Ottimizzazione di traiettorie satellitari per la rimozione di detriti spaziali usando l'ottimizzazione basata sulla colonia di formiche = Optimization of Satellite Trajectories for Space Debris Removal Using Ant Colony Algorithms

L'accumulo di detriti spaziali negli ultimi decenni ha rappresentato una sfida significativa per le operazioni spaziali e la sostenibilità a lungo termine dell'ambiente orbitale terrestre. Il fenomeno noto come Sindrome di Kessler descrive una situazione in cui le collisioni tra detriti generano nuovi frammenti, aumentando esponenzialmente il rischio di ulteriori collisioni. Per mitigare questo problema, è emersa la necessità di sviluppare missioni di Rimozione Attiva dei Detriti (ADR), il cui obiettivo è intercettare e rimuovere detriti di grandi dimensioni. Tuttavia, per renderle efficienti, è essenziale rimuovere più detriti con una singola missione. La sfida principale diventa quindi l'ottimizzazione della sequenza di rimozione dei detriti, per minimizzare i costi associati alla missione, che possono includere il consumo di propellente, il Δv o il costo monetario complessivo della missione. Il presente studio ha come scopo lo sviluppo di un algoritmo di Ottimizzazione basata sulle Colonie di Formiche (Ant Colony Optimization - ACO) per determinare l'ordine ottimale di rimozione dei detriti spaziali. L'algoritmo ACO, ispirato al comportamento delle formiche nella ricerca di percorsi ottimali verso le fonti di cibo, viene applicato alla pianificazione delle traiettorie spaziali, con l'obiettivo di ridurre i costi di propellente e migliorare l'efficienza delle missioni ADR. Il modello proposto è stato testato su dati reali forniti dal Global Trajectory Optimization Competition (GTOC), e i risultati ottenuti sono stati confrontati con soluzioni di riferimento. L'implementazione di questo approccio rappresenta un passo avanti verso l'ottimizzazione delle missioni ADR, contribuendo a una gestione più sostenibile dell'ambiente orbitale terrestre.