Ottimizzazione di traiettorie orbitali tramite metodi indiretti per il rendez-vous di satelliti in LEO = Optimization of orbital trajectories using indirect methods for satellite rendezvous in LEO

La tesi affronta il problema dell’ottimizzazione delle traiettorie orbitali per il rendez-vous tra satelliti in orbita terrestre bassa (LEO) mediante metodi indiretti. L’obiettivo principale è minimizzare il consumo di propellente e l’incremento di velocità ∆v necessari per la manovra, garantendo al contempo il rispetto delle condizioni imposte dallo scenario. L'approccio adottato prevede di utilizzare gli elementi orbitali relativi (ROE), descriventi il moto differenziale dei due veicoli, e la massa del satellite attivo per la definizione del vettore di stato del sistema. L'applicazione della teoria del controllo ottimale permette di formulare il problema di ottimo come un sistema differenziale ai limiti (BVP), utilizzando l'Hamiltoniano del sistema e le equazioni di Eulero–Lagrange. Lo strumento di ottimizzazione indiretta così ottenuto è successivamente impiegato per l'analisi e la validazione di un metodo analitico semplificato per l'ottimizzazione di rendez-vous in orbita bassa realizzato da Costigliola e Casalino nel 2023^1. 1: COSTIGLIOLA D., CASALINO L.; «Simplified maneuvering strategies for rendezvous in near circular Earth orbits», Aerospace, vol. 10 n. 1027, 2023.