73202 - SPACECRAFT ORBITAL DYNAMICS AND CONTROL

Conoscenze e abilità da conseguire

The student learns in details the dynamics of the centre of mass of an artificial satellite, both in the case of motion around a planet or for interplanetary trajectories. Also, the strategies and control laws for orbital maintenance, rendezvous, injection into an interplanetary trajectory and around a target planet are explained, as well as techniques for trajectory design using classical impulsive or low-thrust manoeuvres.

Contenuti

Richiami di Meccanica orbitale Kepleriana

Equazioni dell'Astrodinamica

Equazione planetarie di Lagrange e Gauss

Effetto delle principali perturbazioni orbitali

- Schiacciamento della Terra ai Poli (J2)

- Ellitticità dell' Equatore (J22)

- Cenni sull'asimmetria Nord-Sud (J3)

- Drag Atmosferico, cenni sui modelli atmosferici

- Pressione di radiazione solare

- Terzo corpo

Manovre di station keeping

- Per satelliti Geostazionari (Nord-Sud)

- Per satelliti Geostazionari (Est-Ovest)

Traiettorie interplanetarie

- Manovre impulsive ed a bassa spinta

- Manovre Gravity-assist ed Aero-Gravity-assist

- Problema di Lambert

- Ottimizzazione di traiettorie con Python

Rendez-vous

Equazioni di Eulero Hill

Problema dei tre corpi ristretto

Testi/Bibliografia

Dispense distribuite dal docente.

Testi addizionali consigliati:

1. David A. Vallado, “Fundamentals of Astrodynamics and Applications” (Fourth Edition), ISBN: 978-11881883180, Microcosm Press, (2013)
2. Richard H. Battin, “An introduction to the mathematics and methods of astrodynamics” ISBN 1-56347-342-9, AIAA education series (1999)
3. A. E. Roy, “Orbital Motion”, ISBN-13: 978-0750310154, CRC Press (2004)
4. Oliver Montenbruck ; Eberhard Gill, “Satellite orbits : models, methods, and applications”, ISBN 978-3-540-67280-7, Springer-Verlag (2000)
5. Parker, Jeffrey S., and Rodney L. Anderson. Low-energy lunar trajectory design. Vol. 12. John Wiley & Sons (2014).

Metodi didattici

Nelle ore di lezione si procede all'esposizione degli argomenti, alla dimostrazione esplicita di tutte le formule presentate, ed alla presentazione dei metodi di soluzione dei problemi matematici ed ingegneristici posti nelle ore di esercitazione.

Alcuni argomenti sono approfonditi tramite esercitazioni pratiche utilizzando Python.

In considerazione della tipologia di attività e dei metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede la preventiva partecipazione di tutti gli studenti ai moduli 1 e 2 di formazione sulla sicurezza nei luoghi di studio, in modalità e-learning.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consta di tre domande con le quali si accerterà, oltre alle conoscenze di base sugli argomenti affrontati a lezione, la capacità dello studente di risolvere problemi nuovi o almeno di impostarne la corretta strategia risolutiva. L'accertamento di tale capacità ha un peso fondamentale nell'attribuzione del voto finale. Lo studente deve raggiungere la sufficienza in almeno due delle tre domande poste dal docente per superare l'esame. La capacità di risolvere problemi ingegneristici e matematici particolarmente complessi e la dimostrazione di un particolare livello di approfondimento dello studio sono fattori importanti per l'eventuale attribuzione della lode.

Strumenti a supporto della didattica

Vengono utilizzati, lavagna, videoproiettore, e PC

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Riccardo Lasagni Manghi