Misje sprzątania kosmicznych śmieci

Oryginalny tytuł:

Space debris cleaning missions

Zawartość książki:

Kosmiczna przygoda w XXI wieku stoi przed wyzwaniem sprzątania śmieci. Pięćdziesiąt lat wystrzeliwania statków kosmicznych doprowadziło do powstania krytycznej liczby niebezpiecznych śmieci orbitujących w pobliżu Ziemi.

Misje oczyszczania są obecnie badane. Polegają one na wystrzeleniu specjalnego pojazdu w celu przechwycenia i deorbitacji kilku ciężkich śmieci poprzez ustawienie ich na trajektoriach spadania. Koszt pojazdu jest bezpośrednio zależny od zużycia paliwa.

Minimalizacja tego kosztu wiąże się z kilkoma zagadnieniami matematycznymi i programistycznymi, które zostały omówione w tej książce. Planowanie misji jest rodzajem Travelling Salesman Problem, z dodatkowymi komplikacjami wynikającymi z ruchu orbitalnego odłamków i kontroli trajektorii pojazdu czyszczącego.

Sformułowanie problemu obejmujące mechanikę orbitalną, technologię napędu rakietowego i optymalizację matematyczną jest naświetlone i teoretycznie przeanalizowane. Zaimplementowano praktyczne metody rozwiązywania obejmujące różne techniki optymalizacji od programowania całkowitoliczbowego / liniowego / nieliniowego, optymalnego sterowania i metaheurystyki, takie jak symulowane wyżarzanie.

Te metody numeryczne są zilustrowane szczegółowymi przypadkami zastosowań.