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Maniobras óptimas de asistencia gravitacional terrestre con una vela solar eléctrica de viento solar

Autores: Niccolai, Lorenzo; Bassetto, Marco; Quarta, Alessandro A.; Mengali, Giovanni

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Maniobras óptimas de asistencia gravitacional terrestre con una vela solar eléctrica de viento solar


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Propulsión sin propulsor
Vela solar eléctrica
Sonda de espacio profundo
Maniobra de asistencia gravitacional terrestre
Espacio interplanetario
órbita heliocéntrica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los sistemas propulsores sin propulsante, como las Velas Solares Eléctricas, son capaces de acelerar una sonda de espacio profundo, requiriendo solo una pequeña cantidad de propulsante para el control de actitud y tasa de giro. Sin embargo, la magnitud del empuje generado suele ser pequeña en comparación con la atracción gravitacional del Sol local. Por lo tanto, el cambio total de velocidad necesario para la misión a menudo se obtiene a expensas de largos tiempos de vuelo. Una posible estrategia para superar este problema es ofrecida por una maniobra de asistencia gravitacional de la Tierra, en la que una nave espacial sale de la esfera de influencia de la Tierra, se mueve en el espacio interplanetario y luego vuelve a encontrar la Tierra con una velocidad hiperbólica de exceso aumentada con respecto al planeta de inicio. Una Vela Solar Eléctrica podría impulsar efectivamente la nave espacial en el espacio interplanetario para realizar tal maniobra particular, aprovechando una magnitud de empuje aumentada en las cercanías del Sol debido a la mayor densidad de iones del viento solar. Este trabajo analiza maniobras de asistencia gravitacional de la Tierra realizadas con una sonda basada en una Vela Solar Eléctrica dentro de un marco óptimo, en el que se maximiza la velocidad hiperbólica de exceso final con respecto a la Tierra para un tiempo de vuelo interplanetario dado. Las simulaciones numéricas destacan la efectividad de esta maniobra para obtener una órbita heliocéntrica final con alta energía.

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