home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT_ZIP / spacedig / V15_2 / V15NO256.ZIP / V15NO256
Internet Message Format  |  1993-07-13  |  11KB

  1. Date: Mon, 28 Sep 92 05:02:39    
  2. From: Space Digest maintainer <digests@isu.isunet.edu>
  3. Reply-To: Space-request@isu.isunet.edu
  4. Subject: Space Digest V15 #256
  5. To: Space Digest Readers
  6. Precedence: bulk
  7.  
  8.  
  9. Space Digest                Mon, 28 Sep 92       Volume 15 : Issue 256
  10.  
  11. Today's Topics:
  12.      Redefining failure, space camps, & other changes of subject
  13.       Safety of flyby & aerobraking for large payloads at earth
  14.             Space Platforms (political, not physical : -)
  15.  
  16.     Welcome to the Space Digest!!  Please send your messages to
  17.     "space@isu.isunet.edu", and (un)subscription requests of the form
  18.     "Subscribe Space <your name>" to one of these addresses: listserv@uga
  19.     (BITNET), rice::boyle (SPAN/NSInet), utadnx::utspan::rice::boyle
  20.     (THENET), or space-REQUEST@isu.isunet.edu (Internet).
  21. ----------------------------------------------------------------------
  22.  
  23. Date: 27 Sep 92 23:08:17 GMT
  24. From: Nick Szabo <szabo@techbook.com>
  25. Subject: Redefining failure, space camps, & other changes of subject
  26. Newsgroups: sci.space,talk.politics.space
  27.  
  28. >> Paul Dietz writes, in response to Dennis Wingo:
  29. >>In other words, "the shuttle's not a failure, and it's not NASA's
  30. >>fault anyway!".   Can you write two sentences without contradicting
  31. >>yourself?
  32. >> 
  33. >>The purpose of the shuttle was to reduce the cost of getting into
  34. >>space.  The shuttle has been a dismal failure in meeting this,
  35. >>its primary goal.
  36. >
  37. In article <27SEP199216051882@judy.uh.edu> wingo%cspara.decnet@Fedex.Msfc.Nasa.Gov writes:
  38.  
  39. >Only half right.  The primary reason for the Shuttle is REGULAR access to
  40. >space.
  41.  
  42. The stated goal being a flight every week, the actual result being less
  43. than a flight per month.  Of course, we're allowed to redefine that
  44. endlessly as well, just as we're allowed to decrease the functionality
  45.  
  46. of the space station, increase its cost from the promised $8 billion
  47. to over $100 billion, and use accounting gimmickry and clever arguments
  48. to say, "hey, that's what we planned all along!"  I was there when
  49. the promise was made, so let's not dredge up the Boeing accounting -- SSF 
  50. was sold as an $8 billion project, in disregard of what Boeing 
  51. engineers actually projected as the costs, information that was 
  52. not made available to me at the time. We were shamefully involved 
  53. in promoting the wrong numbers, because we were operating by wishful 
  54. thinking; we didn't bother to think critically and ask the right 
  55. questions. Similar NASA/NSS figures on astronaut projects in the 
  56. future should be con sidered against this history of deceit.
  57.  
  58. >["space camp"]
  59.  
  60. We were talking about commerce here.  The tiny revenue earned from
  61. space camps is lost in the NASA bottom line, and what NASA chooses
  62. to propagandize to children in space camps hardly constitutes what
  63. is good for industry.  It's hard to remember, since Dennis keeps
  64. changing the subject, but this thread was about industrial
  65. competiveness.
  66.  
  67. The camp's content doesn't reflect what children dream of, BTW. It 
  68. reflects what NASA PR wanted them to dream of when they designed the camps --
  69. big fat NASA contracts for all the traditional goals.  In my high
  70. school physics class the Viking project was one of the teacher's
  71. motivational schticks; astronauts were nowhere in sight.  Polls show
  72. that Americans support the astronaut and automated programs equally
  73. even when not shown the relative program costs.
  74.  
  75. Furthermore, "keeping people interested in space" has no predictable
  76. correlation to space project funding.  If anything there may be
  77. an inverse correlation; the height of interest during Apollo
  78. corresponded with the deepest cuts to NASA.  The most visible programs
  79. are the most likely targets for budget cuts when Congress gets
  80. around to trying to convince us that they're fiscally responsible.
  81.  
  82.  
  83. -- 
  84. szabo@techbook.COM        Tuesday, November third  ##  Libertarian  $$  vote
  85. Tuesday  ^^ Libertarian  --  change  **  choice && November 3rd @@Libertarian 
  86.  
  87. ------------------------------
  88.  
  89. Date: Mon, 28 Sep 1992 06:15:17 GMT
  90. From: Nick Szabo <szabo@techbook.com>
  91. Subject: Safety of flyby & aerobraking for large payloads at earth
  92. Newsgroups: sci.space
  93.  
  94. What are the costs and benefits of using the earth
  95. for gravity assist and aerobraking of large payloads?
  96. What should be the policies concerning these flybies?
  97.  
  98. Here's how a gravity assist works. The planet is moving, 
  99. so there's our energy source. The slingshot can be computed 
  100. with the patched-conics approximation.  If we do a Hohmann 
  101. ellipse to the planet in the inertial frame, the trajectory 
  102. is a hyperbola in the frame of the planet.  The energy of 
  103. the vehicle is the same at symmetric points on opposite sides 
  104. of the hyperbola in the planet frame.  If we exit the rendezvous 
  105. moving in the same direction as the planet, we gain velocity 
  106. in that direction in the inertial frame.  If we exit the 
  107. rendezvous moving opposite the direction of the planet, we lose 
  108. inertial velocity.  Either gaining or losing velocity can
  109. be useful, depending on where we're going.
  110.  
  111. Aerobraking is simpler to understand.  In layman's terms,
  112. the air slows the spacecraft down, just like wind
  113. resistance slows down a bicycle.  In orbital mechanics
  114. terms, the spacecraft exchanges momentum with the particles
  115. in the atmosphere.  An interesting variant, called cometary 
  116. aerobraking, vaporizes a piece of ice a split second before 
  117. it intercepts the spacecraft at high velocity.  The spacecraft 
  118. uses the temporary cloud of gas to aerobrake, as if it were 
  119. a planetary atmosphere.   
  120.  
  121. All these maneuvers allow us to tap into the energy
  122. already stored in the orbits of the planets and minor
  123. planets.  They can greatly reduce the mass of propellant
  124. and tank needed for a mission; in the case of Galileo
  125. the Venus-Earth-Earth-Jupiter trajectory saved it from
  126. being cancelled when it had to substitute a smaller
  127. upper stage for the powerful Centaur.
  128.  
  129. Very large payloads can benefit from these trajectories
  130. for the same reason, especially at earth, which raises
  131. the important question of safety.  We cannot tolerate 
  132. bringing a dinosaur-killer sized asteroid anywhere near 
  133. earth, or coming towards earth near an intercept trajectory.  
  134. Reentry of c. 100 ton Shuttles is safely performed and 
  135. tolerated towards inhabited areas, and natural fireballs 
  136. and meteorites massing several tons each hit the earth 
  137. harmlessly every year.  Somewhere between these two extremes, 
  138. we need to figure out the margins of safety and enforce them.
  139.  
  140. There are several techniques for using earth to change the orbital 
  141. trajectory of objects:
  142.  
  143. * fast aerobraking (eg Shuttle, Apollo)
  144. * slow aerobraking (eg Hiten)
  145. * gravity assist (eg Galileo)
  146.  
  147. All three of these can play important roles in reducing the costs of
  148. capturing space materials from comet fragments and asteroids into 
  149. various earth orbits.  The delta-v savings are roughly up to an order 
  150. of magnitude for gravity flyby, and up to two orders of magnitude for
  151. aerobraking.  
  152.  
  153. For gravity assist, the following need to be considered:
  154.  
  155. * what is the margin of error due to fringe atmospheric density,
  156.   gravity anomaly and trajectory measurement error?
  157. * how quickly and precisely can the on-board engines compensate for
  158.   trajectory errors directly before and during the flyby?
  159. * can the operation be timed so that a worst-case error will cause
  160.   reentry over an uninhabited area (eg the ocean)?
  161. * how much material on board is strongly toxic or radioactive?
  162. * what is the worst-case scenario wrt the mass, composition, and
  163.   worst-case error trajectory of the payload?
  164.  
  165. For slow aerobraking, we must also consider the above points, paying
  166. close attention to the fringe atmospheric density, since that is what
  167. we are using to change the trajectory. 
  168.  
  169. For fast aerobraking, we need to pay very close attention to upper 
  170. atmospheric density at all levels.  The error margins are much less.  
  171. Unless the worst-case scenario is trivial or the spacecraft is 
  172. well-controlled aerodynamically, fast aerobraking is much more 
  173. dangerous than slow aerobraking or gravity flyby.
  174.  
  175. Given these data points, we must then determine whether the project
  176. is ethically and politically tolerable, and whether it can be insured.
  177.  
  178. For the sake of discussion, I make the following initial proposed rules
  179. of thumb:
  180.  
  181. gravity assist & slow aerobrake 
  182.     * <.0001% chance of trajectory error sufficiently large for reentry
  183.     * if reentry, >98% chance it will occur over & towards 
  184.       uninhabited area
  185.     * payload mass limits:
  186.           solid metallic materials: 5,000 tons (no piece > 1 ton)
  187.         stony materials: 10,000 tons (no piece > 5 tons)
  188.         carbonaceous materials or loose regolith: 30,000 tons
  189.         volatile ices w/pores: 50,000 tons
  190.         strongly toxic or radioactive material: 
  191.             (varies by material; 1 ton typical)
  192.         
  193. The shape and attitude of the container also play a major role.
  194. For example a long, thin cylinder will be dispersed more widely 
  195. than a sphere if it hits the atmosphere sideways instead of 
  196. headlong.
  197.  
  198. fast aerobrake:
  199.     * aerobrake must contain control surfaces sufficient to
  200.       give <.001% chance of reentry due to error
  201.     * if reentry, >98% chance it will occur over & towards
  202.       uninhabited area
  203.     * no strongly toxic or nuclear materials on board
  204.     * mass limits:
  205. solid metallic materials: 200 tons
  206. all other materials: 400 tons (note: ceramic heat shield will
  207.         be significant % of mass for any payload)
  208.  
  209. Significant amounts of simulation, study of real-life artificial 
  210. and natural reentries, and benefit/risk analysis need to go into 
  211. determining the actual safety margins.  Calculations like those 
  212. done by Zdenek Sekanina, to predict the ability of comet material
  213. to penetrate the earth's atmosphere, need to be perfected.
  214.  
  215. Privately financed insurance with unlimited liability
  216. should be required for all such payloads.  If no insurance 
  217. company is willing to underwrite the risk it is a good sign 
  218. for the public that the maneuver is too risky and should be 
  219. not be allowed.  On the other hand if the insurance industry
  220. volunteers to take on the risk, this is a good sign that the
  221. risks, financial and physical, are minimal, and that the payoff 
  222. directly to the companies, and indirectly to mankind as a whole, 
  223. are well worth it.
  224.  
  225.  
  226.  
  227. -- 
  228. szabo@techbook.COM        Tuesday, November third  ##  Libertarian  $$  vote
  229. Tuesday  ^^ Libertarian  --  change  **  choice && November 3rd @@Libertarian 
  230.  
  231. ------------------------------
  232.  
  233. Date: 28 Sep 92 07:43:29 GMT
  234. From: Tim Starr <starr@genie.slhs.udel.edu>
  235. Subject: Space Platforms (political, not physical : -)
  236. Newsgroups: sci.space,talk.politics.space,alt.politics.marrou,alt.politics.libertarian
  237.  
  238. In article <exukjb.248.717438569@exu.ericsson.se> exukjb@exu.ericsson.se (ken bell) writes:
  239. }
  240. }Does the libertarian party support US withdrawl from the UN?
  241. }//////////////////////////////////////
  242. }/* Kenny  *   Welcome to Mind Wars! */
  243. }//////////////////////////////////////
  244.  
  245. Yep.
  246.  
  247.  
  248. Tim Starr - Renaissance Now! - Think Universally, Act Selfishly
  249. starr@genie.slhs.udel.edu
  250.  
  251. "True greatness consists in the use of a powerful understanding to enlighten
  252. oneself and others." - Voltaire
  253.  
  254. ------------------------------
  255.  
  256. End of Space Digest Volume 15 : Issue 256
  257. ------------------------------
  258.