A preliminary design procedure for an ion-beam shepherd mission

Abstract

El "ion-beam shepherd" (IBS) es una técnica de deorbitado activo de basura espacial que no requiere de contacto físico, y es también aplicable a la deflexión de asteroides. En el diseño de una misión IBS es necesario considerar multitud de restricciones, las cuales conllevan una serie de soluciones de compromiso o "trade-offs". Estas restricciones pueden expresarse analíticamente como función de ciertos parámetros, y representarse gráficamente de forma conveniente en un espacio paramétrico o espacio de diseño bi-dimensional. Este tipo de representación gráfica, conocida como "matching chart", proporciona de manera directa y eficaz la envolvente de diseño factible, y permite hallar, de manera gráfica, un punto de diseño adecuado que satisfaga de forma simultánea todas las restricciones operaciones que son de aplicación para la misión, proporcionando así una una herramienta de diseño poderosa específicamente adaptada al diseño preliminar de una misión espacial basada en el concepto del IBS.

Este trabajo describe el procedimiento de diseño, descrito detallando las restricciones operaciones más relevantes para una misión IBS, las funciones matemáticas que las describen, y la obtención de la correspondiente envolvente de diseño por medio de la metodología gráfica descrita. Finalmente, se muestra a modo de caso práctico la aplicación de esta metodología al diseño preliminar de una misión IBS concreta, para ejemplificar el uso de la metodología desarrollada.