Optimisation de transferts quasi-circulaires par approche directe

par Sihem Tebbani

Thèse de doctorat en Systèmes automatiques

Sous la direction de Jacques Bernussou.

Soutenue en 2001

à École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007) .

mots clés

• Aplatissement terrestre
• Propulsion chimique
• Rendez-vous spatial -- Thèses et écrits académiques
• Optimisation mathématique -- Thèses et écrits académiques
• Programmation non linéaire -- Thèses et écrits académiques
• Propulsion électrique -- Thèses et écrits académiques

Résumé

La thèse traite du problème de transfert orbital d'engins spatiaux sous l'hypothèse d'orbite basse quasi circulaire avec contraintes de rendez vous final et horizon temporel borne. Le critère d'optimisation est celui de la consommation, ce qui entraîne le fait que la stratégie optimale intègre l'utilisation de dérives naturelles découlant de la non homogénéité du potentiel terrestre pour apporter des corrections gratuites. Le problème d'optimisation global est abordé par une approche séquentielle à multi niveaux procédant par approximations successives à complexité croissante du point de vue modélisation et nature du transfert. Dans un premier temps, le problème du transfert par utilisation de poussées "chimiques" impulsionnelles est résolu dans sa généralité. Les résultats obtenus servent de socle à la recherche de la solution au problème sous hypothèse de faibles poussées "électriques", ce qui implique des solutions de type continu. Une solution admissible par rapport à ces hypothèses est élaborée par étalement et raccordement d'impulsions élémentaires contenues dans un train d'impulsions, lui même obtenu récursivement par fractionnement successif d'impulsions. Cette solution est alors optimisée au moyen de méthodes locales et paramétriques.

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