home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / pc / text / spacedig / v15_0 / v15no087.txt < prev    next >
Internet Message Format  |  1993-07-13  |  36KB

  1. Date: Sun,  9 Aug 92 05:00:03    
  2. From: Space Digest maintainer <digests@isu.isunet.edu>
  3. Reply-To: Space-request@isu.isunet.edu
  4. Subject: Space Digest V15 #087
  5. To: Space Digest Readers
  6. Precedence: bulk
  7.  
  8.  
  9. Space Digest                Sun,  9 Aug 92       Volume 15 : Issue 087
  10.  
  11. Today's Topics:
  12.                 A 12 mile tether that generates 5000v?
  13.                            Atlas and Soyuz
  14.                         Clinton Space Position
  15.                             Comments, Misc
  16.                 Energiya's role in Space Station assem
  17.                        Hubble used for spying?
  18.                 Looking for information on OSC/Pegasus
  19. Physics of shuttle & tether (LONG) (was: Re: Two questions about ...)
  20.                     rising and setting of the Moon
  21.                       ROCKET trajectory program
  22.                  Russian Comment on Soyuz vs Shuttle
  23.                                 Tether
  24.  Tether Applications (was Re: A 12 mile tether that generates 5000v?)
  25.                         tether circuit closure
  26.  
  27.     Welcome to the Space Digest!!  Please send your messages to
  28.     "space@isu.isunet.edu", and (un)subscription requests of the form
  29.     "Subscribe Space <your name>" to one of these addresses: listserv@uga
  30.     (BITNET), rice::boyle (SPAN/NSInet), utadnx::utspan::rice::boyle
  31.     (THENET), or space-REQUEST@isu.isunet.edu (Internet).
  32. ----------------------------------------------------------------------
  33.  
  34. Date: Wed, 5 Aug 1992 20:38:37 GMT
  35. From: Andreas Windemuth <windemut@lisboa.ks.uiuc.edu>
  36. Subject: A 12 mile tether that generates 5000v?
  37. Newsgroups: sci.space
  38.  
  39. Greetings to all tether fans,
  40.  
  41. What has been thought or done about rotating tethers? They would still
  42. be able to interconvert angular momentum and electrical power using the
  43. electrodynamic effects discussed here so far. They could also
  44. be used to slingshot payloads between low and high elliptical orbits,
  45. acting as angular momentum banks to trade angular momentum between
  46. spacebound and earthbound payloads. Reaction mass could be made almost
  47. obsolete.
  48.  
  49. A payload in a low elliptical orbit would match velocities with the
  50. lower end of a heavy, rotating tether (the lower end would lag, i.e. be
  51. slower than the orbital velocity of the tether as a whole), dock to it,
  52. travel half a tether revolution to the upper end and cut lose for a
  53. high elliptical orbit (the upper end of the tether is faster than the
  54. tether orbital velocity) The angular momentum gained by the payload is
  55. taken from the tether, of course, but it can be regained either by
  56. slinging another payload back to the lower orbit or, alternatively, by
  57. using solar energy and the electrodynamic effect.
  58.  
  59. You can even imagine tethers long enough to reach a planetary surface
  60. and act as elevators. Rotation speed would have to be such that the
  61. tether "walks" the surface of a planet. It's lower ends would match
  62. velocity with the planets surface and effectively dip into the
  63. athmosphere almost vertically, leaving enough time to just hang some
  64. payload onto a hook, to be dragged out into space as the tether rotates.
  65. I believe that existing materials are not strong enough to support this
  66. scheme on earth, but on the moon it might well be feasible today. 
  67.  
  68. Anybody have any ideas or knowledge on this?
  69.  
  70. ---
  71.         Andreas Windemuth
  72.  
  73. +--------------------------------------------------------------------
  74. |Theoretical Biophysics         windemut@lisboa.ks.uiuc.edu
  75. |University of Illinois            Tel: (217)-244-1612
  76. |3121 Beckman Institute            Fax: (217)-244-8371
  77. |405 N Mathews, Urbana, IL61801        NeXTmail Ok
  78. +--------------------------------------------------------------------
  79.  
  80. ------------------------------
  81.  
  82. Date: 07 Aug 92  23:31:54
  83. From: Wales.Larrison@ofa123.fidonet.org
  84. Subject: Atlas and Soyuz
  85. Newsgroups: sci.space
  86.  
  87. Hi David!
  88.   
  89. >Several points on the issue of using Atlas as a launch vehicle for
  90. >Soyuz:
  91. >   The nominal SSF orbit is somewhat higher than the nominal Atlas
  92. >orbit cited (220 nmi). However, the Centaur upper stage is very
  93. >good at creating Delta V; it is not so good at lifting realtively
  94. large payloads, such as a oyuz.Soiyuz
  95.   
  96.    Yes, the "nominal" SSF orbit is somewhat higher than 220 nmi I
  97. used.  But the planned SSF rendezvous altitude for resupply is 220
  98. nmi.
  99.    SSF's altitude will vary (for a variety of reasons - including
  100. atmospheric drag, which will decay the orbit over a period of
  101. several months), with orbits from 290 nmi to about 200 nmi.
  102. However, I looked up the planned altitudes for shuttle rendezvous,
  103. and found it was consistently planned at 220 nmi. The plan is to let
  104. the SSF's altitude decay to 220 nmi or so, then rendezvous with the
  105. logistics resupply craft (Shuttle), and then reboost after resupply.
  106. This altitude was derived from a trade study that tried to maximize
  107. launch performance and minimize reboost propellant needed.  Since I
  108. was trying to compare "apples to apples", I used the same rendezvous
  109. altitude.
  110.    To compare, I pulled the Atlas IIAS performance data off a
  111. performance curve from the Atlas II Users Handbook and used it.
  112. Since I'm reading off a poorly reproduced curve, my performance
  113. numbers may easily be +/- 100 kg.
  114.    Also, I agree that a Centaur is probably not the best designed
  115. for lifting large payloads due to its pressure stabilzed structure.
  116. But Centaurs have been designed for up to 6000 Kg payloads (the
  117. Centaur G' planned and built for the shuttle was to carry over 13000
  118. lbs into GEO), and the Centaur does lift payloads of approximately
  119. 3500 Kg into Geotransfer orbit (burning the Centaur dry inserting
  120. the payload into GTO rather than circularizing the payload in GEO).
  121. I figured for the ROM estimate I was making here that a Centaur
  122. probably could handle the additional mass with a bit of care and a
  123. hint of redesign.
  124.      As I stated in my previous message - I THINK when everything
  125. gets added up, a Soyuz is too heavy for a Atlas IIAS.  I haven't had
  126. the time to dig through them in more detail as a preliminary design
  127. study to get a more precise answer.  But the numbers are close
  128. enough the possibility of launch of a Soyuz on a Atlas IIAS is very
  129. interesting.
  130.  ----------------------------------------------------------------
  131.  Wales Larrison                         Space Technology Investor
  132.  
  133. --- Maximus 2.00
  134.  
  135. ------------------------------
  136.  
  137. Date: 8 Aug 92 09:24:49 GMT
  138. From: "Frederick A. Ringwald" <Frederick.A.Ringwald@dartmouth.edu>
  139. Subject: Clinton Space Position
  140. Newsgroups: sci.space
  141.  
  142. In article <yd6x7sr@rpi.edu>
  143. strider@acm.rpi.edu (Greg Moore) writes:
  144.  
  145. >     (Now, the question is, does Henry have Bono's voice? :-)
  146.  
  147. Let's just hope he doesn't have his funny looks!
  148.  
  149. ------------------------------
  150.  
  151. Date: 07 Aug 92  21:57:22
  152. From: Wales.Larrison@ofa123.fidonet.org
  153. Subject: Comments, Misc
  154. Newsgroups: sci.space
  155.  
  156.   
  157. Allen, this is the text of the email I have been trying to send
  158. My apologies to the net, but my mail server (or my comm program) has   
  159. been acting up.       Hi Allen!
  160.     Could you please stick my name and address on the space
  161. activists mailing list, please.  I hope this email makes it through
  162. - the net connection at this end has been pretty flaky, and my
  163. machine has been down at home, as well.
  164.     Been following the flame fest on sci.space regarding use of a
  165. Soyuz.   Here's a random comment or two for you which I didn't deem
  166. appropriate for the net.
  167.   
  168. >>No problem, if that's all you need.  Are you willing to expend the
  169. >>logistics modules that would be brought up and down with a crew
  170. >>rotation?
  171. > I don't think we need to. We can stick some Shuttle tiles on it,
  172. >put a parachute on top, and teather it down (which saves fuel and
  173. >reduces station keeping fuel needs). It will land just like a
  174. >capsule. ...
  175.      Whoosh!  You're kidding, I hope.  Controlled reentry is a
  176. tricky business, unless you're willing to take the Soviet
  177. "hypersonic cannonball" approach by using a sphere and accepting a
  178. dispersion (2 sigma) of about +/- 30 miles.
  179.      To get a reasonable reentry (no fine guidance, just enough
  180. control to maintain attitude and control to avoid tumbling or
  181. excessive entry heating), you'll need a RCS plus some type of
  182. aerodynamic control to maintain attitude after separating from that
  183. tether.  [Note:  nominal reentry interface is about 400,000 feet --
  184. about 75 miles altitude.  The tether has to be 175 miles long, or
  185. else you'll need some attitude control after letting go.]
  186. Mercury/Gemini didn't use aerocontrol and had an dispersion of about
  187. +/- 20 nautical miles (2 sigma).  Apollo used active aerocontrols.
  188.     Furthermore, a logistics module is rather unsuited for reentry -
  189. the c.g. is way off from the c.p., which either means a ferocious
  190. control system (huge fins or one mother of a RCS) or you'll have to
  191. redesign to redistribute the mass.  Not cheap.
  192.    "Sticking on shuttle tiles" probably won't work either.  There's
  193. enough protrubrences that you'll probably have to cover large
  194. sections with ACC or RCC, not just shuttle "tiles". Not cheap.
  195.     The structure also isn't strong enough to take a parachute
  196. landing impact.  The logistics module is designed to couple with the
  197. orbiter structure, so landing it with a 30 ft/sec impact would
  198. probably buckle the structure - at least.  You'd have to add
  199. deployable airbags (and hope you don't have cross wind - air bags
  200. are notorious for collapsing in a cross wind as we've found out on
  201. the F-111 ejection capsule), or use a Russian-style retro rocket
  202. system.  Both of these add complexity and cost and weight.
  203.   
  204. >>Again, no problem on the surface.  Although Soyuz has never had to
  205. >>land in water, it has missed it's target area by hundreds of miles
  206. >>on more than one occasion.
  207. > The question here is why. It could be that Russian position
  208. >location isn't good enough ...
  209.   From what I've heard, the problem is timing of reentry burn and
  210. attitude.  The Soviets didn't care about fine guidance in reentry
  211. since they had all of Kazakahastan (sp?) to land in.  A typical
  212. entry was +/- 30 km, if all went well.  The worst case was driven by
  213. failure of the automatic reentry sequence.  The on-board system was
  214. recycled, failed again, and then overridden manually and fired some
  215. seconds late.  At orbital velocity, timing errors can really throw
  216. the system off.  A one minute error translates into about 277 miles.
  217.   
  218. >>Your point about the single point failure is well taken, however,
  219. >>four crewmembers simply cannot fit inside a Soyuz return module.
  220. > They can for the short time needed to get to the other one.
  221.    Errr.... beg to differ here.  I've been inside an early-model
  222. Soyuz (circa 1978) and have examined the interior of a Soyuz TM at
  223. close range (couldn't get into that one - had a plexiglas cover over
  224. the hatch area).  The three people inside have to be very good
  225. friends, as the inside of a Soyuz is about the size of a large phone
  226. booth.  If I remember correctly on Soyuz 11, they launched 3 crew
  227. without suits becuase they couldn't fit three suited cosmonauts into
  228. the interior volume.  After the deaths on Soyuz 11, the Soviets
  229. launched 2 man Soyuzes with suited crews.  Only after the Soyuz TM
  230. did they return to 3 man crews (in suits) - achieving the additional
  231. internal volume through repacking upgraded avionics.
  232.   You MIGHT get 4 persons in (very doubtful), but I doubt you could
  233. get the hatch shut (and there is only one hatch).  And if you could
  234. the 4th person couldn't get turned around and would have to shimmy
  235. out the way he got in.
  236.   
  237. >We use some of the savings to fund the hard suit (which they should
  238. >have done in the first place). Pre-breath won't be needed. This
  239. >gives us two ways to get the crew to the vehicle.
  240.    Difficult to don a hard suit in a Soyuz.  You need at least 3
  241. times the volume of a person.  1 for the person, 1 for the suit, and
  242. 1 for maneuvering the suit and the person around to don it.  That
  243. type of delta volume in just not available in a Soyuz.  And what
  244. happens when you open the hatch? Where are the other 3 suits stored?
  245.   
  246. >We use the Russian automatic docking system to dock the two Soyuz's
  247. >together.
  248.    The automatic docking system is currently running about 50%
  249. reliability - the past 2 Progress missions have failed on at least 1
  250. attempt each (although they succeeded on subsequent trys with a lot
  251. of ground intervention), and the latest Soyuz mission had to abort
  252. its automatic dock and come in on manual.   Not really a
  253. trustworthy system if it's the only way to get to your ride home...
  254.                                      Cheers!    - Wales -
  255.  
  256. --- Maximus 2.00
  257.  
  258. ------------------------------
  259.  
  260. Date: 6 Aug 92 23:15:59 GMT
  261. From: Charles Frank Radley <3001crad@ucsbuxa.ucsb.edu>
  262. Subject: Energiya's role in Space Station assem
  263. Newsgroups: sci.space
  264.  
  265. SSF is in 28.5 deg orbit because congress limited the number of
  266. Shuttle flights, and NASA wants to squeeze as much mass as it can 
  267. into each Shuttle.
  268.   Launching into 55 deg orbit is a mass payload penalty of
  269. about 15 %
  270.  
  271. ------------------------------
  272.  
  273. Date: 8 Aug 92 16:12:28 GMT
  274. From: John Roberts <roberts@CMR.NCSL.NIST.GOV>
  275. Subject: Hubble used for spying?
  276. Newsgroups: sci.space
  277.  
  278. -From: hoyt@isus.UUCP (Hoyt A. Stearns jr.)
  279. -Subject: Re: Hubble used for spying?
  280. -Date: 5 Aug 92 00:56:16 GMT
  281. -Organization: International Society of Unified Science
  282.  
  283. -A PBS broadcast on spying a couple of years ago described the KH11 and KH12
  284. -spy satellites.  They seemed remarkably similar in size and shape to the
  285. -Hubble telescope. Are you sure they're not related? :-)
  286.  
  287. The *mirrors* are related. Hughes Danbury also makes spy satellite mirrors,
  288. and the HST primary mirror was made at the spy telescope mirror facility,
  289. though to different specifications than the spy telescope mirrors.
  290.  
  291. This was a contributing factor to the mirror aberration - DoD essentially
  292. told NASA to keep their noses out of the fabrication process, because they
  293. were uncomfortable about having civilians knowing about the classified
  294. portions of the process. As a result, NASA didn't have enough supervisory
  295. presence to catch the errors Hughes Danbury made.
  296.  
  297. There's no reason to believe there's any close relation between the 
  298. *instruments* of the two systems. FOC, for instance, was made by ESA,
  299. which probably doesn't make US spy satellite instruments. :-)
  300.  
  301. I'm not sure, but when HST is pointed at the Earth for half of each orbit, 
  302. I think the door in front of the telescope aperture is kept closed until
  303. Earth is out of the way. There must be a reaction wheel routine programmed
  304. to compensate for the opening and closing of this door.
  305.  
  306. John Roberts
  307. roberts@cmr.ncsl.nist.gov
  308.  
  309. ------------------------------
  310.  
  311. Date: Sat, 8 Aug 1992 16:40:31 GMT
  312. From: Brian Reynolds <reynolds@panix.com>
  313. Subject: Looking for information on OSC/Pegasus
  314. Newsgroups: sci.space,rec.models.rockets
  315.  
  316. I would like to build a model of the OSC/Pegasus, but I have no scale
  317. information.  The sci.space FAQ doesn't really provide much
  318. information.  Can anyone give me the address or phone number for OSC
  319. so that I can request some information?  Does anyone know of a model
  320. of the Pegasus?  I recall that Monogram re-released their B-52 carrier
  321. aircraft / X-15 model substituting a Pegasus for the X-15, but I
  322. really don't want to build the B-52.  Did Monogram ever release the
  323. Pegasus as a separate kit the way they issued the desktop version of
  324. the X-15?
  325.  
  326. Thanks in advance.
  327.  
  328. -- 
  329. Brian Reynolds
  330. reynolds@panix.com
  331. NAR# 54438
  332. IPMS# 30162
  333.  
  334. ------------------------------
  335.  
  336. Date: 7 Aug 92 16:40:29
  337. From: Craig Powderkeg DeForest <zowie@daedalus.stanford.edu>
  338. Subject: Physics of shuttle & tether (LONG) (was: Re: Two questions about ...)
  339. Newsgroups: sci.space,sci.space.shuttle
  340.  
  341. kilian@cray.com (Alan Kilian) writes:
  342.    1) The shuttle is at one end of a conductive wire. The satellite is at
  343.       the other. If the wire moves through a magnetic field you can generate
  344.       an electric potential. Now how do you measure the potential?
  345.       They were hoping for 5000 Volts on a 12 Mile tether but got 40 Volts
  346.       on a 750 Feet tether.
  347.  
  348. The potential is an emf around a conductive loop.  More explanation under
  349. (3), below.
  350.  
  351.  
  352.    2) Why does the ball (It's easier than satellite) keep moving away from
  353.       the shuttle as you unwind the tehter?
  354.  
  355. This is a pretty cool effect, and it can be explained in two equivalent
  356. ways. 
  357.  
  358. First, one can say that the ball, being at a different altitude than the
  359. shuttle, `wants' to orbit with a different period, so will pull `ahead'
  360. (if, as on this flight, it's lower than the shuttle), or `behind' of the
  361. shuttle.  The tether pulls it back against this tendency, so is kept taut.
  362.  
  363. Alternatively (and perhaps better), the space around the shuttle is
  364. subjected to a gravitational gradient.  That is to say, the gravitational
  365. field (due to the Earth) in the vicinity of the shuttle, changes with
  366. altitude above the Earth.  The ball, being closer (farther) to (from) the
  367. earth than is the shuttle, is pulled more strongly (weakly) by the earth
  368. than is the shuttle.  
  369.  
  370. The result is that things in orbit about one another, tend to want to
  371. stretch along the axis between the things.  This is the effect that
  372. creates tides on the Earth (and Moon too!), aligns the LDEF experiment,
  373. and (in an extreme and hypothetical case) would hold up the Space
  374. Elevator[1].
  375.  
  376.  
  377.    3) (I know I said two but what the heck) How can you use the potential
  378.       from the one wire tether?
  379.  
  380. This is a really cool effect, and uses the plasma around the earth.
  381.  
  382. You can make an electromotive force around a loop of wire by cutting magnetic
  383. field lines with the wire, by the Maxwell equation relating curl of V to 
  384. dB/dt.  In fact, the emf exists around any closed loop of space, whose flux
  385. linkage is changing, regardless of whether there's a wire there or not.
  386.  
  387. The tether experiment uses the conductive properties of the plasma around
  388. the earth, to make a *really* *large* loop of conductor using just the
  389. tether. 
  390.  
  391. The (very tenuous) atmosphere at Shuttle orbital height is a plasma, ie a
  392. gas that is mostly ionized, and thus conducts electricity.  (You have 
  393. probably seen electrically conductive plasmas -- you need only look as far
  394. as the nearest neon light -- but that's a different story.)  The shuttle
  395. used the plasma surrounding it as the return wire for the tether experiment.
  396.  
  397. There's one more effect we need to describe.  That's the reason why the 
  398. conductive loop was *really* *large*, instead of just (more-or-less)
  399. shuttle-sized.
  400.  
  401. When a charged particle moves at right angles to a magnetic field, it
  402. `feels' a force at right angles to the motion and to the field.  The result
  403. is that its motion (if there's no electric field) is circular.  But *any*
  404. motion can be resolved into a component at right angles to the field, and
  405. one along the field.  So any charged particle travelling through a magnetic
  406. field (in the absence of collisions and electric field) will spiral around
  407. the field lines themselves.  
  408.  
  409. If you stand far back and squint (ie you care only about really long
  410. distances), this means that electrons travel *only* along magnetic field
  411. lines.  The only ways to conduct across the field lines involve a high
  412. electric field, or collisions between charge carriers. So it's really easy
  413. to conduct electricity along magnetic field lines and hard to conduct it
  414. across them.  The magnetic field lines act almost like wires!
  415.  
  416. The conductive loop in the tether experiment consists of (a) the tether
  417. between the shuttle and the ball; (b) the (REALLY LONG!) field line
  418. extending from the shuttle to the nearest magnetic pole of the Earth; (c)
  419. some small resistive elements between nearby field lines (which get really
  420. close as you get closer to the poles); and (d) the field line extending
  421. back to the ball from the magnetic pole.
  422.  
  423. The ball is, well, a conductive ball, so it has a lot of surface area to
  424. collect electrons from the surrounding space.
  425.  
  426. The shuttle has an electron gun mounted on it (in the nose? the bay?  I
  427. forget.) to expell electrons out into the surrounding plasma.  If there
  428. were enough emf, a simple (lightning-rod type) needle point would do the
  429. trick, concentrating the electric field enough to rip electrons out of 
  430. the metal.
  431.  
  432. There's one catch: In order for the separation of field lines to work, the
  433. two magnetic field lines that you use have to be much farther apart than
  434. the diameter of the spiral made by each electron around its `home' field
  435. line.  When the field lines get that close, then a single collision can
  436. cause an electron to skip from one to the other, so there isn't much 
  437. electrical isolation between the field lines.  
  438.  
  439. The gyroradius (as it's called) increases linearly with the velocity of
  440. the electron, and decreases as the magnetic field strength increases.
  441. I can't remember offhand a `typical' gyroradius for electrons at that
  442. height, but I imagine it's on the order of 100m -- which would mean that
  443. electrons can easily `hop' about 100m across the magnetic field.  
  444.  
  445. So the shuttle-and-ball system wasn't very effective at all, as a 
  446. dynamo -- if the tether had unreeled more than a few hundred feet, there
  447. would've been much better electrical isolation between the ball and the
  448. shuttle, and the conductive loop for the experiment would've been 
  449. vastly, mind-bogglingly more huge.  Considering that most of the electrons
  450. probably stayed in the near vicinity of the shuttle/tether system, rather
  451. than wandering out on the magnetic field, it's amazing it worked at all!
  452.  
  453. [1] as described in _The_Fountains_of_Paradise_, another one of Arthur
  454. Clarke's self-important novels.
  455. --
  456. Craig DeForest:  zowie@banneker.stanford.edu  *or*  craig@reed.bitnet
  457.  
  458. "So, if you guys make a living looking at the SUN, why do you spend so much
  459.         time at the SYNCHROTRON, working UNDERGROUND at NIGHT?"
  460.  
  461. ------------------------------
  462.  
  463. Date: Sat, 8 Aug 1992 9:31:17 -0500 (CDT)
  464. From: REIFF@spacvax.rice.edu (Patricia Reiff (713)527-4634)
  465. Subject: rising and setting of the Moon
  466.  
  467. To the person interested in times of moonrise and moonset:
  468. A great piece of software is "Voyager" for the Mac - it can give
  469. altitudes, azimuths, etc, for stars and planets, any day, any location - 
  470. in fact, you have to be careful - if you put in the year as "92" you
  471. get the result for 1900 years ago!  Similar software exists for pc's, and 
  472. shareware versions are probably available.  
  473.  
  474. Many people aren't aware of the basics of moonrise and moonset - that it's 
  475. linked to the phase of the moon.  A first quarter moon rises at noon and 
  476. sets at midnight, a full moon rises at sunset, etc.  (draw a simple diagram 
  477. of the sun- earth - moon from above the ecliptic plane (look down from the 
  478. north), and recall that the earth spins, and the moon orbits, counter-
  479. clockwise).
  480.  
  481. Another lkf (little-known fact):  a full moon in summer is low in the sky 
  482. (like a winter sun, and for the same reasons), and high in the sky in 
  483. winter.  That, plus the deviation of +/- 5 degrees from the eclipic, can 
  484. make a full moon in summer not last very long in the sky.  There is a 
  485. fascinating legal case that Abe Lincoln won that concerns the rising and 
  486. setting of the full moon.  
  487.   
  488. ------
  489. From the First Space Science Department in the World:
  490.                                                     :      _^ ^_    ____
  491.      Patricia H. Reiff                              :     / O O \   |GO \
  492.      Department of Space Physics and Astronomy      :     \  V  /   |OWLS\
  493.      Rice University, Houston, TX 77251-1892        :    / ""R"" \__/
  494.      internet:  reiff@spacvax.rice.edu  (128.42.10.3)    \ ""U"" /
  495.      SPAN:      RICE::REIFF                         :    _/|\ /|\_
  496.  
  497. "Why does man want to go to the Moon? ...  Why does Rice play Texas?"
  498.    ....JFK, Rice Stadium, 1962
  499.  
  500. ------------------------------
  501.  
  502. Date: 6 Aug 92 23:13:32 GMT
  503. From: Charles Frank Radley <3001crad@ucsbuxa.ucsb.edu>
  504. Subject: ROCKET trajectory program
  505. Newsgroups: sci.space
  506.  
  507. Has anybody heard of an old public domain NASA trajectory analysis
  508. program called (I think)    ROCKET   or something like that ?
  509.  
  510. Would appreciate it if anybody has heard of it, or preferably
  511. knows where I can get a copy.
  512.  
  513. Please e-mail to my other address which is :-
  514.  
  515.  
  516. Thanks
  517.  
  518. ------------------------------
  519.  
  520. Date: 07 Aug 92  21:45:44
  521. From: Wales.Larrison@ofa123.fidonet.org
  522. Subject: Russian Comment on Soyuz vs Shuttle
  523. Newsgroups: sci.space
  524.  
  525.     Just thought I'd add this to the discussion going on about Soyuz
  526. and shuttle for space station operations....
  527.   
  528.     According to the trade press, cosmonaut Anatoly Artsebarsky
  529. stated at a press conference in Chicago last Tuesday, regarding the
  530. Buran:
  531.     "We need it (Buran) to bring back (to Earth) materials and
  532. experiments from the station... When using the Soyuz spaceship, we
  533. have to abandon some experiments and materials due to its limited
  534. (return) capability."
  535.   
  536.     Artsebarsky is on a visit to Chicago to promote a Russian space
  537. exhibition.
  538.   
  539.     Since the Russians have some years of space station operating
  540. experience, and their space station configuration is somewhat
  541. smaller than the planned SSF configuration, and Artsebarsky has
  542. recently returned from a Soyuz/Mir mission, I thought this was an
  543. interesting comment, re the current continuing discussion  |-).
  544.   
  545.  ------------------------------------------------------------------
  546.  Wales Larrison                         Space Technology Investor
  547.  
  548. --- Maximus 2.00
  549.  
  550. ------------------------------
  551.  
  552. Date: 8 Aug 92 16:44:31 GMT
  553. From: John Roberts <roberts@CMR.NCSL.NIST.GOV>
  554. Subject: Tether
  555. Newsgroups: sci.space
  556.  
  557. -From: andy@osea.demon.co.uk (Andrew Haveland-Robinson)
  558. -Date: 6 Aug 92 20:32:01 GMT
  559. -Organization: Haveland-Robinson Associates
  560.  
  561. -In article <1992Aug4.100338.1502@uni2a.unige.ch> pfennige@uni2a.unige.ch writes:
  562. ->On the contrary, if energy is extracted from an orbiting body, its kinetic 
  563. ->energy *increases* by this exact amount.  All this additional energy is
  564. ->provided by the gravitational binding energy.  A very useful use of a tethered
  565. ->loop could be not to extract electric energy at the expense of gravitational
  566. ->energy, but the  contrary: electric energy, coming from solar cells for
  567. ->instance, can then be used in the opposite way to lift up the satellite orbit.
  568. ->
  569. ->        Daniel Pfenniger
  570.  
  571. -You make some interesting though to my mind, rather curious assertions.
  572. -How does it gain kinetic energy if you take energy out of it?
  573.  
  574. Drawing power from the tether takes away from the kinetic energy of the 
  575. Shuttle. This in turn causes it to drop to a lower orbit. The drop in
  576. orbit causes some of the gravitational potential energy of the Shuttle to be 
  577. converted into Shuttle kinetic energy. Thus the net effect is that the change
  578. in gravitational potential energy goes partly into the power drawn from the
  579. tether, and partly into increased kinetic energy for the Shuttle. Whether
  580. the two amounts are equal takes a little more math.
  581.  
  582. -As I understand it, if you take energy out of an orbiting body, it moves
  583. -into a higher orbit at a slower velocity. If you take more out then it
  584. -ceases to orbit and starts falling to earth.  If there is still an angular
  585. -moment then it will stabilise in an orbit (if the Earth doesn't get in
  586. -the way of the trajectory!).
  587.  
  588. That's backwards. Centripetal force on the Shuttle from its orbit equals
  589. v^2 / r, where v is the orbital velocity of the Shuttle, and r is the distance
  590. from the Shuttle to the center of the Earth. The gravitational attraction
  591. between the Shuttle and the Earth is essentially GmM / r^2, where G is the
  592. gravitational constant, M is the mass of the Earth, and m is the mass of the
  593. Shuttle. (Note that if the tether is very long, and if the mass of the 
  594. satellite is nearly the mass of the Shuttle, then the calculation of r is
  595. a little more complicated.) Kinetic energy equals 0.5 * m * v^2. So a high 
  596. circular orbit has less kinetic energy but more gravitational potential 
  597. energy than a low circular orbit. The high orbit has greater (kinetic plus 
  598. gravitational potential) energy than the low orbit.
  599.  
  600. -I suppose the current will alternate during the orbit too, depending on which
  601. -orbit was chosen (I guess a polar one would be most productive).
  602.  
  603. If the plane of the orbit is exactly perpendicular to the axis of the 
  604. magnetic poles (not sustainable because this axis wobbles with the rotation
  605. of the Earth), then you would get DC out. For a Shuttle orbit, you get DC
  606. with a slight AC ripple superimposed. If you move parallel to the lines of
  607. magnetic force, you don't get any voltage out.
  608.  
  609. John Roberts
  610. roberts@cmr.ncsl.nist.gov
  611.  
  612. ------------------------------
  613.  
  614. Date: Sat, 8 Aug 1992 18:02:00 GMT
  615. From: seds%cspara.decnet@Fedex.Msfc.Nasa.Gov
  616. Subject: Tether Applications (was Re: A 12 mile tether that generates 5000v?)
  617. Newsgroups: sci.space
  618.  
  619. In article <BsJ2oF.G7s@news.cso.uiuc.edu>, windemut@lisboa.ks.uiuc.edu (Andreas
  620. Windemuth) writes...
  621. >Greetings to all tether fans,
  622. >What has been thought or done about rotating tethers? 
  623.  
  624. >You can even imagine tethers long enough to reach a planetary surface
  625. >and act as elevators. Rotation speed would have to be such that the
  626. >tether "walks" the surface of a planet. It's lower ends would match
  627. >velocity with the planets surface and effectively dip into the
  628. >athmosphere almost vertically, leaving enough time to just hang some
  629. >payload onto a hook, to be dragged out into space as the tether rotates.
  630. >I believe that existing materials are not strong enough to support this
  631. >scheme on earth, but on the moon it might well be feasible today. 
  632. >Anybody have any ideas or knowledge of this?
  633.  
  634. Great set of questions there. The formost person that I know working on tethers
  635. right now is Dr. Robert Forward.  He is the guy who was working with the U.S.
  636. Air Force on antimatter research.  He has guggested that a lunar transportation
  637. system could be set up with tether of a length of about 1000 km.  The center
  638. would be in a stable lunar orbit at 500 km and would rotate. The lower end of
  639. this rotation would be at the lunar surface and of course the higher end 
  640. would be in a pretty high lunar orbit. The only problem with a rotating 
  641. tether transportation system is that the mass that you pick up and or leave
  642. either on the moon or in orbit about the earth must be balanced with picking 
  643. up or dropping an equivalent weight on the other end.  If you are very good
  644. with your transportation logistics this would work but scheduling would be
  645. a major pain.
  646.  
  647. Also a non rotating tether transportation system has been proposed for Martian
  648. operations, I beleive by Paul Penzo of JPL.  His system would have payloads
  649. in LMO catch the bottom end of a Phobos anchored tether where a simple 
  650. elevator would move the payload up to phobos, then upwards on another tether
  651. where it would be released.  The length of this upper tether would be such that
  652. the orbital altitude gained would place it in a position that would allow it
  653. to be caught by a tether on the low side of Deimos.  Again by a simple elevator
  654. the payload would be moved up to Deimos then outward from Deimos to a point
  655. to where the delta V from the tether gravity gradient would propel the
  656. payload into an interplanetary trajectory. Neat huh!
  657.  
  658. The only problem with electrodynamic power generation in LEO is that you do 
  659. not get something for nothing. If you take power from the Earth's magnetic
  660. field you lose orbital momentum.  If you have extra power and put it into the
  661. tether you gain orbital momentum, which increases your orbital altitude.
  662. Someone on here posted that if you decrease orbital energy you gain altitude,
  663. this is wrong.
  664.  
  665. The applications of tethers are so rich that it should be one of the two
  666. or three critical technologies to pursue in truly opening up the solar 
  667. system to development.  That is the underlying reasons that we are doing
  668. our satellite deployment via a tether. If our scenario works out it will help
  669. all of our scenarios, even Allen's to become faster cheaper and better.
  670.  
  671. Dennis, University of Alabama in Huntsville.
  672.  
  673. ------------------------------
  674.  
  675. Date: Sat, 8 Aug 1992 9:05:35 -0500 (CDT)
  676. From: REIFF@spacvax.rice.edu (Patricia Reiff (713)527-4634)
  677. Subject: tether circuit closure
  678.  
  679. re closure of tether circuit:  This closure is, as has been mentioned, 
  680. effected by collection of charge on the shuttle surface.  Since the surface 
  681. is covered mostly by non-conducting tiles, this is rather poor and the 
  682. effective collecting area is small.  Thus, when the shuttle "Atlas" program 
  683. a few months ago flew an artificial aurora experiment, putting out a ~kV
  684. electron beam with ~0.5 amps merely just makes the shuttle charge up to 
  685. ~kV with respect to the local plasma, shutting the beam off.  To get a full 
  686. current circuit, they turned on a plasma gun (yes, ions and electrons).  
  687. The ions would then escape to close the circuit and the electrons return to 
  688. the shuttle, effectively replacing the electrons emitted (it's a bit more 
  689. complicated than that, but you get the idea).   
  690.  
  691. The video is really impressive - only when the *plasma* gun is on can you
  692. see the effects of the *electron* gun, because only then is the circuit
  693. closed effectively.  The aurora experiment was a tremendous success, and
  694. posed new questions (as every really good experiment does) - the beam
  695. spread was larger than expected, etc.  Because it was such a success, it
  696. didn't get the press it deserved, and despite pleas, is probably not going
  697. to be reflown.  Note that the PIs for the artificial aurora experiment are
  698. very close colleagues with the TSS PIs (lots of overlapping Co-I's, very
  699. similar instrumentation and plasma gun, etc.), and, had the tether itself
  700. not failed, the odds of tether science success would have been nearly
  701. unity.  Another fact possibly not generally known is that this is the
  702. second tether reel system.  The first was recognized to be bad, and was
  703. replaced by the Italians, and this one had been the cause of a great deal
  704. of worry by the scientists as well. 
  705.  
  706.    One would hope that both the artificial aurora AND the tether systems 
  707. can be reflown, but with the shuttle politics, it is probably unlikely that
  708. they will be.  It is this kind of thing that makes the "small" scientist
  709. really get fed up with the manned program, that absorbs such a great
  710. fraction of the dollars for such a relatively small science payoff, and why
  711. so many space scientists fear Fred.  (No flames, please, just stating the
  712. facts - we don't need another several megabytes of discussion there). 
  713.  
  714.    These kinds of delays and frustrations have really plagued the 
  715. scientific community for the last decade or two, and make our graduate
  716. students wonder whether it's worth all the effort to get a degree.  My
  717. reply is, yes, it's not the field for everyone - if you want safety in
  718. funding and assurance of results, it's better to go into high energy
  719. physics, fusion research, or work at a federally funded lab   ;)     !  But
  720. when things *do* work, and you learn something that noone has ever seen
  721. before, or prove something that people had always suspected, then it seems
  722. more worthwhile.  It's just sad to have to put in 10 days of paper-pushing
  723. for 1 day of research! 
  724.  
  725.    As Charles Darwin said:  "A naturalist's life would be a happy one if he 
  726. had only to observe and never to write".
  727.  
  728. ------
  729. From the First Space Science Department in the World:
  730.                                                     :      _^ ^_    ____
  731.      Patricia H. Reiff                              :     / O O \   |GO \
  732.      Department of Space Physics and Astronomy      :     \  V  /   |OWLS\
  733.      Rice University, Houston, TX 77251-1892        :    / ""R"" \__/
  734.      internet:  reiff@spacvax.rice.edu  (128.42.10.3)    \ ""U"" /
  735.      SPAN:      RICE::REIFF                         :    _/|\ /|\_
  736.  
  737. "Why does man want to go to the Moon? ...  Why does Rice play Texas?"
  738.    ....JFK, Rice Stadium, 1962
  739.  
  740. ------------------------------
  741.  
  742. End of Space Digest Volume 15 : Issue 087
  743. ------------------------------
  744.