[4] Carter, T.E., “State Transition Matrices for Terminal Rendezvous Studies: Brief Survey and New Example”, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol.21, No.1, 1998, pp.148-155.

Bibliografia

[1] GMV’s Proposal to ESA/ESTEC for HARVD: Integrated Multi-Range RDV Control System - Autonomous RDV GNC Test Facility

[2] Mengali, G., Meccanica del Volo Spaziale, Edizioni Plus, Lungarno Pacinotti 43, 2001

[3] Koji-Yamanaka, “New State Transition Matrix for Relative Motion on an Arbitrary Elliptical Orbit”, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol.25, No.1, January- February 2002, pp. 60-66.

[4] Carter, T.E., “State Transition Matrices for Terminal Rendezvous Studies: Brief Survey and New Example”, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol.21, No.1, 1998, pp.148-155.

[5] Contribution to the SVS (Stereo Vision System) User Manual, Technical Note

[6] Executive summary of MIV: Manoeuvring of a Servicing/Inspection Vehicle

[7] Chobotov, V., Orbital Mechanics, American Institue of Aeronautics and

Astranautics, Inc., July 1996

Elenco delle tabelle

Titolo Pagina N° tabella

Dati numerici 1 di trasferimento fra 2 punti 93 7.15

Dati numerici 1, Fly around 87 7.6

Dati numerici 1, Forced motion 88 7.8

Dati numerici 1, Hopping 3Km-500m 86 7.2

Dati numerici 1, Hopping 500m-50m 86 7.4

Dati numerici 2 di trasferimento fra 2 punti 93 7.16

Dati numerici 2, Fly around 87 7.7

Dati numerici 2, Forced motion 88 7.9

Dati numerici 2, Hopping 3Km-500m 86 7.3

Dati numerici 2, Hopping 500m-50m 87 7.5

Dati numerici 3, Forced motion 88 7.10

Dati numerici apply Dv 92 7.14

Dati numerici hopping anomalo 91 7.12

Elementi contenuti nelle matrici del moto

ellittico 22 3.1

Input di manovra 63 5.1

Input di SVS inseriti nel simulatore 70 6.1 Input di SVS inseriti nel simulatore sezione

ellittica 72 6.4

Input inseriti nel simulatore sezione ellittica 74 6.7 Posizione e velocità finale del chaser dopo

applicazione ΔV 92 7.13

Posizione e velocità finale del chaser dopo

hopping anomalo 91 7.11

Risultati ottenuti tramite PLANNER

(riportati in SVS.doc) 71 6.3

Risultati ottenuti tramite PLANNER 73 6.6

Tabella della funzione ellittica 104 C.1

Tabella delle anomalie su manovra continua 65 5.3

Tabella delle anomalie su manovra impulsiva 64 5.2

Elenco delle figure

Titolo Pagina N° di figura

Andamento 3-D della traiettoria di un

hopping rispetto ad a

95 7.24

Andamento del carburante nel tempo relativo

alla CAM 94 7.23

Andamento del consumo di carburante nel

tempo 83 7.11

Andamento della V

nel tempo 85 7.15

Andamento della V

nel tempo 85 7.16

Andamento di f(e) con l’eccentricità 103 C.1

Andamento di x nel tempo 83 7.12

Andamento di z nel tempo 84 7.13

Andamento di Δt

rispetto a v

102 B.1 Andamento velocità-tempo in un forced

motion 46 4.10

Applicazione variazione di velocità 92 7.20

Architettura del blocco A 61 5.3

Architettura di fly around ellittico 55 4.12 Architettura generale del simulatore 59 5.1 Blocco del calcolo della velocità propagata 56 4.13 Calcolo delle forzanti per un trasferimento

ellittico fra 2 punti 52 4.11

Collocazione relativa dei veicoli nello spazio 19 3.3 Condizioni finali imposte al chaser nel

hopping 3Km-500m 80 7.5

Condizioni finali imposte al chaser nel

hopping 500m-50m 80 7.6

Condizioni finali imposte per conoscere

impulso anomalo 90 7.18

Condizioni finali imposte per eseguire fly

81 7.7

Hopping impulsivo su orbita eccentrica con

e=0,24 75 6.1

Input veicolo/pianeta 79 7.2

Inserimento anomalie 91 7.19

NASA-CNES Mars Sample Return 12 2.1

Parametri orbitali del target 79 7.3

Rappresentazione di anomalia sul modulo di

impulso in hopping 89 7.17

Rendez-vous su orbita ellittica (caso di

contingency) 78 7.1

Riferimento adottato per il calcolo

dell’accelerazione nel fly around 43 4.9

Sistema di coordinate TOCS 17 3.2

Sistema di riferimento LVLH 16 3.1

Target Orbital Coordinate System 98 A.1

Traiettoria CAM 94 7.22

Traiettoria del chaser dopo applicazione

impulso 34 4.7

Traiettoria di un fly around 30 4.4

Traiettoria di un forced motion 32 4.5

Traiettoria di un hopping continuo radiale 29 4.3 Traiettoria di un hopping impulsivo radiale 28 4.2 Traiettoria di un trasferimento alla Hohmann 33 4.6 Traiettoria di un trasferimento fra due punti 27 4.1 Traiettoria relativa del chaser rispetto al

target in fase terminale 82 7.9

Traiettorie di hopping ellittico continuo 105-106 C.2

Utilizzo del vettore di missione 60 5.2

Zoom applicazione impulso 35 4.8

Zoom di figura 7.9 centrato sulla manovra di

forced motion 82 7.10

Zoom di figura B.1 corrispondente al

riquadro in rosso 102 B.2

Elenco degli acronimi

Acronimo Definizione

HARVD Integrated Multi-Range RDV Control System

RDV Rendez vous

CAM Collision Avoidance Manoeuvre MSR Mars Sample Return

SVS Stereo Vision System

MIV Manoeuvring of a Servicing/Inspection Vehicle CW Clohessy-Wiltshire

KY Koji-Yamanaka

LVLH Local Vertical Local Horizontal TOCS Target Orbital Coordinate System GNC Guidance Navigation and Control

FDIR Failure Detection and Isolation Recovery

AMM Autonomous Mission and vehicle Management

Elenco dei simboli

Tg

Accelerazione di gravità agente sul target

*r

Distanza dei due satelliti dal centro di gravità

ω

Accelerazione angolare del target

ω

Velocità angolare del target

R

Vettore posizione del chaser rispetto al centro di gravità

r

Vettore posizione del chaser rispetto al target

µ

Parametro gravitazionale del centro di gravità considerato.

atd

Accelerazione dovuta a forze esterne agenti sull’obbiettivo

acd

Accelerazione dovuta a forze esterne agenti sul chaser.

fa

Accelerazione dovuta all’apparato propulsivo del chaser.

ϑ

Anomalia vera

e Eccentricità

f Vettore delle forzanti

g

Accelerazione gravitazionale misurata sulla Terra a quota 0

h Momento della quantità di moto

I

Impulso specifico

M

Massa iniziale del chaser

M

Massa finale del chaser

M

Massa di carburante

p Semilato retto

X Vettore stato

Δt

Durata in secondi della manovra

Δt

Durata in secondi della missione

M

Massa totale in kg del chaser

M

Massa del chaser al termine della manovra corrente

M

Massa del chaser al termine della missione

Ringraziamenti

Un primo ringraziamento è rivolto ai miei relatori: il Prof. Giovanni Mengali, il Prof.

Eugenio Denti e il Prof. Roberto Galatolo per i preziosi consigli e per l’importante apporto nella stesura di questa tesi. Ringrazio inoltre la Dott.sa Simona De Sanctis per la costante disponibilità e per avermi supportato durante tutto il periodo di tesi e i colleghi di Alenia Spazio Torino per la simpatia e la calorosa accoglienza.

I ringraziamenti più sentiti vanno a mia madre e mia sorella, per avermi sempre sostenuto, aiutato e incoraggiato, a Federica per aver sempre creduto in me e per avermi sopportato nei momenti di maggior nervosismo e a mio nonno Michele che mi chiama

“dottore ingegnere” dal primo anno!

Un grazie a Claudio compagno di studio e leale amico, col quale ho condiviso vittorie e sconfitte, ad Alessio, Valerio, Stefano, Andrea, a tutti gli amici di Livorno, al

“superstudente livornese”, a casa Riccottilli, ad “Anna” (la più grande cantante che

abbia mai conosciuto), ad “Aisha” ed “essenzialdo” (gli scherzi più gloriosi della mia

carriera universitaria) e a tutto quello che ha contribuito a rendere indimenticabili questi

anni di università.