Manovre di Aerobraking: analisi e applicazione alla missione Mars Global Surveyor

This thesis proposes an analysis of the orbital maneuver known as aerobraking, whose purpose is to reduce a satellite’s energy by exploiting the atmospheric drag encountered near the orbit’s periapsis. The objective of the technique is to obtain a circular orbit suitable for performing a uniform analysis of a given celestial body after repeated passages through the atmosphere. The thesis examines the theoretical aspects that underlie the functioning of aerobraking, as well as the configurations with which the technique has been used in the past and is expected to be applied in the future. General considerations are also provided regarding the maneuver and the benefits it offers for a given mission, weighed against the risks and resulting disadvantages that may arise from its application. Finally, the work specifically examines the maneuver undertaken by the "Mars Global Surveyor" probe in order to achieve optimal conditions for monitoring and mapping the Martian environment.

Questa tesi propone un'analisi della manovra orbitale di aerobraking, la quale ha lo scopo di ridurre l'energia di un satellite sfruttando il drag atmosferico incontrato in prossimità del periapside dell'orbita. L'obiettivo della tecnica è l'ottenimento, dopo ripetuti passaggi nell'atmosfera, di un'orbita circolare adatta all'analisi uniforme di un determinato corpo celeste. Nella tesi vengono analizzati gli aspetti teorici che stanno alla base del funzionamento dell'aerobraking, nonché le configurazioni con le quali la tecnica è stata utilizzata in passato e si prevede verrà applicata in futuro. Vengono inoltre presentate considerazioni generali sulla manovra e sui benefici che essa comporta per una data missione al netto dei rischi e conseguenti svantaggi che possono insorgere con la sua applicazione. Nello scritto viene infine esaminata in particolare la manovra intrapresa dalla sonda "Mars Global Surveyor" al fine di porsi nelle condizioni ottimali per il monitoraggio e la mappatura dell'ambiente marziano.