Modellazione aerodinamica di paracaduti supersonici per la simulazione della traiettoria di una sonda planetaria

The purpose of this thesis is to study, simulate and examine the descent phase of a spacecraft into an extraterrestrial atmosphere (Mars and/or other planets in the solar system). The paper includes an initial introductory part in which the descent phase is described in a general way along with a brief discussion of each characterizing event. In describing it, special attention will be paid to the parachute opening event. After a presentation of the main types and respective characteristics of parachutes used on Mars, some examples of past missions from which to derive information for the simulative part of the thesis are briefly illustrated. The first step concerning the simulation aspect involves a preliminary one-dimensional descent study. Then a more detailed code is proposed with the objective of evaluating and studying over time characteristic parameters of the parachute along with atmospheric parameters related to the trajectory. The concluding part of the thesis presents the results from the simulations following the assumptions and design choices made during the initial selection phase.

La presente tesi ha l'obiettivo di studiare, simulare ed esaminare la fase di discesa di una navicella spaziale in atmosfera extraterrestre (Marte e/o altri pianeti del sistema solare). L’elaborato prevede una prima parte introduttiva nella quale viene descritta in maniera generale la fase di discesa assieme ad una breve trattazione di ciascuno evento caratterizzante. Nel descriverla si porrà particolare attenzione all’evento di apertura del paracadute. Dopo una presentazione delle principali tipologie e rispettive caratteristiche di paracaduti utilizzati su Marte, vengono illustrati brevemente alcuni esempi di missioni passate dalle quali ricavare informazioni per la parte simulativa della tesi. Il primo passo riguardante l'aspetto simulativo prevede un primo studio preliminare di discesa di tipo monodimensionale. Successivamente viene proposto un codice più dettagliato con l’obiettivo di valutare e studiare nel tempo parametri caratteristici del paracadute assieme a quelli atmosferici relativi alla traiettoria. Nella parte conclusiva della tesi viene effettuata una presentazione dei risultati dalle simulazioni a seguito delle ipotesi e delle scelte di design effettuate durante la fase di selezione iniziale.