Dissertação
{pt_PT=Orbital collision warning and avoidance} {} EVALUATED
{pt=O crescimento do número de objetos no espaço aumenta a probabilidade de colisões que irão gerar detritos. Esta tese contribuirá para aumentar a SSA da D-Orbit e combater o problema dos detritos espaciais, mitigando-os. O objetivo é desenvolver uma ferramenta de alerta de colisão para ser integrada no software de controlo de missão desenvolvido pela D-Orbit. Com base em TLEs provenientes do SpaceTrack e na teoria SGP4, foram calculadas as posições de todos os objetos espaciais para vários instantes de tempo. Técnicas de filtragem foram implementadas para selecionar apenas os objetos que podem causar uma colisão com o objeto de valor. O cálculo dessas posições tem incertezas associadas, estas foram estimadas sob a forma de matriz de covariância e foi calculada uma probabilidade de colisão, permitindo uma análise da aproximação dos satélites e avaliar se uma manobra de evasão é necessária ou não. As técnicas de filtragem desenvolvidas reduziram o tempo de execução do código, permitindo prever aproximações entre objectos, para o satélite da D-Orbit. A estimativa de covariâncias revelou grandes incertezas para objetos em LEO, especialmente na direção do vector velocidade, devido às limitações da teoria SGP4 na modelação do drag. Análises e comparações com outros serviços de alerta de colisão demonstraram que um cálculo de posição mais refinado é necessário, complementando os TLEs com dados mais precisos. É possível desenvolver uma ferramenta de alerta de colisão com TLEs, porém com grandes incertezas. No final, a SSA da D-Orbit foi aumentada e o objetivo concluído., en=The growth of the number of objects in space increases the probability of collisions that will generate debris. This thesis will contribute for increasing the SSA of D-Orbit and to tackle the problem of space debris by mitigating it. The aim is to develop a collision warning tool to be integrated in the mission control software developed by D-Orbit. Based on TLEs retrieved from SpaceTrack and on SGP4 theory, the positions of every space objects for several time instants were calculated. Filtering techniques were implemented to select only the objects that may cause a collision with the object of value. The calculation of these positions have associated uncertainties, these were estimated in the form of a covariance matrix and a probability of collision was calculated, allowing conjunction analysis and assess if an avoidance manoeuvre is needed or not. The developed filtering techniques reduced the execution time of the code, allowing to predict conjunctions, for D-Orbit's satellite. The covariances estimation revealed large uncertainties for LEO objects especially in the along-track direction, due to the limitations of SGP4 theory in drag modelling. Analysis and comparisons with other collision warning services demonstrated that a more refined position calculation, with more accurate data, is needed. With TLEs it's possible to develop a collision warning tool, however with high uncertainties. The SSA of D-Orbit was increased and the objective completed.}
janeiro 29, 2021, 16:0
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