Analisi dinamica dei detriti generati da un'esplosione satellitare in orbita Near Rectilinear Halo Orbit (NRHO)

The expansion of human activities in cislunar space, driven by the Artemis program and the Gateway station, requires a rigorous assessment of the risks associated with debris in non-conventional orbital regimes. This thesis analyzes fragmentation dynamics in Near Rectilinear Halo Orbits (NRHO) through numerical integration within both the Circular Restricted Three-Body Problem (CR3BP) and the Bicircular Restricted Four-Body Problem (BR4BP), including Solar Radiation Pressure (SRP) perturbations. The study simulates several explosion scenarios distributed along the nominal trajectory, aiming to determine how the event location and environmental perturbations influence the cloud dispersion and the final fate of the fragments. The investigation extends to assessing the saturation risk for Low Lunar Orbits, future navigation constellations and lunar surface infrastructure providing essential quantitative data to define the long-term sustainability of cislunar operations.

L'espansione delle attività umane nello spazio cislunare, trainata dal programma Artemis e dalla stazione Gateway, richiede una rigorosa valutazione dei rischi legati ai detriti in regimi orbitali non convenzionali. Questa tesi analizza la dinamica di frammentazione in orbita NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit) attraverso l’integrazione numerica sia nel modello dei Tre Corpi Circolare (CR3BP), sia nel modello dei Quattro Corpi Bicircolare (BR4BP) con l'aggiunta della perturbazione della pressione di radiazione solare. Lo studio simula diversi scenari di esplosione distribuiti lungo la traiettoria nominale, con l'obiettivo di determinare come la posizione dell'evento e le perturbazioni ambientali influenzino la dispersione della nube e il destino finale dei frammenti. L'indagine si estende alla valutazione del rischio di saturazione per le orbite lunari basse , le future costellazioni di navigazione e le infrastrutture sulla superficie lunare fornendo elementi quantitativi essenziali per definire la sostenibilità a lungo termine delle operazioni cislunari.