Ottimizzazione di orbite di trasferimento attraverso algoritmi genetici e particle swarm per la rimozione di detriti spaziali = Optimisation of transfer orbits through genetic algorithms and particle swarm for space debris removal

Il recente sviluppo della space economy e la rapida crescita delle aziende aerospaziali negli ultimi tempi ha portato ad avere quasi 2000 oggetti spediti in orbita ogni anno; il numero di satelliti e altri manufatti orbitanti in LEO tenderà a salire sempre di più, aumentando dunque il rischio di scontrarsi con detriti o satelliti ??non più operativi. Si è dunque resa indispensabile una politica di riduzione dei rifiuti orbitanti generati dai lanci, ma se essa può da una parte ridurre l’aumento di detriti spaziali nel futuro, al contempo è necessario cercare di eliminare gli oggetti lasciati in orbita durante il secolo scorso e l’inizio del millennio, andando ad intervenire in maniera attiva con missioni ad hoc per ripulire la zona LEO. Il lavoro sviluppato in questa tesi si propone dunque di ottenere delle stime di quantità di carburante e tempo necessari per una missione di rimozione di un determinato numero di detriti spaziali in una sequenza prestabilita andando a ottimizzare le orbite di trasferimento tra un detrito e il successivo, prima utilizzando degli spacecraft a propulsione chimica capaci di fornire impulsivamente i ΔV necessari per la trasferta da un detrito all’altro, per poi passare a schematizzare uno spacecraft a propulsione elettrica avente tempi di spinta non indifferenti a causa delle basse accelerazioni. A causa dell’alto numero di variabili e della complessità del problema, per ottenere i risultati verranno utilizzati due metodi di ottimizzazione quali genetic algorithm e particle swarms alorithm; i due verranno inoltre confrontati tra loro per stabilire se possa convenire l’uno rispetto all’altro e in quale caso. L’elaborato dimostrerà che le missioni di rimozioni dei detriti spaziali possono essere eseguite con costi impulsivi accettabili e facilmente calcolabili e dimostrando la fattibilità di tali missioni in un prossimo futuro, andando a rendere la zona LEO più sicura e riducendo il rischio di collisioni catastrofiche in orbita.