Simulazione del flyby venusiano della missione JUICE mediante propagazione orbitale in GMAT

This work shows a simulation made in a GMAT environment of the flyby performed by JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) around Venus, on the way to reaching Jupiter. This simulation takes into account kernel data downloaded from the ESA database, in particular the SPK kernels, containing the ephemeris of the mission, and the LSK time kernels, necessary for the conversion of SPICE times, in addition to the gravitational models of Venus used for numerical propagation, in a time interval that includes the days before and after the maximum approach to the planet. It is then compared with the real maneuver carried out by the satellite in 2025. The compatibility check is performed in a Python environment by direct querying the official SPICE kernels, making sure that in the range considered no corrective maneuvers have been performed such as to compromise the validity of the comparison. The results are shown by graphs that represent the temporal trend of the difference between real and simulated position and the difference between real and simulated speed. The result shows a high compatibility in the initial phase of the maneuver, both in terms of position and with regard to the printed speed. From the moment of maximum approximation (octained on August 31, 2025 at 09:18 UTC) onwards, there is a progressive increase in the distance between simulation and reality, mainly due to the accumulation of the approximations introduced by the dynamic model implemented in GMAT with respect to the SPICE ephemeris of reference and the strong sensitivity of the trajectory to gravitational perturbations during and after the close passage with Venus.

Il presente lavoro mostra una simulazione realizzata in ambiente GMAT del flyby compiuto da JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) attorno a Venere, nel tragitto per il raggiungimento di Giove. Tale simulazione prende in considerazione dati kernel scaricati dalla banca dati ESA, in particolare i kernel SPK, contenenti le effemeridi della missione, e i kernel temporali LSK, necessari alla conversione dei tempi SPICE, oltre ai modelli gravitazionali di Venere utilizzati per la propagazione numerica, in un intervallo temporale che comprende i giorni precedenti e successivi al massimo avvicinamento al pianeta. Viene poi messa a confronto con la reale manovra effettuata dal satellite nel 2025. La verifica di compatibilità viene eseguita in ambiente Python mediante interrogazione diretta dei kernel SPICE ufficiali, assicurandosi che nell’intervallo considerato non siano state eseguite manovre correttive tali da compromettere la validità del confronto. I risultati vengono mostrati mediante grafici che rappresentano l’andamento temporale della differenza tra posizione reale e simulata e della differenza tra velocità reale e simulata. Il risultato mostra un’elevata compatibilità nella fase iniziale della manovra, sia per quanto riguarda la posizione sia per quanto riguarda la velocità impressa. Dal momento del massimo avvicinamento (verificatosi il 31 agosto 2025 alle 09:18 UTC) in poi, si verifica un aumento progressivo della distanza tra simulazione e realtà, dovuto principalmente all’accumularsi delle approssimazioni introdotte dal modello dinamico implementato in GMAT rispetto alle effemeridi SPICE di riferimento e alla forte sensibilità della traiettoria alle perturbazioni gravitazionali durante e dopo il passaggio ravvicinato con Venere.