Diseño preliminar de una misión a Europa: aproximación de trayectoria y propagador orbital utilizando Wolfram Mathematica

Abstract

[ES] Júpiter y sus lunas presentan un gran interés científico debido a sus características únicas y al potencial de descubrimientos sobre la formación y evolución del sistema solar. Europa, una de las lunas de Júpiter, es especialmente interesante debido a la posibilidad de un océano subterráneo bajo su superficie helada, lo que podría albergar condiciones propicias para la vida.

En este proyecto se realiza el diseño preliminar de una misión a Europa. Para ello, se ha llevado a cabo una aproximación inicial de la trayectoria utilizando la herramienta Wolfram Mathematica. El objetivo principal ha sido implementar un propagador que resuelve la ecuación del movimiento relativo de dos cuerpos, teniendo en cuenta las perturbaciones más importantes mediante el método de Cowell, lo que permite alcanzar un mayor nivel de precisión. La validez del propagador se estudia aplicando los resultados a órbitas de satélites conocidos.

[EN] Jupiter and its moons present significant scientific interest due to their unique characteristics and the potential discoveries related to the formation and evolution of the solar system. Europa, one of Jupiter's moons, is especially intriguing due to the possibility of an underground ocean beneath its icy surface, which could harbor conditions favorable for life.

In this project, the preliminary design of a mission to Europa is carried out. An initial approximation of the trajectory has been performed using the Wolfram Mathematica tool. The main objective has been to implement a propagator that solves the relative two-body motion equation, taking into account the most important perturbations using Cowell's method, allowing for a higher level of precision. The validity of the propagator is studied by applying the results to known satellite orbits.