Robustness analysis of ballistic capture orbit in the elliptic restricted three-body problem

The techniques exploited in finding preliminary trajectories for interplanetary space flights have been, during these last years, widely studied and improved. The motivations of these developments are related to the necessity of studying those complex phenomena occurring when more gravitational interactions are considered together. One of them is represented by the so called \textit{ballistic capture}, which can be explained when at least two \textit{primaries} considered. In this thesis, the robustness of ballistic capture orbits is assessed. The primary system considered the Sun-Mars one. In particular, a statistical approach is exploited to generate families of initial conditions in order to reproduce the common uncertainties of position and velocities related to deep space navigation. This leads to more or less substantial shifting with respect to the nominal condition. As consequence there will be some non-acceptable conditions for a ballistic capture. Therefore, results are presented in terms of robust initial conditions and non-robust one, that is leading to crash over the surface of Mars or escape from it Sphere of Influence.

Le tecniche utilizzate nella ricerca di traiettorie preliminari per voli spaziali interplanetari sono state, nel corso di questi ultimi anni, ampiamente studiate e migliorate. Le ragioni di tali miglioramenti sono legate soprattutto alla necessitàdi ptoer studiare quei particolari fenomeni che si verificano quando più interazioni gravitazionali si trovano in essere. Uno di questi è rappresetato dalla cosiddetta \textit{cattura balistica}, che trova spiegazione nella considerazione di almeno due \textit{primari}. In questa tesi verrà verificata la robustezza delle catture balistiche. Il sistema di primari considerato è Sole-Marte. In particlare, verranno generate famiglie di condizioni iniziali con un approccio statistico, così da riprodurre i comuni livelli di incertezza associati alla navigazione spaziale. Questo comporta variazioni più o meno consistenti rispetto alla condizione nominale e, di conseguenza, non tutte le condizioni ottenute saranno accettabili al fine di effettuare una cattura balistica. Pertanto i risultati saranno presentati in termini di condizioni iniziali robuste e non rouste, ovvero provocanti uno schianto sulla superficie di Marte od una fuga dalla sua Sfera di Influenza.