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/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / pc / text / spacedig / v11_0 / v11_088.txt < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-07-08  |  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 beak.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/kZurPUq00VcJE0mk53>;
  5.           Wed, 28 Feb 90 01:59:46 -0500 (EST)
  6. Message-ID: <MZurOQO00VcJE0l04p@andrew.cmu.edu>
  7. Reply-To: space+@Andrew.CMU.EDU
  8. From: space-request+@Andrew.CMU.EDU
  9. To: space+@Andrew.CMU.EDU
  10. Date: Wed, 28 Feb 90 01:58:39 -0500 (EST)
  11. Subject: SPACE Digest V11 #88
  12.  
  13. SPACE Digest                                      Volume 11 : Issue 88
  14.  
  15. Today's Topics:
  16.          NASA Headline News for 02/26/90 (Forwarded)
  17.           Miscellaneous Satellite News Items
  18.       Re: Fun Space Facts #1: Launcher Development Costs (long)
  19. ----------------------------------------------------------------------
  20.  
  21. Date: 26 Feb 90 19:26:02 GMT
  22. From: trident.arc.nasa.gov!yee@ames.arc.nasa.gov  (Peter E. Yee)
  23. Subject: NASA Headline News for 02/26/90 (Forwarded)
  24.  
  25. -----------------------------------------------------------------
  26. Monday, February 26, 1990                     Audio: 202/755-1788
  27. -----------------------------------------------------------------
  28. This is NASA Headline News for Monday, February 26.....
  29.  
  30. The Kennedy Space Center Launch Director has called for a 48-hour 
  31. launch postponement of the STS-36 shuttle Atlantis due to weather 
  32. constraints.  Early today, a 2,000 foot-thick cloud cover moved 
  33. in violating the visibility rules for a return-to-launch-site 
  34. abort.
  35.  
  36. During the delay at KSC, ground crews will replenish the liquid 
  37. oxygen and liquid hydrogen propellants in the ground storage 
  38. tanks.  Commander Creighton, Pilot John Casper and Mission 
  39. Specialist Hilmers will fly back to Johnson Space Center today 
  40. for simulation training and will return to KSC for the next 
  41. launch opportunity.
  42.  
  43.  
  44. Using a NASA/JPL Deep Space Network antenna located in Madrid, 
  45. Spain, the European Space Agency reestablished contact with the 
  46. Italian comet probe "Giotto" last Tuesday.  Aerospace Daily says 
  47. Giotto had been dormant since the March 1986 encounter with 
  48. Halley's comet.  ESA is now preparing systems to encounter the 
  49. comet Grigg-Skjellerup in July 1992.
  50.  
  51.  
  52. Pioneer 11 crossed the orbit of Neptune -- over 2.8 billion Miles 
  53. from Earth -- and became the fourth spacecraft to leave the solar 
  54. system.  It now joins Pioneer 10 and Voyagers 1 and 2 in search 
  55. of the heliopause -- that point at which the sun's 
  56. electromagnetic influence gives way to the galaxy's influence.
  57.  
  58.  
  59. Today, Langley Research Center technicians begin removing 
  60. experiments from the Long Duration Exposure Facility retrieved 
  61. from space by the STS-32 crew last January.  As each tray is 
  62. removed, close inspections and measurements include detailing the 
  63. micrometeoroid and orbital debris impacts.
  64.  
  65.  
  66. Aerospace Daily reports the European Space Agency plans to put 
  67. all Arianespace launch activities on hold pending the 
  68. identification and correction of what caused Thursday's Ariane 
  69. booster explosion.
  70.  
  71.  
  72. Mission STS-35/ASTRO-1 payload managers at KSC are making plans 
  73. to move the ASTRO-1 payload to Columbia's payload bay in March.  
  74. Power-on testing has been completed, site requirement testings 
  75. have been fulfilled and functional verifications tests are 
  76. complete.  Launch is scheduled for May 9.
  77.  
  78.                                  ###
  79.  
  80.  
  81. -----------------------------------------------------------------
  82. Here's the broadcast schedule for public affairs events on NASA 
  83. Select TV.  All times are Eastern.
  84.  
  85.  
  86. Tuesday, February 27....
  87.  
  88.      11:30 P.M.     Weather permitting, coverage begins of the 
  89.                     launch only of the STS-36 mission.   Launch 
  90.                     window is open from 12 midnight to 4:00 A.M.
  91.  
  92.  
  93. Thursday, March 1.....
  94.  
  95.       11:30 A.M.    NASA Update will be transmitted.
  96.  
  97. All events and times are subject to change without notice.
  98. -----------------------------------------------------------------
  99. These reports are filed daily, Monday through Friday, at 12 noon, 
  100. Eastern time.
  101. -----------------------------------------------------------------
  102. A service of the Internal Communications Branch (LPC), NASA  
  103. Headquarters, Washington, D.C.
  104.  
  105. ------------------------------
  106.  
  107. Date:        Tue, 27 Feb 90 11:52:44 AST
  108. To: CANSPACE%UNB.CA@vma.cc.cmu.edu,
  109.         "Space Digest" <SPACE+%ANDREW.CMU.EDU@vma.cc.cmu.edu>
  110. From: LANG%UNB.CA@vma.cc.cmu.edu
  111. Subject:     Miscellaneous Satellite News Items
  112.  
  113. Miscellaneous Items from Satellite News, Penwortham, England
  114.                   (Posted with permission)
  115.  
  116. Gravity Probe B
  117. ---------------
  118. NASA's Marshall Space Flight Center has awarded a contract to Stanford
  119. University's High Energy Physics Laboratory to obtain proposals for
  120. experiments for the proposed Gravity Probe B spacecraft; first phase
  121. involves spacecraft baseline design reviews, second phase includes
  122. spacecraft development programme completion and third phase involves
  123. fabrication, test, launch and on-orbit operations support.  Gravity
  124. Probe B will operate ultra-precise gyroscopes in low Earth orbit to
  125. detect and measure relativistic gyroscopic drifts predicted by
  126. Einstein's General Theory of Relativity.  Expected launch date: 1994.
  127.  
  128. Locstar
  129. -------
  130. Marconi Space Systems Ltd. has won a major order as the lead on the
  131. European Locstar satellite; Marconi is the major UK partner in this
  132. Franco-British consortium led by Matra Espace of France and would have
  133. overall responisbility for the design and manufacture of the
  134. satellites' multi-frequency telecommunications payloads.  Locstar is
  135. [a European version of the Geostar] satellite system capable of
  136. locating mobile ground users and their operating bases.  Trucks,
  137. boats, trains, and aircraft will use the service to locate their
  138. positions and to relay short messages to and from their headquarters
  139. or operating bases; Locstars will provide a regional service covering
  140. Europe initially but capable of extension to serve the Middle East and
  141. Africa.  Expected launch date for the first Locstar satellite is March
  142. 1992.
  143.  
  144. Radarsat
  145. --------
  146. Spar Aerospace has awarded a contract to Ball Corporation's Aerospace
  147. Systems Group for spacecraft structure construction and integration
  148. support services for the Canadian Radarsat remote-sensing spacecraft
  149. programme; spacecraft will be used primarily in natural resources
  150. management, control of ship and vessel movements, sea ice information,
  151. oil slick monitoring, global mapping and sea state information.
  152. Scheduled for launch aboard a Delta vehicle from the Western Test
  153. Range in June 1994, Radarsat 1 will have a nominal five-years
  154. operating lifetime.
  155.  
  156. ========================================================================
  157. Richard B. Langley                  BITnet:  LANG@UNB.CA or SE@UNB.CA
  158. Geodetic Research Laboratory        Phone:   (506) 453-5142
  159. Dept. of Surveying Engineering      Telex:   014-46202
  160. University of New Brunswick         FAX:     (506) 453-4943
  161. Fredericton, N.B., Canada  E3B 5A3
  162. ========================================================================
  163.  
  164. ------------------------------
  165.  
  166. Date: Tue, 27 Feb 90 14:31:38 CST
  167. From: mccall@skvax1.csc.ti.com
  168. Subject: Re: Fun Space Facts #1: Launcher Development Costs (long)
  169.  
  170. >> uunet!attcan!utzoo!henry henry@zoo.toronto.edu (Henry Spencer)
  171.  
  172. >> In article <9002222000.AA09571@ti.com> mccall@skvax1.csc.ti.com writes:
  173. >> >>> The USAF's demands for a bigger orbiter with more cross range 
  174. >> >>> increased the size of the bird considerably but didn't affect 
  175. >> >>> complexity much.
  176. >> >
  177. >> >A much bigger and more capable bird (at least in theory) built at
  178. >> >the same degree of sophistication would seem to me to indicate a
  179. >> >much more 'complex' vehicle, with a commensurate increase in
  180. >> >processing time between flights.  After all, NASA couldn't just make
  181. >> >all the parts bigger.
  182. >>  
  183. >> No, but they could build much the same thing on a slightly larger scale.
  184. >> Things like the electronics wouldn't have to be scaled at all.  There
  185. >> is no inherent reason why a bigger vehicle has to be more complex.
  186.  
  187. Other than the problem with having gone from a bird that had to be
  188. "considerably" larger to one that is now "slightly larger", you are
  189. still faced with the problem of the larger version being more
  190. complex, having parts that must take more stress, or both.
  191.  
  192. Look at it this way.  If you simply scale everything up, that says
  193. that supporting structures, fasteners, etc., must now take more
  194. stress (this is a result of what is usually referred to as the
  195. Square Cube Rule, or something similar).
  196.  
  197. Try to avoid this by something as simple as increasing the number of
  198. fasteners to keep them the same distance apart that they were on
  199. your original before you scaled it up, and you have increased the
  200. complexity of the vehicle by some amount because you have more
  201. fasteners.  And since even something that simple is not a totally
  202. independent failure point with only independent modes of failure (in
  203. other words, how it behaves depends on what the stuff around it is
  204. doing), complexity doesn't even increase linearly.  Double the
  205. number of fasteners and you *more* than double the contribution to
  206. vehicle complexity from the fasteners.
  207.  
  208. >>  
  209. >> >And even if it were possible to just scale up everything (which I've
  210. >> >been assured is almost never the case), you're still greatly
  211. >> >increasing the stresses on the parts, and it would still require
  212. >> >much more processing.
  213. >>  
  214. >> I must have missed something here -- why does being bigger automatically
  215. >> imply operating with smaller safety margins, nearer the limits of the
  216. >> parts?  If it doesn't, why "greatly increasing the stresses" and "much
  217. >> more processing"?  You'll have to explain this one.
  218.  
  219. Direct consequence of the Sqaure Cube Rule.  Double the size of
  220. everything and it is now eight times as massive as it was.  But your
  221. structural cross sections only went up by four times, and so your
  222. structure must operate closer to the failure points of the materials
  223. in order to get the same performance.
  224.  
  225. In the case of simply scaling size, complexity is held constant.
  226. However, since that pushes us closer to the failure point of our
  227. design, what usually happens is that we make things more complex to
  228. reduce those kinds of loads.  Multiple supports, fasteners, etc.,
  229. which share the load (and interact with each other, creating more
  230. failure modes).  More tiles to cover the thing, instead of just
  231. making the existing tiles bigger, to allow us to match the curves
  232. better and lower thermal stresses back to where they were.  Bigger
  233. engines to lift it, which, since we can't make them eight times the
  234. size and still get them in, must push the technology harder to get
  235. more thrust out of the same size engine.  Eight times the flow rates
  236. through piping which is only four times the flow area, increasing
  237. operating pressures, or else using more pipes to deliver the flow
  238. (increasing complexity again).  Eight times the mass with only four
  239. times the wing area, leading to higher wing loading (yes, I'm aware
  240. that much of the lift of the Shuttle is derived from the body, so
  241. let's leave that nit unpicked, shall we?), leading to both higher
  242. stresses on the wings and greater impact loads on the landing gear
  243. due to higher sink rates (not to mention higher stress on the braking
  244. surfaces, since they're subject to the same Square Cube Rule as far
  245. as things like swept area go).  
  246.  
  247. And everything we add requires additional inspection.  And servicing.
  248. And replacement sooner, because it is stressed more (because we're
  249. balancing increasing stress and increasing complexity to stay within
  250. the abilities of the materials).  
  251.  
  252. And even the things that *do* simply scale require more inspection.
  253. Control surfaces are bigger, so have more area to inspect.  They are
  254. further apart, and wires, pipes, conduits, etc. take longer to
  255. inspect simply because they're physically longer.  Double the size
  256. and you've increased the surface that needs to be inspected by *at
  257. least* four, even if everything else remained the same, which it
  258. doesn't.
  259.  
  260. Do you see my point now, Henry?
  261.  
  262. Generally what happens is some of both, once a design has to be
  263. pushed hard enough.  The parts take more stress and the vehicle
  264. becomes more complex, both.  
  265.  
  266. >> >...mention something about it being much easier to design, build, and
  267. >> >maintain smaller liquid hydrogen engines than it was larger ones,
  268. >> >which was why one usually saw hydrogen fueled stages appear as the
  269. >> >smaller upper stages of boosters first.
  270. >>  
  271. >> Um, you've misunderstood what I said (it was me).  The reason why people
  272. >> start small with hydrogen engines is the same reason why engineers start
  273. >> small in almost any new technology:  smaller hardware is cheaper to build
  274. >> and debug, so you try to make your learning-phase mistakes on a small
  275. >> scale.  There is no inherent complexity gain as the engines get bigger.
  276.  
  277. Ah, but I think there must be.  Either that, or you're pushing the
  278. stress loads on the parts.  In fact, you seemed to allude to it with
  279. the comment about ArianeSpace not being able to handle an all
  280. hydrogen vehicle when they first started.
  281.  
  282. Once again consider.  We double the size of the engine, and
  283. everything in it.  But, in order to keep the same thrust to weight
  284. ratio it must have eight times the mass flow.  It must get that mass
  285. in in the form of fuel and oxidizer through openings that have only
  286. four times the area, so either input pumps must produce twice the
  287. pressure (increasing stress), or there must be twice as many of them
  288. (increasing complexity), or something of both.  The same problem
  289. applies to exhaust, although in that case much of it can probably be
  290. alleviated by changing the design of the nozzle (not my field by a
  291. long shot).  So your new, bigger engine probably has both more
  292. pumps, nozzles, etc and operates things at somewhat higher pressures. 
  293.  
  294. >> I have no quarrel with that, but you haven't justified your assertions
  295. >> that smaller size means fewer parts and less stress.
  296.  
  297. I trust they're now justified?  Seems like a lot of net bandwidth to
  298. have to expend to (over)state the obvious.
  299.  
  300. >> Actually, welcome to the "real world" of agencies that have been in
  301. >> business too long.  The problem is *not* fundamental to the budgetary
  302. >> process, given competent people who are motivated to deal with it
  303. >> well, as witness some of the things that are occasionally accomplished
  304. >> under the current budgetary process (notably by SDI, which hasn't had
  305. >> time for its arteries to harden).  The problem *is* fundamental to today's
  306. >> NASA, and nothing short of massive reform is going to cure it, I'm afraid.
  307.  
  308. And why is it that SDI can do those things and Nasa (and other parts
  309. of DoD, I might add) can't?  In large part it's because SDI isn't
  310. subject to quite the same order of bureaucratic red-tape from above
  311. that everyone else is, being the current 'fair haired boy'.  While
  312. this quite often correlates to the age of the program/agency (after
  313. all, 'fair haired boys' don't last that long - they age), I think
  314. you have the causality there wrong.
  315.  
  316. Yes, NASA needs lots of changes.  I can think of bunches myself.
  317. But, a large part of what needs changed is being mandated by
  318. micro-management of programs by the next highest layer of
  319. bureaucracy, and that problem extends all the way to Congress.  So I
  320. say to fix it where it *starts*, at the top.
  321.  
  322. >>  As I've said before, people who have studied this tradeoff [between 
  323. >> launching in one piece or assembling in orbit] closely tend to 
  324. >> conclude that the split is a net win.
  325.  
  326. I would think that there has to be some optimum point to this, and
  327. that you can't just claim it as a general rule.  Since you've
  328. apparently read the studies, I'd be interested if the folks who
  329. studied this expressed any point at which the curves crossed over
  330. and costs started going back up once the pieces got below a certain
  331. size.
  332.  
  333. Seems like there would have to be a point (assuming constant launch
  334. costs per pound) at which the extra resources required to do the
  335. assembly on orbit and the kind of fasteners required would catch up
  336. with the decrease by it no longer being necessary to 'over-engineer' 
  337. things to take the stress of liftoff.
  338.  
  339. After all, if there isn't, that seems to say that it's cheaper to
  340. simply throw electrical components, screws, bolts, etc. up into
  341. orbit and build all circuit boards, wall panels, etc. on orbit.
  342.  
  343. And that just seems to run counter to reason.
  344.  
  345. >> >>> I dimly recall a design sketch from Jordin Kare's group for a laser
  346. >> >>> launcher costing about half a billion dollars that could launch more
  347. >> >>> than the entire shuttle fleet, for that matter.
  348. >> >
  349. >> >Great!  Let's build it!
  350. >>  
  351. >> Sounds like a great idea to me, and probably to Jordin.  Are *you* going
  352. >> to provide the money?
  353.  
  354. Well, maybe we can wait for *Canada* to fund it?  If it's really
  355. that much cheaper, then it's economically viable and someone will be
  356. happy to fund it.  That rather depends, of course, on just how firm
  357. all those numbers are and how many problems remain to be solved in
  358. making it work.
  359.  
  360. If it can be seen (or at least sold) as making money, somebody will
  361. buy it and build it.  After all, lower cost to orbit allows higher
  362. profit margins!
  363.  
  364. >> >>> It takes *one* of those 2000-pound launches to add a human to the 
  365. >> >>> collection of payloads comprising a mission.  
  366. >> >
  367. >> >And how long is your man-in-a-can's life support good for?  ...
  368. >>  
  369. >> Mercury, using 1950s technology, got several days (with never-realized
  370. >> plans to extend it to a week or more) for one man with 3000 pounds.
  371. >> I'd hope we could do a little better today.
  372.  
  373. There's a lot of difference between the life support required for a
  374. person just sitting there and one trying to work in zero-g
  375. conditions.  There were some suprised folks when they found out just
  376. how much difference there is there.  Work under gravity doesn't give
  377. a good idea of the difficulty of work under zero-g.
  378.  
  379. In any case, I think you underestimate the time, fuel, and
  380. difficulty involved in chasing down a couple dozen pieces and
  381. getting them to go together properly.  Especially given the
  382. inevitable failures in fasteners.
  383.  
  384. >> >I remember when the 'conventional wisdom' was that it took at least
  385. >> >3 stages to get a reasonable payload to orbit.  And I'm not that
  386. >> >old...
  387. >>  
  388. >> Um, Grandpa, that was disproven decisively in 1961, when the first orbital
  389. >> Mercury launch went up on a 1.5-stage Atlas.  
  390.  
  391. Let's see.  If remembering things prior to 1960 makes one a "Grandpa"
  392. to Henry, that says that Henry must have been born sometime after
  393. 1980 (if we assume this 'Grandpa' was 6 in 1960 (which is easily old
  394. enough to remember things) and that both Henry's grandfather and his
  395. father had their first child at puberty - if they waited longer, Henry 
  396. could have been born later yet.).  
  397.  
  398. Uh, how old did you say *you* were, Henry?  :-)
  399.  
  400. >> How old did you say you were? :-)  
  401.  
  402. Old enough to remember things prior to 1961.  Let's see, that makes
  403. me all of at least in my mid-thirties.  :-)
  404.  
  405.  
  406. ==============================================================================
  407. | Fred McCall  (mccall@skvax1.ti.com) | My boss doesn't agree with anything  |
  408. | Military Computer Systems           | I say, so I don't think the company  |
  409. | Defense Systems & Electronics Group | does, either.  That must mean I'm    |
  410. | Texas Instruments, Inc.             | stuck with any opinions stated here. |
  411. ==============================================================================
  412.  
  413. ------------------------------
  414.  
  415. End of SPACE Digest V11 #88
  416. *******************
  417.