Categoria: space

Propulsion principles

During Eighties the modern aerospace principles were set. Before they were still the same defined by the ancient Chinese, since the black powder discovery. All of these principle rely on a single, consolidated, sacrosanct dynamic law: the reactive force..

Based on these principle we arrived, somehow to atmospheric supersonic propulsion and satellites send here and there in our solar system (and beyond).

Still during Eighties, the Russian engineer Tsiolkowsky (which, by the way was the same to define the propulsion principles actually allowing us to fly still today) defined the 15 steps required for the “cosmonaut development program”:

  • Arranged rocket for flight training on it.
  • Subsequent aircraft wings are reduced, speed increase.
  • Penetrate very close atmosphere.
  • Flights above the atmosphere and low-gravity planning.
  • Create satellites that return to Earth after the flight.
  • Satellites are settled around the Earth, but can come back to Earth.
  • Provide breathing and feeding cosmonauts by plants.
  • Landing modules, satellites for broadcasting and connection.
  • Widely used greenhouses to ensure the independence of man from the Earth.
  • Arranging of extensive settlements around the Earth.
  • Use solar energy, not only for a comfortable life, but also to move through the solar system (Solar sails).
  • Founded the colony in the asteroid belt and other places of the solar system.
  • Develop and expand the number of space colonies.
  • The population of the Solar system is multiplied. Settling around the Milky Way starts.
  • Sun is cooling down. Mankind is removed to other Suns.

As usual below my humble, free and lovely useless comments:

  • Done. The concept of flight training is now a sort of video gaming…
  • Done. Two or more wings planes are not common any more and supersonic planes have relatively reduced wings
  • Done. Almost at any altitude and also with or without planes…
  • Done. Should I mention any manned low Earth orbit mission?
  • Done. Should I mention the space shuttle?
  • Done. Should I mention the MIR, Space Station or the Tiangong?
  • Almost done. We are working on it. Astronauts do not yet eat plants, but they cultivated them in space.
  • Done. Done. Done. Extensively.
  • Not done. Actually from now our achievements did’t reach yet the Tsiolkowsky’s targets. We are still far from reaching any of the following points and even working on them, with our current propulsion principles knowledge, it seems unrealistic to target all of them.

Let’s say that we have rather good chances of setting up space colonies and use solar sails, but I’m rather skeptical that we have any other option (at the moment?) than staying around our Sun. The last two points, in particular, do not seem to me (only?) actually feasible within a human being lifetime (… unless we reach such evolution stages).

I can not avoid, however, to note how accurate the Tsiolkowsky predictions were until today (I’m talking about someone which was able to tell these stuffs in a century when noting man-made wasn’t moving above our heads), thus I should at least assume that he can not be completely wrong regarding what will happen in future.

This is the only reason motivating me to leave a glimmer in believing in propulsion systems other than action-reaction (here I should list a rather long list of potential/Iwanttobelieve/flyingsaucer/bullshit/semi-bullshit ideas and technologies).

WU

Colorare le nuvole

Dai, dai, dai che qui ci si sguazza alla grande fra bufale, complottismo, e fanta-verità.

The early morning skies along the mid-Atlantic coast will light up with luminescent clouds as NASA tests a new system that supports science studies of the ionosphere and aurora with a sounding rocket launch May 31 from the Wallops Flight Facility on the eastern shore of Virginia. Backup launch days are June 1 through 6.

Al via in questi giorni l’ultimo esperimento (pubblico) NASA: coloriamo le nuvole. Che potrebbe sembrare anche la frase di una qualche maestra di asilo. Mentre nasconde invece uno scomodo segreto di manipolazione climatica mondiale (… ah ah ah ah ah …).

Allora, dicevamo. E’ in previsione per oggi (e questo mio tempismo quasi mi infastidisce) un test NASA per un sistema di eiezione di vapori nella ionosfera. I vapori saranno immessi nei cieli sopra le coste atlantiche per studiare i movimenti delle nuvole ed il fenomeno delle aurore boreali (certo non visto poeticamente come qui…).
Praticamente verrà lanciato un razzo (dalla Wallops Facility) che colorerà le nubi di blu e verde. Le strane formazioni saranno visibili in gran parte degli USA ed, ovviamente sono state dichiarate come “innocue per l’uomo”.

Si, è molto probabile (anzi ne sono abbastanza sicuro) che sia così, ma vuoi mettere la bellezza di pensare che stiano modificando artificialmente il clima sopra l’Atlantico grazie a chissà quale sostanza e con chissà quale scopo recondito per il quale la perdita di vite umane è solo un problema collaterale? Qui ci sta bene la trama di un Mission Impossible.

10 lattine di birra contenenti vapori di bario, stronzio e ossido di rame (che così, ad occhio, proprio innocui non mi paiono) saranno rilasciati a circa 150-200 chilometri da Terra. I contenitori rilasceranno nel giro di una decina di minuti i “preziosi” vapori che coloreranno le varie formazioni nuvolose permettendo di seguire visivamente il movimento delle particelle negli strati alti dell’atmosfera. “rocket launch that will create artificial glowing clouds” … appunto.

Affascinante, colorato e sufficientemente border line per alimentare sogni complottistici.

WU

PS. Direttamente dalla NASA, stamane:

UPDATE 11 a.m., Tuesday, June 27: The launch is on schedule for Thursday, June 29, of the NASA Terrier-Improved Malemute suborbital sounding rocket for the vapor release mission. However, the launch time has been refined to 4:25 – 4:48 a.m. The backup launch day is June 30. The launch window is determined by sun angles and also moon down conditions. Thus, this launch window is early morning compared to the previous evening launch window for this mission.
The rocket is to test a new multi-canister ejection system for deploying vapors in ionosphere or aurora sounding rocket missions. The vapors will form artificial clouds that may be seen from New York to North Carolina.

Messaggio di Arecibo

Correva l’anno 1974. Il 16 Novembre per la precisione. Era un giorno qualunque, mediamente uggioso (assumo) nei cieli sopra Porto Rico.

Il direttore del radiotelescopio di Arecibo (una struttura decisamente affascinante, devo ricordarmi di dedicargli un post) si preparava alla trasmissione. Frank Drake, con la collaborazione di Carl Sagan. Neanche fosse una prima televisiva mondiale. Si trattava di spedire 1679 cifre binarie (1 e 0 in una qualche sequenza) in un punto un po’ a caso del cosmo. Per la precisione verso l’ammasso globulare Ercole M13, a 25000 anni luce da noi.

Tutto era pronto. Tre minuti di trasmissione. Il nostro segnale WOW (e simili) era stato mandato. Poi il silenzio, esattamente come prima, con la coscienza di dover aspettare (in teoria) almeno 50 millenni. Tornò il silenzio.

Il messaggio era un qualcosa che doveva dire in 23 x 73 (si, so che ve lo state chiedendo e ve lo confermo: sono numeri primi e sono stati scelti per evitare che l’ipotetico ascoltatore erri nell’ordinare il messaggio) cifre chi siamo, dove siamo e come siamo fatti (il cosa vogliamo fare non è ancora noto a noi ed è tutt’oggi altamente improbabile possa essere comunicato a terzi).

Il messaggio contiene:

  • i numeri da 1 a 10 appaiono in formato binario
  • i numeri 1, 6, 7, 8 e 15 che rappresentano rispettivamente il numero atomico dell’idrogeno, del carbonio, dell’azoto, dell’ossigeno e del fosforo; ovvero gli elementi costitutivi del nostro DNA
  • le molecole che compongono il DNA specificandone il numero degli elementi nell’ordine elencato al punto di sopra (Deossiribosio, Adenina, Timina, Fosfato; Deossiribosio, Citosina, Guanina, Fosfato)
  • rappresentazione grafica della struttura a doppia elica del DNA
  • una rappresentazione di un “essere umano medio” (veramente interessante come dicitura…). C’è la forma di un omino con il numero 14 scritto a sinistra (numero che moltiplicato per la lunghezza d’onda del messaggio (126 mm) dà 1764 mm, ovvero un’altezza media; sono l’unico a pensare che non è proprio immediato?) ed il numero 4292853750 (codificato in esadecimale) che è la stima della popolazione mondiale nel 1974 (altra cosa, dal mio punto di vista non proprio comprensibile)
  • rappresentazione dei pianeti del nostro sistema solare con indicazione (un quadratino un po’ rialzato) della nostra Terra
  • rappresentazione grafica del radiotelescopio di Arecibo dal quale il messaggio è partito con sotto riportato il numero 2430 che, ancora moltiplicato per la lunghezza d’onda del messaggio) restituisce 308,14 m ovvero il diametro del radiotelescopio trasmettente.

AreciboMess.png

Che poi questa sequenza di numeri ed immagini sia veramente efficace allo scopo è tutto da vedere; chissà, potremo chiederlo fra poco meno di 50000 di anni al nostro interlocutore (e vi immaginate una risposta tipo “scusa, non ho capito, puoi ripetere?”).

WU

PS. Per dovere di cronaca e con il chiaro intento di tenere le due cose ben separate devo spendere qualche parola anche sul crittogramma di Chilbolton. Si tratta di un posto, evidentemente pieno di campi di grano, nei pressi di un radiotelescopio governativo nell’Hampshire.

Ora, cercando di limitare le derive complottistiche, mi limito al caso di interesse (di cerchi del grano in questi campi se ne sono visti a bizzeffe ed effettivamente di ottima fattura).

Ad un certo punto, dopo una serie di avvisaglie, compare nel 2001 un messaggio che poteva essere interpretato come una specie di risposta al messaggio di Arecibo.

Secondo l’ipotetica risposta extraterrestre, abbiamo lo stesso sistema numerico (il che rende automaticamente le risposte in codice binario universali) e gli stessi atomi base della vita con l’aggiunta, nel loro caso, del silicio. Avrebbero un DNA a tripla elica e vivrebbero in un sistema planetario simile al nostro con nove pianeti, ma nel quale i pianeti dal numero 3 al numero 5 sono spostati (è il nostro sistema solare è c’è vita anche su altri pianeti? si tratta di Giove e delle sue lune?). La figura umana è sostituita da un umanoide macrocefalo ed il telescopio è invece (o almeno sembra) una sonda con tanto di pannelli solari dispiegati (che è, casualmente, uguale ad un altro cerchio nel grano comparso negli stessi campi l’anno precedente).

AreciboReply.png

Allora, qualche mia considerazione:

  • gli alieni hanno ricevuto il segnale radio. Quindi sanno ricevere, ed è lecito assumere anche trasmettere, segnali radio e sanno che noi sappiamo fare lo stesso, ma… ci rispondono con un disegno in u campo di grano
  • gli alieni ci assomigliano sempre. Come nei film. Non importa se sulla terra ci siamo evoluti a fianco di ogni specie di animali, gli essere senzienti degli altri pianeti sono sempre omini con graaandi testoni
  • il messaggio di Arecibo è un segnale molto stretto (circa 1/15 del diametro della luna piena) diretto molto lontano che dovrebbe viaggiare per non meno di 25000 anni. Il fatto che qualcuno lo abbia intercettato ed abbia anche risposto dopo 27 anni limita di molto il range della posizione del possibile ascoltatore. Par quanto è stretto il segnale la probabilità che abbia accidentalmente colpito qualche altro pianeta è assolutamente… nulla
  • il silicio va molto di moda, soprattutto nell’immaginario di forme di vita aliene. Ma benché pare sia parte della loro biochimica non è poi usato in nessuna delle basi di amminoacidi del loro DNA…

Ah, anche l’opinione del SETI (che guarda un po’ di “lavoro” fa proprio questo) è: una ben orchestrata e molto pittorica bufala.

PPSS: Ma lo sapevate che circa il 70% di tutti i cerchi di grano al mondo compaiono in Inghilterra, anche se la nazione di certo non possiede il 70% dei campi di grano mondiali? Chiaro indizio di veridicità…

PPPSSS: Il post non contiene volutamente nessun link per cercare di sembrare il più neutro possibile e lasciare al lettore di scegliere le fonti che gli paiono più consone per giustificare la sua posizione. Auguri.

Il colore del cosmo

E non è nero. Vi preparo.

Anche se sembra una cazzata, il colore medio dell’universo esiste. Tecnicamente è una scoperta. Più precisamente tutta la luce del cosmo ha un suo colore medio be identificato.

RGB: 255, 248, 231. Cosmic Latte, il nome “ufficiale”.

Ancora, non sono numeri a caso. Piuttosto è un caso eclatante di serendipity. Alla Johns Hopkins Univeristy stavano analizzando la luce delle stelle per determinare l’età media delle stelle visibili attraverso un’analisi spettrale.

200.000 galassie esaminate, luce delle varie stelle catalogata e poi… mediata. Il risultato è un discutibile beige (che fa un po’ carta da parati anni ’70). In realtà in origine il colore medio pareva essere una specie di verdastro (cosmic turquoise… ovviamente) a causa di un bug di conversione nel software che aveva il compito di tradurre gli spettri galattici in frequenze luminose digeribili dai nostri occhi.

CosmicLatte

E c’è di più, come sempre. Il colore medio dell’universo cambia nel tempo. Più tendente al blu qualche milione di anni fa quando l’universo era più giovane e con tonalità man mano più calde ora che le stelle stanno invecchiando.

Insomma, quando guardate le stelle ve le potete immaginare tranquillamente come delle piccolissime tazze di cappuccino.

WU

PS. Per la cronaca; la ricerca, quella originaria, ha avuto comunque una conclusione: l’età media delle stelle visibili è attorno ai 5 000 000 000 di anni.

Dark Side of the Moon Stout

The idea started out with a few laughs amongst a group of friends. We all appreciate the craft of beer, and some of us own our own home-brewing kits. When we heard that there was an opportunity to design an experiment that would go up on India’s moonlander, we thought we could combine our hobby with the competition by focusing on the viability of yeast in outer space.

Per i meno addicted: home-brewing kits sono quei kit per farsi la birra in casa.

Ora, anche per chi mastica con poca voglia l’inglese, quantomeno vediamo nella stessa dichiarazione la parola luna e la parola birra. Eh?! Beh, dato che sognare è la cosa migliore che possiamo ancora fare, quantomeno per motivarci ad andare avanti. Ad ogni modo, cerchiamo di raccontare la genesi di questa idea…

Si fa tanto parlare della colonizzazione del sistema solare, si fa tanto parlare di colonie marziane e lunari. Sulla luna, ad esempio, è chiaro e confermato che esista l’acqua. Tirarla fuori e renderla potabile, poi, è un’altra storia. Comunque, anche quando avremo la nostra bella casetta sulla luna con tanto di fontanella che produce l’acqua direttamente in-situ, non potremo dire di aver colonizzato la luna se è l’unica cosa che possiamo bere.

Che è poi un po’ il concetto di “la mia casa è dove poggio il mio cappello”; qualche confort ci vuole per sentirci a casa nostra anche sulla luna. Confort tipo? Beh… un bel bicchiere di birra!

Certamente qualora avessimo veramente colonizzato la luna con tanto di basi permanenti vi sarebbe un sistema di trasporto di beni Terra-Luna tra i quali farsi arrivare anche un bella bottiglia di birra (di importazione, per definizione), ma vogliamo mettere la soddisfazione di farsi la propria birra in casa, anche sulla luna?

How to make beer on the Moon?!?

Beh, la domanda che si è fatta un team di ricerca di studenti di bioingegneria dell’università di San Diego è esattamente: come faccio a spillare birra sulla luna? Ovviamente i problemi sono tanti (che valga la pena di affrontarli o meno). Ad incominciare dalla disponibilità della materia prima:

to test if yeast would be viable in a Lunar environment. As the key ingredient in the production of beer (and many other beneficial things), thieir experiment sought to determine if Lunar colonists will be capable of becoming their own brewmasters.

Il team si è dato da fare ed ha progettato un dimostratore per un sistema di produzione di birra unico nel suo genere. Si parte dall’aggiunta di lieviti per poi combinare la fase di fermentazione e carbonizzazione (che sulla terra avvengono separatamente) al fine di avere un sistema più compatto e non avere CO2 rilasciata da dover smaltire. Il sistema, inoltre, dovendo fare i conti anche con la minore gravità della luna utilizza la sovrappressione della CO2 prodotta per misurare il contenuto di zucchero invece che misurare la densità della miscela, come invece si fa sulla Terra.

MoonBeer.png

Our canister is designed based on actual fermenters. It contains three compartments—the top will be filled with the unfermented beer, and the second will contain the yeast. When the rover lands on the moon with our experiment, a valve will open between the two compartments, allowing the two to mix. When the yeast has done it’s job, a second valve opens and the yeast sink to the bottom and separate from the now fermented beer.

Per farla breve è una specie di lattina di birra… che produce birra!

Prima di immaginarci generazioni di produttori di birra lunari (e, perchè no, marziani) vediamo di far volare il barroccio. L’idea è quella di portare l’esperimento sulla luna a bordo del lander indiano della TeamIndus, uno dei team (in realtà uno dei 5 team ad aver già raggiunto la milestone del finanziamento di 1 M$…) del Google Luna XPRIZE.

WU

PS. Se state pensando “che cagata”: è vero. Può essere vero. Ma infondo è dalla passione di un hobby, associata alla ricerca/Studio/sacrificio che viene fuori entusiasmo e qualche bella idea… fosse anche molto lontana da dove eravamo partiti.

Luxembourg space mining road

It was about six months ago that we rambled about the space plans of Luxembourg. Actually, about the space mining aims of Luxembourg. Well, as I suspected, it is something more that just words. Few days ago, indeed, the Grand Duchy’s prince, princess and deputy prime minister were in US to meet with NASA officials, Silicon Valley entrepreneurs and investors.

A small step (in the Apollo fashion), but a step. And possibly, in the right direction.

The idea remains the one of the SpaceResources.lu, i.e. to extract valuable materials from asteroids. The endeavour is full of issues, of various nature: financial, regulatory, legal and, of course, technical. The meeting was focussed on all of these topics, but, in particular, Luxembourg sees in this opportunity the chance of making business to grow the in-house market and know-how.

For U.S. companies, Luxembourg offers enticing opportunities. Companies that establish offices and conduct work there are eligible for research and development money, and equity investment.

And, as it should be, if you have a plan, and you believe in it the only think you have to do is to find resources and invest. Risky? Yes. This is the sense if you believe in the project (in Italy this part is often missing). And indeed:

[…] the country is preparing to form a space agency that pairs government with private capital to invest another 70 million to 100 million euros in promising ventures […]
[…] It is easy to calculate that even a relatively small metal asteroid has enough platinum group metals to be worth — and I use a very technical term — a bazillion dollars or Euros. I don’t know what the exchange rate is right now, but they are roughly similar. […]

Besides money the country is also working on the legal and regulatory aspects of the space mining goal (the second country after US…):

[…] Luxembourg is scheduled to enact legislation this summer to give Luxembourg corporations ownership of the metals, water or gases they mine in space. In contrast to similar legislation passed by the U.S. Congress in 2015, Luxembourg’s law does not only cover corporations if a majority of their shares are owned locally. […]

It is challenging, nonetheless it still make sense (to me) believe and invest in this direction and Luxembourg seems doing it in facts and not in words.

WU

PS. On top of everything Luxembourg is also in a good position to lead this endeavour. For its space heritage, of course, but also because it is not considered a threat for anybody.

[…] Luxembourg also attracts less suspicion than a superpower would if it called for revision of the Outer Space Treaty. With its 1,000-person military force, it is “unlikely that Luxembourg is going to be regarded as a threat to anybody […]

Like to say: “you are small enough to keep on playing; we will not stop neither disturb you”. Good players… who knows if it is just fate.

Single Stage to Orbit

I definitely like the idea. Actually it doesn’t sound really feasible to me… but for sure because I’m not enough a far-looking man.

Since the begin of the space age, we learnt to go into space by means of rockets. These rockets, depending on the size, payload mass, target orbit and bla bla bla, were (and are) based on some stages. The first stage has the most powerful engine able to fight against Earth gravity, the second completes the ascend phase, a third one helps reaching the target orbit. And everything is often coupled with solid auxiliary solid boosters to give even more thrust.

The technical reasons behind this approach are mainly (but not only two): each engine is optimize to work in a specific range of outside pressure (where the expansion of the jet is maximum) and staging a rocket is a good way to get rid of useless mass (e.g. used stages) to avoid to bring into the target orbit already waste mass (i.e. already spent launch vehicle parts are just useless burden).

Haas 2CA (from the name of the C. Haas, the first one to propose such idea) is this innovative launcher which promises to implement this single stage to orbit approach by replacing the conventional engines with a linear aerospike engine.

arca.png

What’s that? Well… the implementation of an idea which dates back to the 1960 and “basically works by cutting a rocket engine’s bell in half, then placing the two halves back to back to form a tapering spike“. In short, it is the external air which behaves as the missing half cone adapting itself to the right size to obtain the optimum jet expansion.

This means that as the rocket flies higher, the thinner air holds the gases less tightly and they spread out more as if the rocket bell has gradually grown larger. This allows the aerospike to automatically adjust itself in flight, turning itself from a sea-level engine into a high-altitude one.

Ah, as usual, besides the (fascinating) idea… money moves the right leverage: the system is advertised as disruptive also on the economic side, 1 million dollars per launch; 10 000 dollars per pound.

WU

PS. Just some technical data for completeness: the Haas 2CA will be 16 m, 1.5 m diameter, 550 kg weight and 16290 kg fuelled… not really impressive figures, absolutely in line with the micro-mini sat market the launcher targets.