Dissertação

Monte Carlo Tree Search for Interplanetary Trajectory Design EVALUATED

Exploração interplanetária representa uma pequena parte da indústria espacial, dado que envolve muitos recursos e os seus objectivos são meramente científicos, em vez de comunicações ou vigilância. Hoje em dia, missões podem tornar-se mais baratas ao incluir-se, na trajectória da nave, manobras como assistências gravitacionais, que aproveitam a energia gravítica dos corpos celestes para reduzir as necessidades de aceleração. Desta forma, o design de uma trajectória pode ser interpretado como um problema de elaborar uma sequência de planetas usados para as assistências gravitacionais e tempos, da Terra ao destino, que cumpre os nossos objectivos e está limitada por certas restrições. Podemos definir duas variantes para este problema, consoante se aplica uma discretização aos tempos de voo ou não. O primeiro caso é inteiramente combinatório, uma vez que os planetas e tempos são discretos, enquanto que o segundo é híbrido. Hoje em dia, programas de software de design de trajectórias espaciais têm de lidar com um espaço imenso de possibilidades, criando a necessidade de implementação de um algoritmo rápido e computacionalmente leve. O algoritmo de procura Monte Carlo Tree Search consegue balancear a exploração e o aproveitamento de boas possibilidades de uma árvore de procura, de forma a encontrar rapidamente resultados de qualidade. Neste trabalho, estabelecemos as restrições mais adequadas ao problema, experimentamos quatro Tree Policies diferentes e estudamos o caso combinatório, aplicado à árvore de procura, e o híbrido, utilizando o algoritmo combinado com duas ferramentas de optimização contínua distintas.
Trajectórias Interplanetárias, Análise de Missões Espaciais, Algoritmos de Procura, Monte Carlo Tree Search, Optimização

Novembro 25, 2015, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Rodrigo Martins de Matos Ventura

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Daniel Hennes

ESTEC (European Space Agency)

Post-Doctoral Research Fellow