.net  (Nick Szabo)
  118. Subject: Re: "Follies"
  119.  
  120. In article <9103191610.AA11742@cmr.ncsl.nist.gov> roberts@CMR.NCSL.NIST.GOV (John Roberts) writes:
  121. >>It is up to those requesting $billions for rocket programs to prove 
  122. >>they _can_ lower launch costs.  It is not up to me, requesting no money, to 
  123. >                                                     -------------------
  124. >>prove they can't.   
  125. >
  126. >Not quite. If you were simply *not requesting money*, I would agree. But
  127. >you are actively *requesting 'no money'*, 
  128.  
  129. I am requesting that government chemical rocket proponents provide positive 
  130. evidence that such rockets _can_ reduce costs as claimed.  So far, no such 
  131. evidence has been presented in this forum.   (Answering negative evidence is 
  132. not the same as presenting positive evidence).  Yes, they do need to present
  133. evidence, and have it withstand scrutiny, before they should be funded --
  134. just like any other engineering project.
  135.  
  136. Every piece of positive evidence I've seen outside of this forum has holes 
  137. a mile wide (including Max Hunter and Gordon Woodcock -- yes, I _have_ read 
  138. a bunch of the literature -- what I have read and what I have seen in this
  139. discussion is what has convinced me that further reading of it is a waste 
  140. of time, unless there are short references that specifically address the 
  141. point we are discussing).
  142.  
  143.  
  144. >>On the first point, divide the cost of a hypothetical Shuttle/OTV
  145. >>trip to L-5 ($40 million/person) with round trip first-class from
  146. >>Tokyo to New York ($2,000/person) to get 4 orders of magnitude.
  147. >
  148. >Remember
  149. >that many colonists were willing to obtain passage by selling themselves
  150. >into indenture - basically limited-term slavery, the usual term being seven
  151. >years. 
  152.  
  153. Not middle-class colonists at middle-class wages.
  154.  
  155.  
  156. >Playing around
  157. >with the numbers, if we accept the premise that some people will be willing
  158. >to colonize if it costs the equivalent of seven years' labor just to get
  159. >set up, and placing a more modern US middle-class labor valuation at up
  160. >to $100000/year (salary x multiplier, where multiplier is in the neighborhood
  161. >of 3-5),
  162.  
  163. I don't know where you get a "multiplier".  Per capita income in the U.S.
  164. is c. $19,000 (don't forget we need to transport the whole family), or 
  165. around $12,000 after taxes.  A good (way above average) savings 
  166. rate would be 10%, or $1,200/year after taxes, food, shelter and health
  167. care, or $8,400 over those 7 years, per person.  At $2,000 per seat, 
  168. this leaves $6,400 per person to buy a home in space.   If we assume 
  169. that a space home cost only 1/4 of an Earth house (due to the greater 
  170. availability of matter and energy, combined with the presence of a 
  171. mature space mining and manufacturing industry) then $2,000 is the highest 
  172. affordable ticket price for the average family in a developed counntry.  
  173. Currently, housing in space costs 300,000 times as much as on Earth 
  174. (assuming Fred will last as long as a house), but we are not making 
  175. use of the material and energy of space to build it.
  176.  
  177. OK, here is a poll -- how many reading this (anonymity garunteed) have
  178. enough saved up _now_ (including unmortgaged portion of house, car value,
  179. savings, etc.) to pay passage and buy housing for 2 people at these 
  180. prices ($16,800 total).  Would you pay this to resettle in space?  
  181. If you have a family, would they agree?
  182.  
  183. I suspect the number of people who want and can afford space colonization,
  184. even in this pro-space forum of over 10,000 mostly above-average-income 
  185. professionals and temporarily poorer students, will be surprisingly small, 
  186. under these conditions (4 orders of magnitude drop in launch costs).  At
  187. 4 orders of magnitude (and even more important, a mature space mining
  188. and manufacturing industry), we just start to reach the point where a 
  189. significant minority can afford to live permanently in space.
  190.  
  191.  
  192. >(further assuming
  193. >the eventual utilization of local resources, of course) with only two
  194. >orders of magnitude drop in launch costs. 
  195.  
  196. Sure, if you fudge two orders of magnitude in your numbers.  :-)
  197.  
  198. There is a scenario where we could get down to 3 orders of
  199. magnitude -- if space exporting industries grossed so much revenue, that 
  200. the average space wage was far higher than the contemporary developed country
  201. wage.  Assuming space housing costs are still 1/4 Earth housing costs,
  202. each person needs $86,400 for a 3 order of magnitude drop in launch
  203. costs.  This translates to $432,000 for a family of five.   Tickets could
  204. be bought against future wages.
  205.  
  206. Currently an astronaut in space costs $100 million per man*year, though 
  207. the economy of the services provided is debatable, and they are actually 
  208. payed only c. $60,000/year.  Given the nature of materials and energy in 
  209. space, and the initial labor shortage, wages high enough to pay off a
  210. $432,000 loan in a few years are not inconceivable for a highly skilled
  211. worker, but it again requires a mature, highly automated space industry 
  212. grossing tens to hundreds of billions of dollars per year in exports.   
  213. If space provides even more wealth to Earth for a small amount of
  214. on-site labor and high profit margins, even higher wage rates could 
  215. envisioned.
  216.  
  217. Even so, chemical rocket costs cannot be dropped 3 or even 2 orders of 
  218. magnitude, as I have demonstrated. 
  219.  
  220. The most likely scenario for a 3-4 order of magnitude drop is a 
  221. laser or airplane launch into a suborbital trajectory above 
  222. the atmosphere ($1,000/person), combined with a large, space-manufactured 
  223. tether system to provide most of the delta-V to L-5 or other solar system 
  224. destinations (also $1,000/person, assuming mature space mining and 
  225. manufacturing industries).
  226.  
  227.  
  228. >Many people do consider two
  229. >orders of magnitude to be within the realm of possibility for chemical
  230. >rockets. 
  231.  
  232. Again, there is no valid evidence for this, merely some claims
  233. I have read, with holes a mile wide.  The economic evidence (price
  234. curves, and 2 different comparisons to other chemical powered transportation 
  235. systems) indicates that rocket costs won't fall any faster than the cost 
  236. of cars or airplanes.  Better technologies are needed.
  237.  
  238.  
  239. >And chemical rockets have the ability to perform functions some of 
  240. >the other options can't - such as getting live humans into space.
  241.  
  242. Lasers or airplanes combined with tethers would also serve to launch 
  243. passengers, far more cheaply.
  244.  
  245.  
  246. >The more I look at your unbending insistence on 4 orders of magnitude launch
  247. >cost drop,
  248.  
  249. "Unbending"?  Please, cut the rhetoric.  I have arrived at the same 
  250. rough figure two different ways, and have proposed a space-industry-wealth
  251. scenario where only 3 orders of magnitude is needed.
  252.  
  253.  
  254. >have effectively been urging the abandonment
  255. >of work aiming toward systems that could drop costs by "only" a factor of
  256. >10 or 100. I'm sorry, but I think there would be a *lot* of benefit to
  257. >dropping costs by that amount.
  258.  
  259. I am certainly not discouraging work to drop costs in such a large fashion.  
  260. EML, gas gun, laser launch, tethers, etc. (notice that I am not promoting 
  261. a pet project, but advanced technologies in general) can (and will, if we 
  262. drop our chemical obsession) drop launch costs a factor of 10-100 far sooner 
  263. than chemical rockets will.  Sandia makes the not too unrealistic claim 
  264. of $200/lb. for a $2 billion investment for EML, within five years.
  265. This is 1/15th the cost of the Shuttle, and 1/2 of its development time
  266. -- why not try it?  If we were not so obsessed with chemical rockets, we
  267. would.  
  268.  
  269.  
  270. >>On the second point, several methods will derive a similar result.
  271. >>Back-of-the-envelope numbers, within +/- 50% will give sufficient 
  272. >>precision to demonstrate the point.
  273. >
  274. >
  275. >>* Take the curve of rocket costs/lb. ($1991).  Project it into the future.  
  276. >>  1960 = $12,000/lb., 1970 = $8,000/lb., 1980 = $6,000/lb.,
  277. >>  1990 = $5,000/lb, 2000 = $4,250/lb., ....2030=$3,000/lb.,...
  278. >>  2090 = $2,000/lb., ....   
  279. >
  280. >Similarly, for linear launchers and laser launchers - 
  281. >[infinity, infinity, etc. etc.]
  282.  
  283.   ;-)
  284.  
  285. Haven't even been prototyped yet (and BTW infinity cannot be plotted,
  286. which makes it kind of hard to visulize your curve -- maybe the cost
  287. is decreasing by an infinite factor in each inifinitely small period
  288. of time?  :-).  Chemical rockets are mature technology.  Liquid rockets 
  289. are much older than microchips, and also older than transistors or jet
  290. airplane engines.   Solid rockets predate guns by several centuries.  EML 
  291. and laser launch and space tethers are very new, while gas guns are 
  292. substantially new (Dr. Hertzberger's preferred term is "hyperaccelerator", 
  293. because it adds several new principles to gun operation).  Rockets are
  294. at the diminishing returns of their curve; the newer technologies have not 
  295. yet started down that path.
  296.  
  297.  
  298. >...I think extrapolating curves from the past is generally
  299. >a very poor way to predict future costs, given continual advances in
  300. >technology and shifts in design goals and investment patterns. 
  301.  
  302. Ah, that's the phrase I am looking for -- advances in technology.
  303. Surely we can get off the launch cost curve, but if we want to 
  304. dramatically change the curve, we need to dramaticallly change the 
  305. technology.
  306.  
  307.  
  308. >My reply would be that nobody has yet worked really hard or invested a lot
  309. >of money in greatly reducing per-pound chemical rocket launch costs either.
  310.  
  311. Rocket engineers have been obsessed with launch cost/lb. since the early
  312. 70's, so this is most assuredly false, protestations to the contrary.
  313.  
  314.  
  315. >Quite a few people have pointed this out to you, and you have ignored it.
  316. >(The Shuttle started out largely as such an effort, but was subverted by its
  317. >DoD sponsors into stressing performance over price, which as we know painfully
  318. >well is no way to minimize price.) 
  319.  
  320. I ignored it, because it is so obviously false.  You can't be around a 
  321. rocket engineer or space fan for very long without hearing cost/lb., and
  322. getting into this vs. that rocket cost/lb. discussions like the ones that
  323. dominate sci.space.  The DoD did not significantly impact the Shuttle price 
  324. with its minor design requests, since NASA was still quoting the ridiculous
  325. $100/lb. after the DoD design changes.  The technology is inherently expensive.
  326.  
  327.  
  328. >There *is* increased interest now in
  329. >reducing per-pound chemical rocket launch costs -
  330.  
  331. There has been obsessive interest in it since the early 70's, with little
  332. impact.
  333.  
  334.  
  335. > for instance the expanded
  336. >Delta and Titan designs described by Allen Sherzer (with hope for up to 2-3X
  337. >drop in cost/pound, and availability in perhaps only a few years), 
  338.  
  339. Estimates are based on fact not "hope".  
  340.  
  341.  
  342. >and ALS
  343. >or the new technology launcher system (with development expected to take about
  344. >a decade, and perhaps as much as 10X reduction in launch costs).
  345.  
  346. A totally irresponsible estimate, like the Shuttle estimate.  Let's see
  347. the positive evidence to back up this wild claim.
  348.  
  349.  
  350. >>[two indepedendent comparisons of rockets with other transportation]
  351. >>[systems show that rockets costs are about where they should be]
  352.  
  353. >These last two arguments are an attempt to eliminate technical details,
  354.  
  355. Not at all.  No one has introduced technical details that provide positive
  356. evidence for lower chem rocket launch costs, because such technical evidence 
  357. does not exist.  _I_ am introducing perfectly valid economic comparisons 
  358. with energetically similar transportation systems. I could introduce more
  359. detailed technical evidence, such as the excellent refutation of the 
  360. cube/square fallacy recently posted, but the economic analysis is more 
  361. valid, since we are talking about practical engineering dollars, not 
  362. abstract physics.
  363.  
  364.  
  365. >I just don't see a benefit from deliberately avoiding the technical
  366. >details in order to obtain some high level of abstraction, 
  367.  
  368. Fine, please introduce some technical details that are more relevant.
  369. For example, we might want to talk about the complexity involved in
  370. gyroscopes and the precise gimballing of high-power thrusters, high-power
  371. cryogenic pumps, tracking, the handling of large amounts of flammable
  372. oxidizers and liquid oxygen, the handling of large ductile structures, 
  373. etc.  etc. You don't want to talk about that, because then the necessary 
  374. complexity of rockets, and the reason they aren't an exception to the 
  375. vehicle/fuel cost and fuel/payload mass ratio curves, would become readily 
  376. apparent.
  377.  
  378.  
  379. >For the idea of vehicle cost being a function of the cost of a tank of fuel,
  380. >if there's any validity to it at all, then it must be a function of underlying
  381. >factors, such as design constraints, intended use, and the physical properties
  382. >of the medium through which it travels. 
  383.  
  384. The medium, intended use, and design constraints impact both the fuel 
  385. requirements and constructions costs, which are then traded off to provide
  386. the typical 10^3 factor for many different kinds of internal-chem-powered
  387. vehicles, as I demonstrated.
  388.  
  389.  
  390. >It would be foolish to ignore these
  391. >details, for if you just assume it to be a universal principle, then you must
  392. >fit in all vehicles, such as boats, horses, etc. 
  393.  
  394. Boats do lie on the curve, despite the rather congenial method of floating
  395. on water.  As stated above, the congenial medium and constraints simply make
  396. both fuel and construction costs cheaper per pound than a land-based vehicle.  
  397. The curve simply represents the general tradeoffs involved in building a 
  398. vehicle around the limited energies of on-board chemical reactions.  I'm 
  399. not making this up; work out the various examples for yourself.
  400.  
  401. As a half-serious aside, horses aren't powered by fossil fuels, but
  402. interestingly enough the cost of an average horse ($4,000) is about 10^3 
  403. times the cost of a bale of hay. 
  404.  
  405.  
  406. >Looking at the details, it
  407. >could well be that the apparent identical multiplier for cars and airplanes
  408. >is just a coincidence, or that a comparable multiplier for advanced chemical
  409. >rockets should be very different.
  410.  
  411. Boats, cars, airplanes, rockets, (and maybe even horses :-), all with the 
  412. same factor of 10^3, all a coincidence?  More like, a fundamental reflection
  413. of the efficiencies of on-board chemical reactions.
  414.  
  415.  
  416. >In any event, trying to apply such a number
  417. >to a future system is of very limited value, especially if you try to use it
  418. >as a guide for design. 
  419.  
  420. It is infinetely better than pulling a wishful number out of the air, or
  421. basing numbers on abstract physics that ignore 99% of the design issues.
  422.  
  423.  
  424. >Imagine using this formula as an explanation for why 
  425. >cars that use premium gasoline cost more than cars that use regular gas, 
  426.  
  427. In fact, premium tends to be used more often by sports cars, which are
  428. more expensive.  This fits the 10^3 law very well.
  429.  
  430.  
  431. >or designing a new car with a gas tank only half normal size, on the grounds
  432. >that this should cut total vehicle cost by around 50%.
  433.  
  434. People expect to drive a certain range in their cars, and will pay far
  435. much less for those they must continually drive into the gas station.  
  436. Interestingly enough, more fuel-efficient cars do have somewhat smaller
  437. tanks and do in fact cost less, by about the same factor as their increase
  438. in efficiency, again providing another data point for the 10^3 law.
  439. The ratio is slightly higher than 10^3 for some non-transportation
  440. purposes, such as race cars and ICBM's; the law is only intended to 
  441. apply to practical, commercial-style transportation systems.
  442.  
  443.  
  444. -- 
  445. Nick Szabo            szabo@sequent.com
  446. "If you want oil, drill lots of wells" -- J. Paul Getty
  447. The above opinions are my own and not related to those of any
  448. organization I may be affiliated with.
  449.  
  450. ------------------------------
  451.  
  452. End of SPACE Digest V13 #326
  453. *******************
  454.