Controle preditivo de modelo para guiagem ótima de espaçonaves autônomas em manobras aero assistidas por gravidade com propulsão

• Processo: 22/15564-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de abril de 2023
• Vigência (Término): 31 de março de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Dinâmica de Vôo
• Pesquisador responsável: Rodolpho Vilhena de Moraes
• Beneficiário: Jhonathan Orlando Murcia Piñeros
• Supervisor: Riccardo Bevilacqua
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Embry-Riddle Aeronautical University, Daytona Beach, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 19/26605-2 - Otimização de manobras aero assistidas com auxílio de propulsão e controle nos ângulos aerodinâmicos, BP.PD
• Assunto(s): Manobra orbital Veículos autônomos Controle preditivo Aerodinâmica de aeronaves
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aerogravity Assist | autonomous vehicle | Model Predictive Control | optimal guidance | Orbital Maneuvers | spaceplanes | Guiagem e controle

Resumo

A presente proposta está estruturada de acordo com os requisitos da Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior BEPE. A principal motivação para a pesquisa é a procura por um controle ótimo, técnicas e algoritmos, capazes de serem implementados para guiagem e controle de espaçonaves autônomas em missões interplanetárias, fazendo uso, com e sem propulsão. O objetivo da proposta é a determinação de o vetor de controle em função do tempo, a partir da implementação do Controle Preditivo do Modelo para maximizar as variações de energia da trajetória, reduzindo o custo da missão. Os conceitos de guiagem, navegação e controle de naves espaciais para missões de exploração espacial são descritos no início da proposta. A seguir, explica-se o uso das manobras aero assistidas por gravidade para aumentar as mudanças de velocidade e guiar a nave espacial. Os conceitos de guiagem ótima e controle preditivo do modelo são detalhados, citando os trabalhos recentes e mais relevantes na área. Uma breve descrição matemática do Problema de Controle Ótimo e a justificativa da pesquisa são apresentados ao final da Seção 1. Por fim, ao final desta proposta estão listados o objetivo da pesquisa (Seção 2), o plano de trabalho e cronograma com tarefas (Seção 3), materiais e métodos (Seção 4), os quais são necessários para o desenvolvimento da pesquisa e do estágio ao longo de doze meses. (AU)