Station-keeping for lattice-preserving Flower Constellations

2D-Lattice Flower Constellations present interesting dynamical features that al- low us to explore a wide range of potential applications. Their particular initial distribution (lattice) and their symmetries disappear when some perturbations are considered, such as the J2 effect. The new lattice-preserving Flower Constella- tions maintain over long periods of time the initial distribution and its symmetries under the J2 perturbation, which is known as relative station-keeping. This paper deals with the study of the required velocity change that must be applied to the satellites of the constellation to have an absolute station-keeping

2D Necklace Flower Constellations

The 2D Necklace Flower Constellation theory is a new design framework based on the 2D Lattice Flower Constellations that allows to expand the possibilities of design while maintaining the number of satellites in the configuration. The methodology presented is a generalization of the 2D Lattice design, where the concept of necklace is introduced in the formulation. This allows to assess the problem of building a constellation in orbit, or the study of the reconfiguration possibilities in a constellation. Moreover, this work includes three counting theorems that allow to know beforehand the number of possible configurations that the theory can provide. This new formulation is especially suited for design and optimization techniques

Corrections on repeating ground-track orbits and their applications in satellite constellation design

The aim of the constellation design model shown in this paper is to generate constellations whose satellites share the same ground-track in a given time, making all the satellites pass over the same points of the Earth surface. The model takes into account a series of orbital perturbations such as the gravitational potential of the Earth, the atmospheric drag, the Sun and the Moon as disturbing third bodies or the solar radiation pressure. It also includes a new numerical method that improves the repeating ground-track property of any given satellite subjected to these perturbations. Moreover, the whole model allows to design constellations with multiple tracks that can be distributed in a minimum number of inertial orbits

Close binary stars modeled by two prolate ellipsoids in synchronous rotation

The presence of tidal deformations in close binary stars has already been confirmed by astronomical observations. The present paper aims to simply address an astronomy problem, studying the relative movement of close binaries disturbed by their mutual deformation through some basic concepts and tools of celestial mechanics. For this purpose, the tidal effect is modeled by considering that each star is an elongated revolution ellipsoid in such a way that axes of revolution are coincident, and their largest axes point toward each other along the motion. The potential for mutual attraction is then obtained, resulting in a perturbed Keplerian system with perturbation proportional to the inverse of the cubic distance between the stars, thus being a one-degree-of-freedom problem and, therefore, integrable. The effective potential, the integrals of energy and angular momentum, and the Laplace vector are used to obtain qualitative information about the dynamics before integrating it. The motion describes a rosette-like orbit with periodic osculating elements, or a circle when the energy is a local minimum. Finally, an analytical solution is presented in terms of elliptic functions by using a regularizing and linearizing function

Estudio de viabilidad de una unidad de operaciones paracaidistas integrada en la UME.

El objetivo de este trabajo ha sido realizar un estudio de viabilidad para la creación de una nueva unidad integrada en la UME (Unidad Militar de Emergencias), orientada a operaciones de emergencia civil, principalmente la lucha contra incendios forestales, accediendo a la zona donde se produzca la catástrofe mediante el salto en paracaídas. La motivación principal de esta propuesta se centra en añadir una serie de capacidades a las unidades de emergencias nacionales ya existentes, UME y BRIF (Brigadas de Refuerzo en Incendios Forestales) mediante la integración de una PU (Pequeña Unidad) tipo patrulla, con el objetivo de dar solución a una serie de carencias detectadas en dichas unidades, teniendo en cuenta la alta efectividad de unidades de bomberos paracaidistas (“Smokejumpers”) que ya operan en el extranjero. De esta forma, se conseguiría aumentar tanto la eficacia como la eficiencia, ahorrando en personal y medios empleados, disminuyendo así los riesgos ante diferentes escenarios, lo que finalmente repercutiría en una mayor seguridad para la población. Uno de los escenarios donde la creación de dicha unidad sería de gran utilidad se centra en la LCIF (Lucha Contra Incendios Forestales). La existencia de una unidad con las características que aquí se exponen conseguiría disminuir el tiempo de respuesta en zonas de difícil acceso, donde la rapidez a la hora de actuar puede suponer evitar la evolución de un conato (pequeño incendio forestal) a un GIF (Gran Incendio Forestal), reduciendo considerablemente tanto los riesgos del personal civil involucrado como las pérdidas materiales y relativas a la riqueza forestal de nuestro territorio. Además, permitiría la acción simultánea ante múltiples focos, así como el refuerzo de material de emergencias con mayor velocidad, rango y carga útil. Para la consecución de este trabajo se ha realizado un análisis de la situación actual, estudiando funcionamiento y características de las unidades de emergencias nacionales de interés (UME Y BRIF), detectando primeramente sus carencias y necesidades para posteriormente relacionarlas con las capacidades que aportarían las unidades de “Smokejumpers” y que motivan la creación de una unidad de este tipo encuadrada en la UME. Posteriormente se ha desarrollado el análisis de viabilidad, especificando los requerimientos generales de dicha unidad, como son: medios, personal, plan de I/A (Instrucción y Adiestramiento) y normativa Se concluye afirmando que contar unidades de este tipo en nuestro país no supondría una gran inversión gracias al aprovechamiento de los recursos humanos y materiales, dotando a las unidades de protección civil, LCIF mayormente, de nuevas capacidades que disminuirían los tiempos de respuesta incrementando su eficacia y eficiencia.<br /

Development of an application for quick comparison of pigments from their colorimetric coordinates

Pigments production for use in different kinds of industries (paints, cement, fertilizer, glass, etc.) is a booming sector that invoice million worldwide. So, all those applications that increase efficiency and effectiveness in daily work within the industry agree to be undertaken. Within this line, in this research, the development of an application is presented for comparing a fast and simple way of pigments based on its colour information. This application was developed for the company PROMINDSA SA and allows the user to perform a visual comparison considering the three spatial dimensions, and perform further analysis in two dimensions and one dimension for each of the components of the CIELAB colour space

Herramientas para el diseño orbital de una constelación de satélites.

El espacio es en la actualidad un medio que ofrece un sinfín de posibilidades, tanto científicas como comerciales. La posición privilegiada que tiene un satélite en el espacio orbitando la Tierra es difícilmente superable con cualquier medio humano o técnico en tierra, ya que permite la observación y estudio de vastas zonas de la superficie terrestre en tiempos muy pequeños, algo impensable de realizar a nivel del suelo. A ello se suma el concepto de constelación de satélites: un grupo de satélites que, dada su geometría orbital, permiten realizar una función común de forma coordinada. Esto suma un nuevo nivel de complejidad al problema mecánico celeste, pero a su vez proporciona nuevas e interesantes posibilidades para las futuras misiones espaciales. El diseño de constelaciones de satélites ha sido durante muchos años un proceso que necesitaba de un gran número de iteraciones en su desarrollo debido a la falta de modelos establecidos para la generación y el estudio de constelaciones. Ello requería de un estudio específico para cada misión particular muy diferente de otras misiones. Sin embargo, en los últimos años, han aparecido modelos teóricos que intentan aglomerar las distintas configuraciones de constelación aparecidas a lo largo del tiempo. Uno de estos modelos son las denominadas Flower Constellations, introducidas por el profesor D. Mortari en el año 2004. La característica principal de este modelo consiste en la visualización de las constelaciones utilizando un sistema de referencia rotante en lugar de un sistema de referencia inercial. Este Trabajo Fin de Máster surge con el objeto de incluir perturbaciones orbitales en la formulación de las Flower Constellations. Las perturbaciones consideradas son: perturbación generada por potencial gravitatorio, perturbación generada por Sol y Luna como tercer cuerpo, perturbación generada por presión de radiación solar, perturbación generada por albedo y perturbación generada por resistencia aerodinámica. Para este fin se ha desarrollado un modelo numérico que permite diseñar constelaciones teniendo en cuenta estas perturbaciones orbitales. Este modelo consigue además incluir en su formulación a las Flower Constellations como caso particular, lo que lo convierte en un modelo más general. El objetivo del este Trabajo Fin de Máster es, por un lado, exponer la teoría utilizada y desarrollada para el diseño de una constelación de satélites sometida a un conjunto de perturbaciones orbitales y, por otro lado, la presentación de un conjunto de herramientas destinadas a obtener información útil con respecto a la constelación definida

Necklace Flower Constellations

El objetivo de la presente tesis es la generación de modelos para el diseño general de constelaciones de satélites, y su posterior estudio en términos de dinámica, mantenimiento orbital y despliegue. Este trabajo se centra en la definición y estudio de las Necklace Flower Constellations, una nueva metodología para el diseño de constelaciones basado en Teoría de Números, y que representa la evolución de las llamadas Flower Constellations, un grupo de constelaciones cuya característica principal es la uniformidad y gran cantidad de simetrías que presenta la configuración. La formulación de las Necklace Flower Constellations permite una gran libertad en diseño, presentando además una gran facilidad para su uso en problemas de optimización. La tesis incluye toda la base matemática de la teoría de las Necklace Flower Constellations, desde su formulación, al número de posibles configuraciones que puede producir. A su vez, esta tesis introduce por primera vez las Ground-Track Constellations, un nuevo marco de diseño de constelaciones en el que los satélites se distribuyen directamente en el sistema de referencia unido a tierra, usando para ello sus posiciones relativas en dicho sistema. Este trabajo incluye una gran cantidad de ejemplos prácticos de ambas metodologías, incluyendo estudios de estabilidad de la configuración y mantenimiento de órbita para diversos fines entre los que se destacan observación de la Tierra, telecomunicaciones y sistemas de posicionamiento global.<br /

Perturbações orbitais sobre uma vela solar

ela Solar é um tipo de propulsão que utiliza a pressão de radiação solar para gerar aceleração, ganha impulso ao refletir os fótons. Em teoria, esses fótons irão transferir a sua energia para as velas solares, fazendo com que a nave se movimente. No presente momento as velas solares estão ganhando atenção da comunidade cientı́fica já que oferecem a possibilidade de missões de longa distância e baixo custo, o que seria impossı́vel para qualquer outro tipo de nave espacial convencional. Neste trabalho, é analisado a dinâmica de uma vela solar em torno de um planeta. São feitas aplicações para uma vela solar em torno do planeta Mercúrio levando em conta a sua distribuição não uniforme de massa (J2 , J3 e C22 ), a perturbação do terceiro corpo (PTC) e a pressão de radiação solar (PRS) para diferentes altitudes. Encontramos órbitas congeladas para altitudes em torno de 300 km, 500 km e 1000 km que são os valores preditos para a missão BepiColombo que está prevista para visitar Mercúrio nos próximos anos