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Tesi etd-11192019-172011


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
BASSETTO, MARCO
URN
etd-11192019-172011
Title
Mission analysis of spacecraft equipped with advanced propulsion systems (Analisi di missione di satelliti equipaggiati con sistemi propulsivi avanzati)
Settore scientifico disciplinare
ING-IND/03
Corso di studi
INGEGNERIA INDUSTRIALE
Supervisors
tutor Dott. Quarta, Alessandro A.
Parole chiave
  • displaced non-Keplerian orbits
  • electric solar wind sail
  • solar sail
  • logarithmic spiral trajectories
  • heliocentric mission scenarios
  • magnetic sail
  • attitude control
  • locally-optimal control laws
Data inizio appello
08/12/2019;
Consultabilità
Completa
Riassunto analitico
L'attività di ricerca è stata finalizzata allo studio di vari sistemi propulsivi per veicoli spaziali che generano spinta senza sfruttare massa reagente.
Gran parte del lavoro è stato dedicato all'analisi delle prestazioni di una vela elettrica al variare della forma della stessa. A partire dall'espressione della coppia propulsiva generata da una vela elettrica assialsimmetrica, è stato analizzato il controllo dell'assetto della vela mediante la modulazione della tensione elettrica dei cavi. Inoltre, sono stati studiati alcuni trasferimenti interplanetari, come il rendez-vous con la Cometa di Halley o la fuga dal Sistema Solare, usando leggi di controllo localmente ottime. Infine, è stata quantificata l'efficacia del plasma brake (una promettente strategia per il deorbiting dei satelliti a fine vita operativa) utilizzando un recente modello di accelerazione propulsiva.
La vela solare è stata studiata per l'inserimento di un satellite lungo una traiettoria a spirale logaritmica. In particolare, i requisiti propulsivi sono stati valutati considerando sia il modello di vela ideale (specularmente riflettente), sia quello ottico, che tiene conto delle effettive proprietà ottiche del film.
La vela magnetica è stata valutata come alternativa per il mantenimento di orbite circolari che non intersecano il corpo attrattore primario. L'analisi della stabilità lineare di questo tipo di orbite ha messo in evidenza l'esistenza di regioni stabili e di regioni instabili.
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