Ottimizzazione di traiettorie per missioni spaziali verso Asteroidi Near-Earth. = Trajectories optimization for Near-Earth-Asteroids missions

Questa tesi si concentra sull'analisi e sull'ottimizzazione di traiettorie per missioni spaziali destinate all'esplorazione di asteroidi Near-Earth (NEAs). L'interesse verso questi corpi celesti è motivato sia dal loro potenziale rischio di collisione con la Terra sia dall'importanza scientifica che rivestono nello studio della formazione del sistema solare. Inoltre, i NEAs rappresentano una risorsa potenziale per l'estrazione di materiali rari e preziosi, e offrono opportunità per lo sviluppo di tecnologie avanzate nel campo della difesa planetaria e delle missioni spaziali commerciali. Viene presentato quindi il lavoro che ha portato alla selezione e all'analisi di possibili missioni a basso costo propulsivo e di media durata verso una serie di asteroidi Near-Earth selezionati in base a criteri orbitali favorevoli. Dopo una prima fase di ricerca e ottimizzazione delle traiettorie per diversi asteroidi candidati, l'attenzione è stata focalizzata su quelli che presentavano le soluzioni più promettenti in termini di durata della missione e costi propulsivi contenuti. Gli asteroidi con caratteristiche meno favorevoli sono stati esclusi da ulteriori analisi, permettendo di approfondire lo studio delle traiettorie ottimali per i target più interessanti. La tesi si articola in quattro sezioni principali. La prima sezione offre una panoramica sulla classificazione degli asteroidi con particolare riferimento ai Near-Earth-Asteroids. La seconda sezione è dedicata ai richiami teorici di meccanica del volo orbitale e propulsione spaziale, fondamentali per comprendere le dinamiche delle missioni interplanetarie. La terza sezione descrive la teoria alla base dell'algoritmo di ottimizzazione utilizzato, con particolare attenzione ai metodi indiretti e alla teoria del controllo ottimale. Questo modello è stato implementato utilizzando un codice esistente, fornito come base per l'analisi e l'applicazione ai casi di studio. La quarta e ultima sezione presenta il lavoro pratico svolto, includendo l'analisi delle traiettorie ottimizzate, i risultati ottenuti e la loro interpretazione.