Comparación de eficiencia entre órbitas de transferencia Hohmann y bielípticas

Abstract

De entre los retos que plantea el transporte espacial, uno de los más importantes es minimizar la cantidad de combustible requerida para llevar la carga a la órbita deseada. Para ello, deben implementarse maniobras precisas y eficientes que varíen la trayectoria. Factores como el parámetro gravitacional estándar μ, las dimensiones de las órbitas inicial y final o el ángulo de inclinación deseado resultan clave para determinar la adecuación de las distintas maniobras a los objetivos de una misión dada. En este trabajo se presentan las maniobras Hohmann, bielípticas y de cambio de inclinación, estudiando su conveniencia en función de las condiciones en que se lleven a cabo. A este fin se realizan los desarrollos y cálculos, partiendo de conceptos físicos tan fundamentales como las leyes de Kepler para obtener dichas maniobras. Los resultados de este trabajo pueden tomarse como base para el planteamiento de órbitas más complejas, añadiendo parámetros orbitales y enriqueciendo la variedad de maniobras posibles.

Among the challenges of space transportation, one of the most important is minimizing the fuel required to carry the payload to the target orbit. This requires the use of precise maneuvers that effectively modify the trajectory. Parameters such as the standard gravitational parameter μ, the dimensions of the initial and final orbits or the desired inclination angle are key to determining the adecuacy of the maneuvers to the objectives of a given mission. In this thesis we present the Hohmann, bi-elliptic and inclination change maneuvers. We study their suitability according to the conditions in which they are performed. To this purpose, we develop the calculations starting out from such fundamental physical concepts as Kepler’s laws, required to obtain these maneuvers. The results of this work can be taken as an initial approach to more complex orbits, adding orbital parameters and enriching the variety of possible maneuvers.