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

Introduzione all' Ambiente Spaziale

- Campi magnetici planetari e terrestre;

- Atmosfere e loro effetto sui satelliti;

- Ionosfere;

- Il sole ed il vento solare;

- Interazione fra vento solare e magnetosfere;

- Radiazioni: distinzioni delle sorgenti e delle loro energie tipiche; effetto sul corpo umano e sui sistemi elettronici di bordo.

- Metodi di mitigazione delle radiazioni per l'elettronica.

Richiami di Meccanica orbitale Kepleriana

Equazioni dell'Astrodinamica

Equazione planetarie di Lagrange

Equazioni di Eulero Hill

Effetto delle principali perturbazioni orbitali

- Schiacciamento della Terra ai Poli (J20)

- Ellitticità dell' Equatore (J22)

- Cenni effetto J3

- Drag Atmosferico, cenni modelli atmosferici

- Pressione di radiazione solare (effetto sui corpi con elevato AMR)

- Terzo corpo

Manovre di station keeping

- Per satelliti Geostazionari Nord-Sud

- Per satelliti Geostazionari Est-Ovest

Identificazione e tracking di oggetti in orbita terrestre

- Sistemi di osservazione (Ottici e radar)

- Metodi di determinazione della posizione

- Metodi di determinazione orbitale (metodo di Laplace, Metodo di Gauss, Metodo delle Serie F-G)

Teorema di Lambert

 Rendez-vous

 Traiettorie interplanetarie

- manovre impulsive ed a bassa spinta

- manovre Gravity-assist ed Aero-Gravity-assist

Problema dei tre corpi

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)

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. Le esercitazioni proposte richiedono l'uso di calcolatrici tascabili per la soluzione di problemi matematici ed ingegneristici proposti dal docente.

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, oltre alla lavagna, videoproiettore, lavagna luminosa e PC

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.radioscience.unibo.it/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Zannoni