Desarrollo de una herramienta para la estimación de parámetros orbitales de órbitas SSO alrededor de Marte

Abstract

[ES] Los satélites en órbitas heliosíncronas (SSO) alrededor de la Tierra son utilizados con frecuencia ya que ofrecen numerosas ventajas. Entre ellas destaca la posibilidad de mantener las condiciones de iluminación con el paso del tiempo ya que pasan por la misma zona a intervalos regulares, de esta forma se facilita la realización de estudios comparativos de datos sobre clima, paisaje, etc. Otra virtud de este tipo de órbitas es que permiten sobrevolar toda la superficie del planeta cada cierto periodo de tiempo permitiendo así crear mapas globales.

Este tipo de órbitas también se están utilizando para orbitar alrededor de Marte, pero las características orbitales difieren ligeramente debido a las diferencias en masa, radio y velocidad de rotación del planeta, sin embargo, el principio básico es el mismo. Un ejemplo de una misión que utiliza una SSO en Marte es la sonda "Mars Reconnaissance Orbiter" (MRO) de la NASA construida para obtener datos e imágenes de alta resolución de la superficie del planeta bajo condiciones de iluminación adecuadas.

En este TFM se desarrolla una herramienta que permite determinar los parámetros que proporcionan órbitas heliosíncronas alrededor de Marte que cumplen unos determinados requisitos de altura, tiempos de iluminación y eclipse, etc. De este modo se puede utilizar la herramienta para estimar qué órbita es la óptima para una misión en concreto. Para ello se va a desarrollar un software que evalúe las correlaciones entre la inclinación, el tiempo de eclipse y la altura de la órbita, entre otros parámetros, para encontrar las órbitas que cumplan esos requisitos y elegir la óptima. Conjuntamente se desarrolla un programa propagador de órbitas para verificar que las órbitas halladas mantienen su sincronía con el sol a lo largo del tiempo.

[EN] Satellites with sun-synchronous orbits (SSO) around Earth are used frequently because of their numerous advantages. Among them, the possibility of maintaining luminosity conditions throughout time stands out, since they pass through the same zone in regular time steps, easing the development of comparative studies of landscape or climate data. Furthermore, another virtue of these types of orbits is that they allow overflying all planet s surface every certain amount of time, thus allowing to create global maps.

These types of orbits are also being used to orbit around Mars. However, the orbital characteristics differ lightly due to the differences in mass, radius and rotational speed of the planet, but maintaining the main principle of this type of orbit. An example of a mission using an SSO in Mars is Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) of NASA, manufactured to obtain data and high-resolution images of the planet s surface under right luminosity conditions.

This Thesis develops a tool that allows to determine the parameters that provide sun-synchronous orbits around Mars that meet certain requirements of altitude, illumination, and eclipse times, etc. Therefore, this tool can be used to estimate which orbit is optimal for a specific mission. For that purpose, a software that evaluates the correlations between inclination, eclipse time, and altitude is going to be developed, so that it can find the orbits that satisfy those requirements and choose the optimal one. Simultaneously, it s going to be developed an orbit s propagation program to verify that the elected orbits maintain their synchronism with the sun along time.