Space debris cleaning missions
A 21. századi űrkaland a törmelék eltakarításának kihívásával szembesül.
Ötven évnyi űrhajóindítás valóban ahhoz vezetett, hogy a Föld-közeli térségben kritikus mennyiségű veszélyes törmelék kering. A tisztító küldetések tanulmányozás alatt állnak. Ezek lényege, hogy egy erre a célra szolgáló járművet indítanak, amely egymás után több nehéz törmeléket befog és pályára állít, majd lezuhanó pályára állítja őket.
A jármű költségeit közvetlenül az üzemanyag-fogyasztás határozza meg. E költség minimalizálása számos matematikai és programozási kérdést vet fel, amelyekkel e könyv foglalkozik.
A küldetéstervezés egyfajta Travelling Salesman Problem, amely a törmelék pályamozgása és a tisztító jármű pályaellenőrzése miatt további komplexitásokkal jár. Az orbitális mechanikát, a rakétahajtómű-technológiát és a matematikai optimalizálást magában foglaló problémaformulát feltárjuk és elméletileg elemezzük.
Gyakorlati megoldási módszerek kerülnek alkalmazásra, amelyek különböző optimalizálási technikákat foglalnak magukban az egész / lineáris / nemlineáris programozás, az optimális vezérlés és a metaheurisztika, például a szimulált lágyítás területén. Ezeket a numerikus módszereket részletes alkalmazási eseteken keresztül szemléltetjük.