Ottimizzazione di traiettorie orbitali per Near-Earth Asteroids = Orbital trajectories optimization towards Near-Earth Asteroids

L’argomento principale di questa tesi tratta l’ottimizzazione approssimata di traiettorie verso asteroidi appartenenti alla fascia principale partendo da Apophis (99942). Nello sviluppo di una missione spaziale il peso del combustibile è considerato uno dei fattori più rilevanti in termini di costi di un trasferimento orbitale. Diventa quindi fondamentale minimizzare la quantità necessaria di propellente per effettuare con successo tutte le manovre. Il problema di ottimo diventa quello di ricercare la strategia che permetta di portare a termine il trasferimento orbitale rendendo massima la massa al termine della manovra. La ricerca di soluzioni significative avviene ricercando soluzioni approssimate o con metodi numerici. Questa tesi si focalizza principalmente sui metodi numerici ed in particolare sulle tecniche di ottimizzazione indiretta, le quali offrono un’elevata precisione numerica, un numero limitato di parametri e tempi di calcolo limitati. Il metodo descritto ed utilizzato in questa tesi è basato sulla Teoria del Controllo Ottimale, la quale si fonda sul calcolo variazionale. Verranno studiate, cercando di trovare le soluzioni approssimate, traiettorie per sei asteroidi appartenenti alla fascia principale, compresi tra l’orbita di Marte e quella di Giove. La partenza, invece, avviene dall’asteroide Apophis (99942), appartenente ai ‘Near-Earth asteroids’ (NEA). “Se comprendiamo l’universo, in qualche modo lo controlliamo” – cit. Stephen Hawking.