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Anno Accademico 2009/10
01LNXFQ
Progetto di missioni spaziali
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Casalino Lorenzo ORARIO RICEVIMENTO AC ING-IND/07 42 14 0 0 3
Chiesa Sergio ORARIO RICEVIMENTO     28 14 14 0 3
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/05
ING-IND/07
5
5
B - Caratterizzanti
B - Caratterizzanti
Ingegneria aerospaziale ed astronautica
Ingegneria aerospaziale ed astronautica
Obiettivi dell'insegnamento
PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI A
Il corso di Progetto di Missioni Spaziali A si occupa del progetto dei veicoli spaziali destinati a compiere le Missioni le cui traiettorie che sono state studiate nel corso di Progetto di Missioni Spaziali B fornendo gli strumenti matematici per definirle in funzione degli obiettivi delle Misioni.
Il Progetto del veicolo spaziale Ŕ di tipo squisitamente sistemistico, dovendosi integrare svariati sottosistemi, anche assai differenziati tra loro. Per tener conto anche della fase di esplorazione dei corpi celesti extraterrestri muovendosi sul suolo, verrano presi in considerazione anche i cosidetti 'rovers'.

PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI B
Il corso di progetto di missioni spaziali si propone di fornire allo studente i metodi matematici per per la determinazione della fattibilita' di una missione ed il progetto del veicolo spaziale che la deve realizzare. In particolare, il corso di Progetto di Missioni Spaziali B si occupa dei metodi matematici per l'ottimizzazione di sistemi nonlineari, con particolare riferimento alle traiettorie di veicoli spaziali.
Competenze attese
PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI A: visione integrata dei sistemi spaziali e nozioni di base per affrontarne il progetto.

PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI B: conoscenza dei principali metodi di ottimizzazione di traiettorie spaziali.
Prerequisiti
PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI A: Sistemi Spaziali

PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI B: Astrodinamica
Programma
PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI A
-Missione spaziale vista come somma della scelta della traiettoria e del 'concetto' di veicolo spaziale
-Tipici passi della progettazione sistemistica: Requisiti, Analisi funzionale, Definizione Architettura
- Strumenti utilizzati; tecniche di lavoro di gruppo, SW STK, SW CAD-3D
-Definizione della suddivisione in stadi e delle frazioni di massa, in funzione del tipo di traiettoria scelta e verificata con STK
- Tipologia di Rovers e Veicoli spaziali
- Applicazione a un tipico 'Case Study'

PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI B
Ottimizzazione di funzioni di una o piu' variabili in assenza di vincoli. Ottimizzazione di funzioni di piu' variabili con vincoli di uguaglianza. Ottimizzazione di funzioni di piu' variabili con vincoli di disuguaglianza. Problemi di ottimizzazione in spazi continui e metodi di ottimizzazione indiretti: calcolo delle variazioni e problema di Bolza, trattamento di vincoli, controllabilita', variazione seconda. Applicazione dei metodi indiretti alle traiettorie spaziali: condizioni di ottimo per spinta continua e manovre impulsive, missioni interplanetarie e flyby, ottimizzazione del sistema propulsivo. Discretizzazione delle traiettorie e metodi diretti: sequential quadratic programming. Metodi di ottimizzazione evoluzionistici: algoritmi genetici, differential evolution, particle swarm optimization.
Laboratori e/o esercitazioni
PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI A
Sviluppo del suddetto case study da parte di Gruppi

PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI B
Esercitazioni in aula e laboratorio informatico di carattere numerico sull'ottimizzazione di missioni spaziali interplanetarie.
Bibliografia
PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI A
- materiale didattico fornito dal docente
Per approfondimenti ed ulteriore consultazione:
- J. R. Wertz 'Space Mission Analysis and Design' , Kluwer Academic Publishers (3^ ediz.).

PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI B
- L. Casalino, 'Optimization Methods for Space Trajectories', dispense
b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione:
- A.E. Bryson Jr, Y.-C. Ho, 'Applied Optimal Control', Hemisphere Publishing Corp., Washington, 1975.
- J.T. Betts, 'Practical Methods for Optimal Control using Nonlinear Programming', SIAM Press, Philadelphia, 2001.
Verifica la disponibilita in biblioteca
Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame
PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI A
L'esame Ŕ orale. Consiste in due o tre domande, relative al programma del corso, poste ad ogni candidato e sviluppate attraverso la discussione in particolare sulla relazione della esercitazione progettuale svolta; si prevede una durata complessiva di circa 30 minuti.

PROGETTO DI MISSIONI SPAZIALI B
L'esame Ŕ orale. Consiste in due o tre domande, relative al programma del corso, poste ad ogni candidato e sviluppate attraverso la discussione o lo svolgimento di brevi calcoli con una durata complessiva di circa 30 minuti.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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