Manœuvres d'évitement de collision optimales en carburant à long terme avec des contraintes de maintien de position

Ce travail présente une méthode de programme convexe séquentiel pour calculer des manœuvres d'évitement de collision optimales en carburant pour des rencontres à long terme. Le modèle d'accélération à faible poussée est utilisé pour tenir compte du contrôle, mais la méthode peut calculer des manœuvres à forte poussée en augmentant l'accélération maximale disponible. Gérer la conjonction à long terme pose des défis supplémentaires par rapport au problème à court terme, car la rencontre n'est pas instantanée. Ainsi, sous l'hypothèse de statistiques gaussiennes, la probabilité de collision est remplacée par une métrique plus simple, la probabilité instantanée de collision (IPoC), et une contrainte de zone d'exclusion est formulée comme une condition continue à respecter tout au long de la période d'intérêt. La robustesse de la solution est améliorée par l'introduction d'une contrainte sur la sensibilité de l'IPoC. En outre, le problème d'évitement de collision est couplé à l'exigence classique de maintien de position pour les satellites en orbite géostationnaire et avec une condition de retour à l'orbite nominale pour les satellites en orbite terrestre basse. Bien qu'aucune garantie ne soit donnée pour la récupération de la solution optimale globale, des simulations numériques dans différents régimes orbitaux montrent que l'approche proposée peut donner une solution locale optimale en carburant avec un temps d'exécution adapté aux applications autonomes.