Diseño preliminar de una órbita de transferencia al asteroide 216-Kleopatra

Abstract

[ES] Este trabajo presenta el diseño preliminar de una misión espacial al asteroide (216) Kleopatra para el horizonte temporal 2022-2026. Kleopatra es un asteroide situado en el cinturón principal y ha suscitado el interés de los científicos desde su descubrimiento. El motivo principal es su geometría bilobulada, la cual, a pesar de haber sido estimada mediante diversas técnicas de observación, no se ha conseguido determinar de manera exacta. Es por ello que se plantea una misión de estudio a este cuerpo celeste. Para realizar la transferencia, con el objetivo de restringir el abanico de posibles soluciones, se impondrán como principales restricciones, el valor máximo admisible del Δv total de la misión y el tiempo de vuelo necesario para la transferencia. Las posibles transferencias se obtendrán mediante la resolución del problema de Lambert, siguiendo el método de Battin y se analizarán las posibles soluciones tanto gráficamente como numéricamente. Para mostrar las posibles fechas de lanzamiento que cumplen con las restricciones impuestas se hará uso de lo que se conoce como frente de Pareto. Una vez resuelto el problema de Lambert y seleccionadas dos posibles fechas de salida y llegada del frente de Pareto, se incorporarán diferentes fuentes de perturbación como la SRP (Solar Radiation Pressure) o la presencia de otros cuerpos, representando de esta manera una trayectoria más parecida a la situación real. Debido a la presencia de dichas perturbaciones, será necesario desarrollar un método correctivo de la velocidad inicial de inyección para que el acercamiento al asteroide sea el adecuado, ya que la trayectoria obtenida mediante Lambert es alterada por las perturbaciones. Finalmente, para concluir el diseño preliminar, se calculará la órbita de parking necesaria para llevar a cabo la transferencia de la forma más eficiente.

[CA] Aquest treball presenta el disseny preliminar d'una missió espacial a l'asteroide (216) Kleopatra per a l'horitzó temporal 2022-2026. Kleopatra és un asteroide situat al cinturó principal i ha suscitat l'interès dels científics des del seu descobriment. El motiu principal és la seua geometria bilobulada, la qual, tot i haver estat estimada mitjançant diverses tècniques d'observació, no s'ha aconseguit determinar de manera exacta. És per això que es planteja una missió d’estudi a aquest cos celeste.

[EN] This paper shows the preliminary design of a space mission to asteroid 216- Kleopatra for a timespan from 2022 to 2026. Kleopatra is an asteroid placed in the main belt and has aroused the interest of the scientific community since it was discovered. The main reason of this fact is its bilobed shape whose geometry has not been precisely defined despite being estimated by different observation methods. This is why a space mission to this asteroid is proposed.