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Planificación y seguimiento de trayectoria para una cápsula de reentrada con un freno aerodinámico desplegable

Autores: D"Amato, Egidio; Notaro, Immacolata; Panico, Giulia; Blasi, Luciano; Mattei, Massimiliano; Nocerino, Alessia

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Planificación y seguimiento de trayectoria para una cápsula de reentrada con un freno aerodinámico desplegable


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

NanoSats
CubeSats
Cápsula de reentrada
Frenos aerodinámicos inflables
Optimización de trayectoria
Control Predictivo No Lineal

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 34

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En la última década, el uso creciente de NanoSats y CubeSats ha convertido a la cápsula de reentrada en un campo de investigación emergente que necesita actualizaciones en configuración y tecnología. En particular, la introducción de frenos aerodinámicos inflables y/o desplegables y el uso de electrónica a bordo para el control activo han abierto la puerta a avances en términos de eficiencia y reutilización. Tales tecnologías permiten tamaños más pequeños en el lanzamiento, reentradas controladas y recuperación segura. Este documento trata sobre el diseño de un algoritmo de guía y control para la reentrada de una cápsula con un freno aerodinámico desplegable. Se utiliza un modelo de optimización de trayectoria tanto en la fase de planificación de la misión para diseñar la trayectoria de reentrada de referencia como durante la misión para actualizar la trayectoria en caso de desviaciones importantes de la órbita prescrita, gracias a simplificaciones destinadas a reducir la carga computacional. Posteriormente, un controlador de seguimiento de trayectoria, basado en Control Predictivo No Lineal (NMPC), es capaz de modular la apertura del freno aerodinámico para seguir la trayectoria planificada hacia el objetivo. Se llevó a cabo un análisis de robustez, a través de simulaciones numéricas, para verificar la fiabilidad del controlador propuesto en presencia de incertidumbres del modelo, perturbaciones orbitales y ruido de medición.

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