Space debris cleaning missions
Vesmírne dobrodružstvo v 21. storočí čelí výzve čistenia od trosiek.
Päťdesiat rokov vypúšťania vesmírnych lodí skutočne viedlo k tomu, že v oblasti blízkej Zemi obieha kritické množstvo nebezpečného odpadu. V súčasnosti sa skúmajú misie na ich čistenie. Spočívajú v tom, že sa vypustí špeciálne vozidlo, ktoré zachytí a deorbitalizuje postupne niekoľko ťažkých úlomkov tým, že ich uvedie na trajektóriu pádu.
Náklady na vozidlo sú priamo určené spotrebou paliva. Minimalizácia týchto nákladov vyvoláva niekoľko matematických a programátorských problémov, ktoré sa riešia v tejto knihe.
Plánovanie misie je akýmsi problémom putujúceho obchodníka s dodatočnými zložitosťami spôsobenými pohybom trosiek po obežnej dráhe a riadením trajektórie čistiaceho vozidla. Formulácia problému zahŕňajúca orbitálnu mechaniku, technológiu raketového pohonu a matematickú optimalizáciu je odhalená a teoreticky analyzovaná.
Implementujú sa praktické metódy riešenia zahŕňajúce rôzne optimalizačné techniky z celočíselného / lineárneho / nelineárneho programovania, optimálneho riadenia a metaheuristiky, ako je simulované žíhanie. Tieto numerické metódy sú ilustrované na podrobných prípadoch použitia.