The increasing amount of space debris represents a significant threat to current and future space operations due to the risks of collision with active satellites and other space objects. The thesis, after a brief review of the solutions proposed over the years, presents the necessary tools to design Active Debris Removal (ADR) missions, considered the most effective approach by most of the research conducted so far. To optimize the outcomes of active space debris removal missions, careful planning is required to reach the largest number of orbiting targets in a specific region of space. This task is extremely computationally demanding, especially when the optimal solution is determined through genetic optimization algorithms, which will be discussed in the thesis. The results presented in the consulted technical-scientific literature demonstrate that such an approach can make ADR missions economically sustainable and technically feasible. Their practical implementation will hopefully allow, in the near future, to mitigate the space debris problem, aiming to ensure greater safety for future missions in orbit.

La crescente quantità di detriti spaziali rappresenta una minaccia significativa per le operazioni spaziali in corso e future, a causa dei rischi di collisione con satelliti attivi e altri oggetti spaziali. La tesi, dopo una breve rassegna delle soluzioni avanzate nel corso degli anni,presenta gli strumenti necessari per progettare missioni di rimozione attiva dei detriti (Active Debris Removal, in inglese, o ADR), considerato l'approccio più efficace dalla maggior parte delle ricerche fin qui condotte. Per ottimizzare i risultati delle missioni di rimozione attiva dei detriti spaziali, è necessaria una pianificazione accurata che consenta di raggiungere il maggior numero di bersagli orbitanti in una determinata regione dello spazio. Questo compito è estremamente oneroso dal punto di vista computazionale, soprattutto quando la soluzione ottima viene determinata attraverso algoritmi genetici di ottimizzazione, che verranno discussi nella tesi. I risultati presentati nella letteratura tecnico-scientifica consultata dimostrano che un approccio di questo genere può rendere le missioni ADR economicamente sostenibili e tecnicamente praticabili. La loro implementazione pratica permetterà in un futuro auspicabilmente prossimo di mitigare il problema dei detriti spaziali, puntando a garantire maggiore sicurezza delle future missioni in orbita.

RIMOZIONE ATTIVA DI DETRITI SPAZIALI: PROBLEMI E POSSIBILI SOLUZIONI

MOSCA, RAFFAELE
2023/2024

Abstract

The increasing amount of space debris represents a significant threat to current and future space operations due to the risks of collision with active satellites and other space objects. The thesis, after a brief review of the solutions proposed over the years, presents the necessary tools to design Active Debris Removal (ADR) missions, considered the most effective approach by most of the research conducted so far. To optimize the outcomes of active space debris removal missions, careful planning is required to reach the largest number of orbiting targets in a specific region of space. This task is extremely computationally demanding, especially when the optimal solution is determined through genetic optimization algorithms, which will be discussed in the thesis. The results presented in the consulted technical-scientific literature demonstrate that such an approach can make ADR missions economically sustainable and technically feasible. Their practical implementation will hopefully allow, in the near future, to mitigate the space debris problem, aiming to ensure greater safety for future missions in orbit.
2023
ACTIVE REMOVAL OF SPACE DEBRIS: ISSUES AND POSSIBLE SOLUTIONS
La crescente quantità di detriti spaziali rappresenta una minaccia significativa per le operazioni spaziali in corso e future, a causa dei rischi di collisione con satelliti attivi e altri oggetti spaziali. La tesi, dopo una breve rassegna delle soluzioni avanzate nel corso degli anni,presenta gli strumenti necessari per progettare missioni di rimozione attiva dei detriti (Active Debris Removal, in inglese, o ADR), considerato l'approccio più efficace dalla maggior parte delle ricerche fin qui condotte. Per ottimizzare i risultati delle missioni di rimozione attiva dei detriti spaziali, è necessaria una pianificazione accurata che consenta di raggiungere il maggior numero di bersagli orbitanti in una determinata regione dello spazio. Questo compito è estremamente oneroso dal punto di vista computazionale, soprattutto quando la soluzione ottima viene determinata attraverso algoritmi genetici di ottimizzazione, che verranno discussi nella tesi. I risultati presentati nella letteratura tecnico-scientifica consultata dimostrano che un approccio di questo genere può rendere le missioni ADR economicamente sostenibili e tecnicamente praticabili. La loro implementazione pratica permetterà in un futuro auspicabilmente prossimo di mitigare il problema dei detriti spaziali, puntando a garantire maggiore sicurezza delle future missioni in orbita.
Detriti spaziali
spazio
rimozione attiva
recupero
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