Le missioni spaziali:

Lancio di satelliti
Traiettorie di missione
Parametri orbitali
Sonde interplanetarie

presentato al

2° Corso di Astrofisica

Liceo Scientifico Tecnologico
Istituto Tecnico Industriale
“ S. Mottura”

7 gennaio 2005

Coordinamento del prof. Michele Fiorino

Inizialmente si è introdotta la legge di gravitazione universale e si è visto come con essa può essere definita l'energia potenziale di un corpo immerso in un campo gravitazionale.

Analogamente si è aggiunta la definizione di energia cinetica associata ad un corpo in movimento e, con le due definizioni, si è ricavata l'energia totale specifica associata ad un corpo in movimento immerso in un campo gravitazionale: da questo approccio energetico dipartono tutte le considerazioni effettutate per la caratterizzazione delle coniche, ovvero le traiettorie che ogni corpo segue quando si trovi a viaggiare nello spazio.

Dopo aver introdotto i parametri orbitali geometrici ed energetici che caratterizzano le coniche, si sono ricavate alcune velocità notevoli (velocità cosmiche) cui un corpo deve essere dotato per viaggiare su coniche di vario tipo, attorno alla Terra e oltre.

Soffermandosi sullo spazio prossimo alla Terra, sono state descritte le coordinate che si usano per individuare e seguire un qualsiasi oggetto orbitante attorno alla Terra (parametri orbitali classici).

Successivamente sono state descritte le principali finestre di lancio geografiche che le principali basi di lancio adottano per mettere in orbita i satelliti artificiali:

- Kennedy Space Center, Cape Canaveral, Florida

- Vandenberg, California

- Baykonur, Kazakhstan

- Kourou, Guyana Francese

(- S.Marco, Kenia)

Si sono descritti i principali tipi di orbite con cui vengono lanciati i satelliti, associando per ognuno esempi reali di carichi utili viaggianti su queste "autostrade preferenziali":

- Orbite Geostazionarie

- Orbite Geosincrone

- Orbite Eliosincrone

- Orbite Molniya

Sono state descritte le principali perturbazioni che possono influenzare l'orbita degli oggetti attorno alla Terra:

- il problema dei tre corpi

- la resistenza atmosferica

- le terre emerse

- le fasce di Van Allen

Successivamente alla messa in orbita di un oggetto, esso può essere manovrato in modo da cambiare traiettoria: ecco quindi la descrizione delle manovre orbitali elementari (bang-bang) e la sensibilità all'errore quando si sbagli ad inserire il satellite su orbite con velocità differenti da quelle ideali:

- trasferta di Hohmann

- rotazione dell'orbita

- randez vous

- cambiamento dell'inclinazione del piano orbitale