Missioni di pulizia dei detriti spaziali

Titolo originale:

Space debris cleaning missions

Contenuto del libro:

L'avventura spaziale del 21° secolo deve affrontare la sfida della pulizia dei detriti. Cinquant'anni di lanci di veicoli spaziali hanno infatti portato a un numero critico di detriti pericolosi in orbita nella regione vicina alla Terra.

Le missioni di pulizia sono allo studio. Esse consistono nel lanciare un veicolo dedicato per catturare e deorbitare in successione diversi detriti pesanti, impostandoli su traiettorie di caduta. Il costo del veicolo è determinato direttamente dal consumo di carburante.

La minimizzazione di questo costo solleva diversi problemi matematici e di programmazione che vengono affrontati in questo libro. La pianificazione della missione è una sorta di Travelling Salesman Problem, con ulteriori complessità dovute al moto orbitale dei detriti e al controllo della traiettoria del veicolo di pulizia.

La formulazione del problema che coinvolge la meccanica orbitale, la tecnologia della propulsione a razzo e l'ottimizzazione matematica viene esposta e analizzata teoricamente. Vengono implementati metodi di soluzione pratici che coinvolgono varie tecniche di ottimizzazione, dalla programmazione intera, lineare e non lineare, al controllo ottimale e alla meta-euristica, come l'annealing simulato.

Questi metodi numerici sono illustrati attraverso casi applicativi dettagliati.