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Rendimiento Óptimo de Velas Solares en Misiones de Sobrevuelo Nodal Heliocéntrico

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

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Rendimiento Óptimo de Velas Solares en Misiones de Sobrevuelo Nodal Heliocéntrico


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Velas solares
Momento
Nave espacial
Transferencias heliocéntricas
Cuerpo celeste
Simulación numérica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las velas solares son sistemas de propulsión sin propulsante que extraen momento de la presión de radiación solar. Consisten en una gran membrana ultradelgada, típicamente aluminizada, que refleja los fotones incidentes del Sol para generar empuje para la navegación espacial. El propósito de este estudio es investigar el rendimiento óptimo de una nave espacial basada en vela solar al realizar transferencias heliocéntricas bidimensionales a puntos inerciales en la eclíptica que se encuentran dentro de una región anular asignada centrada en el Sol. Similar a la misión Comet Interceptor de la ESA, este tipo de concepto de transferencia podría resultar útil para interceptar un posible cuerpo celeste, como un cometa de largo período, que esté pasando cerca de la órbita de la Tierra. Específicamente, se asume que la transferencia de la vela solar ocurre completamente en el plano eclíptico y, en analogía con estudios recientes, los puntos de sobrevuelo explorados están entre y desde el Sol. La dinámica heliocéntrica de la vela solar se describe utilizando el modelo clásico de dos cuerpos, asumiendo que la nave espacial comienza desde la órbita de la Tierra (asumida como circular), y un modelo de fuerza ideal para expresar el vector de empuje de la vela. Finalmente, no se impone ninguna restricción sobre la velocidad de llegada en el sobrevuelo. Los resultados de simulación numérica muestran que las velas solares son una opción atractiva para realizar estas transferencias heliocéntricas específicas.

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