¿Cómo se calculan los planes de vuelo?

Cuando se está desarrollando un proyecto como Rosetta, ¿cómo se calculan los planes de vuelo? ¿Los planificadores simplemente ingresan el objetivo deseado en un programa o una computadora de vuelo que escupe la ruta de vuelo óptima que incorpora (múltiples, si es necesario) asistencias de gravedad y también tiene en cuenta otras consideraciones como el combustible? ¿Todas las agencias espaciales tienen su propio software interno o utilizan una aplicación común? Agradecería más detalles sobre esto.

¿Está interesado específicamente en el diseño de trayectorias interplanetarias, o esta pregunta también incluye satélites en órbita terrestre?
@Chris Estoy principalmente interesado en la planificación de misiones interplanetarias.

Respuestas (1)

Si bien no tengo ninguna idea especial sobre cómo se calculó el perfil de vuelo de Rosetta, la idea general es la siguiente:

Primero, comienza con un modelo de efemérides que contiene los datos de posición de todos los cuerpos de interés durante el tiempo de su misión. Estos valores solían tabularse para los cuerpos planetarios y publicarse en almanaques, pero ahora suelen ser modelos numéricos que pueden contener las descripciones de miles de cuerpos. Como ejemplo, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) mantiene una herramienta de efemérides en línea llamada HORIZONTES que se puede encontrar aquí.

Una vez que sepa dónde está todo, o dónde estará todo, necesita calcular su ruta de vuelo. En este punto, su problema ahora es una combinación de mecánica orbital y optimización de múltiples variables. Que yo sepa, no existe un programa estándar utilizado en el cálculo de estos perfiles de misión. De hecho, esta es un área de investigación activa.

La mayor parte de la mecánica orbital de la asistencia por gravedad se comprende bien, por lo que la investigación activa se centra en los diferentes métodos de optimización para encontrar el mejor perfil de misión. Ya que mencionó la misión Rosetta, la Agencia Espacial Europea (ESA) tiene un par de documentos ( aquí y aquí ) disponibles en su sitio web sobre el tema. La introducción al primer artículo, en particular, explica el enfoque "tradicional" y describe algunas de las técnicas de optimización mejoradas que se están investigando actualmente.

La NASA usa un paquete de software llamado Copernicus: nasa.gov/centers/johnson/copernicus Desafortunadamente, solo está disponible para "centros de la NASA, contratistas gubernamentales y universidades con afiliaciones contractuales con la NASA".