Misiuni de curățare a resturilor spațiale

Titlul original:

Space debris cleaning missions

Conținutul cărții:

Aventura spațială din secolul XXI se confruntă cu provocarea curățării deșeurilor. Cincizeci de ani de lansări de nave spațiale au condus într-adevăr la un număr critic de resturi periculoase care orbitează în regiunea apropiată de Pământ.

Misiunile de curățare sunt în curs de studiu. Acestea constau în lansarea unui vehicul specializat care să captureze și să elimine de pe orbită, succesiv, mai multe resturi grele, plasându-le pe traiectorii de cădere. Costul vehiculului este direct determinat de consumul de combustibil.

Minimizarea acestui cost ridică mai multe probleme matematice și de programare care sunt abordate în această carte. Planificarea misiunii este un fel de problemă de tip Travelling Salesman Problem, cu complexități suplimentare datorate mișcării orbitale a deșeurilor și controlului traiectoriei vehiculului de curățare.

Formularea problemei care implică mecanica orbitală, tehnologia de propulsie a rachetelor și optimizarea matematică este expusă și analizată teoretic. Sunt implementate metode practice de soluționare care implică diverse tehnici de optimizare din domeniul programării întregi/liniare/ neliniare, al controlului optim și al metaeuristicii, cum ar fi simulated annealing.

Aceste metode numerice sunt ilustrate prin cazuri de aplicații detaliate.