Il programma è stato pensato per simulare in una prima approssimazione il lancio di un razzo che tenga però conto anche di non banali aspetti osservati sperimentalmente, soprattutto riguardo i motori.
Approssimazioni adottate
- l’aria è considerata un gas perfetto;
- i motori sono assunti costantemente in uno stato detto di «steady-state», cioè operanti in condizioni di equilibrio ottimale, senza considerare le fasi di avvio («start-up») e spegnimento («tail-off»);
- si ignorano la corrosione nell’ugello dei motori e la variazione di temperatura e pressione all’interno della camera di combustione;
- non si considerano effetti aerodinamici non elementari sul razzo.
Tutti i calcoli della simulazione derivano da elementari considerazioni di tipo discreto e dall’approssimazione del moto come uniformemente accelerato su intervalli di un secondo, ovvero il tempo per il quale i motori sono stati pensati ed ottimizzati.
Molti aspetti, per esempio a livello dei parametri richiesti in input, sono stati semplificati per rendere il software più accessibile, mentre si è cercato di migliorare altre funzionalità, come l’ottimizzazione della traiettoria. Su quest’ultima, viste le scarse trattazioni teoriche trovate, si è deciso di adattare i dati sperimentali di lanci realmente effettuati alla nostra simulazione.
Confronto con il lancio reale
Per verificare la congruenza con le dinamiche di lancio dei razzi reali, i risultati del simulatore sono stati confrontati con quelli registrati durante il lancio della sonda spaziale Euclid con un Falcon 9, impostando i motori in modo paragonabile a quelli del Falcon 9 nelle prime fasi di volo.
| Razzo simulato | Falcon 9 |
|---|---|
| A 104 m, velocità 124 km/h | A circa 100 m, circa 120 km/h |
| A 400 m, 230 km/h | A circa 400 m, circa 230 km/h |
| A 619 m, 280 km/h | A circa 600 m, circa 280 km/h |
| A 700 m, 295 km/h | A circa 700 m, circa 304 km/h |
| A 874 m, 337 km/h | A circa 900 m, circa 341 km/h |
| A 1064 m, 353 km/h | A circa 1000 m, circa 360 km/h |
| A 1488 m, 433 km/h | A circa 1500 m, circa 445 km/h |
| A 1996 m, 490 km/h | A circa 2000 m, circa 530 km/h |
Con il procedere del volo l’approssimazione tende a peggiorare, perché nei motori reali si passa dalla fase di accensione a quella di pieno regime, mentre nel simulatore non è possibile.