Analisi del sistema di guida di un satellite per la manovra di rendezvous and docking

La manovra di rendezvous and docking è ad oggi principalmente utilizzata per mantenere l’operatività di missioni umane e lo sarà sempre più in futuro grazie a startup che promettono di inserire in orbita nuove stazioni spaziali ad uso commerciale ma soprattutto per via del programma Artemis che ne richiederà un uso considerevole per garantire il trasferimento degli astronauti al Lunar Gateway, inoltre, sono in sviluppo una moltitudine di missioni di servizio a spacecraft automatizzati, queste non saranno solo svolte da sistemi spaziali di grandi dimensioni come precedentemente discusso, ma vi saranno e vi sono tutt’ora casi in cui questa manovra venga eseguita anche da micro e nano satelliti, in ogni caso entrambe le tipologie richiedono un elevato livello di precisione, affidabilità e sicurezza. Questo conferma quanto questo tipo di manovra sia fondamentale e richieda continuo sviluppo e ricerca, atti ad ottenere uno standard elevato di sicurezza e affidabilità. In questa trattazione verrà descritta la manovra in tutte le sue fasi con particolare attenzione alle traiettorie utilizzate e alle scelte in termini di sicurezza nella loro pianificazione, addentrandosi poi nel suo obiettivo principale ovvero quello di scorporare dal concetto di GNC (Guidance Navigation and Control) il solo sottosistema di guida, fornendone una trattazione più completa possibile evidenziandone ogni suo aspetto critico partendo dalle fasi di design fino alla trattazione dell’algoritmo implementativo, ci si occuperà quindi di descrivere il problema che il sistema di guida vuole risolvere iniziando dalle basi quali ad esempio la definizione dei sistemi di riferimento più usati arrivando a proporre una descrizione di uno degli algoritmi di feedback più semplici e di facile elaborazione ma anche tra i più efficaci per questo tipo di manovra chiamato Zero-Effort-Miss/Zero-Effort-Velocity (ZEM/ZEV) rappresentando quindi un’ottima soluzione anche per sistemi di calcolo con limitate capacità come ad esempio quelli implementati in cubesat.