1. PROIECT : “CERCETARI PRIVIND EVOLUTIILE OPTIME ALE VEHICULELOR SPATIALE CU TRACTIUNE MICA IN SPATIUL PERITERESTRU” Elaborat de : Cebanu Radu

3. Proiectul isi propune studiul manevrelor cele mai economice pentru realizarea anumitor misiuni spatiale cum ar fi: a) abordarea punctelor de libratie din sistemul Pamant-Luna b) instalarea unor statii de observare in punctele echidistante pentru planete din sistemul solar c) realizarea unor baze pentru pornirea vehiculelor spatiale catre alte planete d) transferul din punctele de libratie catre spatii invecinate sau pe orbite ale lor e) intilnirea pe orbite ale planetelor cu sateliti pentru remedieri f) intilnirea pe orbite ale planetelor in scopul realizarii unor statii orbitale g) schimbarea planului orbitelor cu scopul principal de a realiza orbite polare de un mare interes stiintific in observarea reliefului planetelor. Marea majoritate a obiectivelor sus mentionate sunt actualmente realizabile, altele urmind a se realiza intr-un viitor apropiat. Realizarea temei propuse reprezinta un obiectiv pe termen mediu care-si propune clarificarea unor aspecte de interes stiintific privind misiunile spatiale actuale si de viitor.

4. Etapa I : Manevre optime ale vehiculelor spatiale cu tractiune mica, in apropierea punctelor de libratie. Abordarea punctelor de libratie. Obiective: Determinarea legilor optime de variatie a parametrilor miscarii vehiculului spatial in vederea atingerii (abordarii) punctelor de libratie din sistemul Pamant-Luna. Rezultate: In lucrare sunt detaliate sistemele de axe, ecuatiile de miscare pentru abordarea punctelor de libratie si transfer dintr-un punct de libratie intr-un punct al orbitei precum si aplicatii numerice legate de abordarea punctelor L2 si L4 pornind de la date initiale. Fig.1 Sistemul rotativ a carui axa X corespunde cu linia m1m2 Fig. 2 Sistemul de axe L  pentru stabilirea ecuatiilor de miscare

5. Ecuatiile de miscare pentru abordarea punctelor de libratie si transfer dintr-un punct de libratie intr-un punct al orbitei : a. ecuatiile liniare b. ecuatiile neliniare (1) (2)

6. APLICATII NUMERICE : Abordarea punctului L2 pornind din apogeul orbitei sale eliptice Fig. 3 Componenta vitezei dupa axa Fg. 4 Componenta vitezei dupa axa Fig. 5 Componenta acceleratiei datorita tractiunii dupa axa Fig. 6 Componenta acceleratiei datorita tractiunii dupa axa Fig. 7 Traiectoria optima

7. Etapa II : Transferul optim al vehiculelor spatiale cu tractiune mica din punctele de libratie catre orbitele lor Obiective : Determinarea legilor optime de variatie a parametrilor miscarii vehiculului spatial in vederea transferului din punctele de libratie catre orbitele lor Rezultate: In lucrare sunt detaliate orbitele in jurul punctelor L2 si L4 precum si aplicatii numerice privind transferul din punctele L2 si L4 la originile orbitelor. Fig. 8 Orbita in jurul punctului L4 Fig. 9 Orbita in jurul punctului L2

8. APLICATII NUMERICE : Transferul din punctul L4 la originea orbitei sale Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12 Fig. 13 Fig. 14

9. Etapa III : Intalnirea optima a vehiculelor spatiale cu tractiune mica pe orbite circulare. Teoria liniara si neliniara. Obiective : Determinarea legilor optime de variatie a parametrilor miscarii vehiculului spatial in vederea intalnirii cu un alt vehicul ce evoluiaza pe orbita circulara. Rezultate: In lucrare sunt detaliate ecuatiile de miscare pentru intalnirea pe orbite circulare (teoria neliniara si liniara) precum si aplicatii numerice pentru orbitele planetelor Venus, Pamant si Marte. Ecuatiile de miscare pentru intalnirea pe orbite circulare : a. ecuatiile neliniare b . ecuatiile liniare (3) (4)

10. APLICATII NUMERICE : Pentru orbitele Venus, Pamant, Marte Venus

13. Etapa IV : Intalnirea optima a vehiculelor spatiale cu tractiune mica pe orbite eliptice. Teoria liniara si neliniara. Obiective : Determinarea legilor optime de variatie a parametrilor miscarii vehiculului spatial in vederea intalnirii cu un alt vehicul ce evoluiaza pe orbita eliptica. Rezultate: In lucrare sunt detaliate ecuatiile de miscare pentru intalnirea pe orbite eliptice (teoria liniara si neliniara) precum si aplicatii numerice pentru orbitele planetelor Venus, Pamant si Marte. Ecuatiile de miscare pentru intalnirea pe orbite eliptice a . ecuatiile neliniare b . ecuatiile liniare (5) (6)

14. APLICATII NUMERICE : Pentru orbitele planetelor Venus, Pamant si Marte pe baza teoriei neliniare Fig. 24 Componenta acceleratiei datorita tractiunii de-a lungul axei Ax pentru Venus, Pamant si Marte Fig. 25 Componenta acceleratiei datorita tractiunii de-a lungul axei Az pentru Venus, Pamant si Marte

15. Fig. 26 Componenta acceleratiei datorita tractiunii de-a lungul axei Ay pentru Venus, Pamant si Marte Fig. 27 Componenta vitezei dupa axa Ax pentru Venus, Pamant si Marte Fig. 28 Componenta vitezei dupa axa Az pentru Venus, Pamant si Marte

16. Fig. 29 Componenta vitezei dupa axa Ay pentru Venus, Pamant si Marte Fig. 30 Coordonata dupa axa Ax pentru Venus, Pamant si Marte

17. Fig. 31 Coordonata dupa axa Az pentru Venus, Pamant si Marte Fig. 32 Coordonata dupa axa Ay pentru Venus, Pamant si Marte

18. 4. CARACTERUL DE NOUTATE STIINTIFICA-TEHNICA Vehiculele spatiale echipate cu instalatii de propulsie cu tractiune mica capata azi o larga utilitate avand in vedere misiunile spatiale mult indepartate de Pamant. In acest sens lucrarea din proiect isi propune cercetarea evolutiilor vehiculelor spatiale cu tractiune mica in scopul de a evalua posibilitatile de indeplinire a misiunilor contand evident pe performantele pe care le pot realiza instalatiile de propulsie cu tractiune mica in stadiul actual de dezvoltare al tehnicii. Ideea utilizarii tractiunilor mici pentru evolutiile din apropierea punctelor de libratie recunoscuta de specialistii americani ca o contributie a fost data de un cercetator roman, dr. ing. Alexe MARINESCU, din echipa de cercetare a INCAS in lucrarea “Low thrust Maneuvers Near the Librations Points” publicata in J. Guidance and Control Nr. 2 / 1979 unde s-a aratat ca in cazul manevrelor de abordare a punctelor de libratie din sistemul acestei orbite.

19. 5. STADIUL DE REALIZARE Proiectul a parcurs in desfasurarea sa, pana la data prezentei, 4 etape/faze importante, prezentate in tab. 1 Urmeaza realizarea ultimei etape/faza , conform tab. 2 tab. 1 tab. 2 Raport de cercetare Articole publicate* Intalnirea optima a vehiculelor spatiale cu tractiune mica pe orbite eliptice. Teoria liniara si neliniara. Nov. 2003 - Iun. 2004 Raport de cercetare Intalnirea optima a vehiculelor spatiale cu tractiune mica pe orbite circulare. Teoria liniara si neliniara. Mai – Nov. 2003 Raport de cercetare Articole publicate* Transferul optim al vehiculelor spatiale cu tractiune mica din punctele de libratie catre orbitele lor Ian.- Mai 2003 Raport de cercetare Manevre optime ale vehiculelor spatiale cu tractiune mica, in apropierea punctelor de libratie. Abordarea punctelor de libratie. Sept.2002- Ian. 2003 Rezultate concrete Etapa/Faza Perioada Raport de cercetare Articole publicate* Schimbarea optima a planului orbitelor cu mijloace extraatmosferice si atmosferice. Iun. 2004 – Nov. 2004 Rezultate concrete Etapa/Faza Perioada

20. In cadrul proiectului au fost elaborate si prezentate spre publicare urmatoarele articole : 1. Minimum Propellant Low – Thrust Maneuvers Nearnthe Libration Points Publicat in Procedings of 53th IAF Congres Houston octombrie 2002 USA. 2. Optimal Transfer from Libration Points to their Orbits Prezentat la AIAA Guidance, Navigation and Control Conference and Exhibit Austin,Texas USA 11 -14 august 2003 3. Optimal entry into Venus atmosphere with imposed orizontal distance Acceptat la AFAA Atmospherically Flight Mechanics Conference an Exhibits, Rhode-Island Providence

21. Proiectul concura la realizarea obiectivului general al programului AEROSPATIAL, denumit: Cercetarea şi obţinerea de modele teoretice, experimentale şi computaţionale ale fenomenelor specifice mediului circumterestru, sistemului solar, Universului şi a interacţiunilor dintre acestea, pe baza rezultatelor experimentale şi observaţionale ale misiunilor spaţiale. De asemenea, proiectul se incadreaza in tematica subprogramului Tehnologii si sisteme spatiale si aerospatiale, avand ca rezultate estimate: Componente, sisteme, tehnologii, instrumente şi aparatură respectiv Creşterea capacităţii de participare la cooperarea internaţională în domeniul tehnologiilor spaţiale şi aeronautice. Proiectul urmareste concret dezvoltarea cercetarii spatiale fiind in deplin acord cu prevederile Programului “AEROSPATIAL” contribuind la: - Crearea posibilitatilor de participare la misiuni spaţiale internaţionale privind exploatarea şi utilizarea spaţiului extraatmosferic; - Cercetarea şi obţinerea de modele teoretice, experimentale şi computaţionale ale fenomenelor specifice mediului circumterestru. - Obiectivul proiectului (Studiul manevrelor cele mai economice pentru realizarea anumitor misiuni spatiale) se incadreaza in obiectivele generale ale Programului “AEROSPATIAL” Cercetarile privind evolutiile indepartate ale vehiculelor spatiale sunt in plina desfasurare in strainatate si deaceea consideram contributia romaneasca pe care o aduce cercetarea intreprinsa in prezentul proiect ca este de mare interes. CONTRIBUTIA PROIECTULUI LA REALIZAREA PROGRAMULUI

22. PERSPECTIVE DE APLICARE / DEZVOLTARE / CONTINUARE / TRANSFER IN URMA FINALIZARII Rezultatele proiectului sunt concretizate in rapoarte de cercetare care vor constitui fundamentul cercetarilor viitoare in domeniu existand si posibilitatea aplicarii directe in conformitate cu obiectivele propuse. Rezultatele sunt si vor fi diseminate prin comunicari stiintifice si articole prezentate si publicate la conferinte internationale respectiv in reviste de prestigiu. In acest fel se face lobby cercetarii romanesti si nu in ultimul rand Romaniei. Rezultatele proiectului au un impact economic si social in primul rand prin statuarea si functionarea unui colectiv de specialisti romani care sa-si desfasoarea activitatea stiintifica in Romania, in folosul stiintei romanesti. In acest fel se contribuie la stoparea “exodului” creierelor romanesti peste hotare. Prin implicatiile pe care le are in supravegherea complexa, din spatiul extraterestru si periterestru, a mediului planetei noastre, proiectul contribuie la edificarea unui mediu corespunzator existentei vietii in continuare. Cercetarile efectuate in cadrul prezentului proiect vor oferi oportunitati pentru invatamant si perfectionare in cadrul institutelor de invatamant superior.