Introduzione al sistema solare. Legge di Titius-Bode. Descrizione del sistema Terra-Luna. Forze di marea e moto della Luna. Scelta del poligono di lancio e prestazioni del lanciatori per l’immissione in orbita interplanetaria. Sfere di influenza: espressioni di Laplace, Tisserand e Broglio. Metodo delle coniche raccordate: gravity-assist, aerogravity-assist, aerocapture ed il B-plane. Le orbite free-return e le missioni Apollo. Il problema di Lambert. Il Rendezvous: equazioni di Eulero-Hill, moti principali e matrice di transizione. Ottimizzazione delle traiettorie interplanetarie. Metodi indiretti: Calcolo delle variazioni. Equazioni di Eulero-Lagrange e di trasversalità. Controllo ottimo per sistemi lineari. Equazione differenziale e matriciale di Riccati. Applicazione numerica al Rendezvous. Metodi diretti: tecnica della Collocazione per la risoluzione di traiettorie ottime. Polinomi interpolanti: Jacobi, Legendre e Chebyshev. Il Particle Swarm Optimization (PSO). Il problema dei tre corpi circolare ristretto. Dinamica lineare e non lineare intorno ai punti lagrangiani: traiettorie Lissajous, Halo e lo station-keeping. Problema dei quattro corpi. Trasferimenti Weak Stability Boundaries. Il caso della Luna ed i trasferimenti Belbruno. Metodo dei poliedri per la rappresentazione del campo gravitazionale degli asteroidi. Vele solari: forza di radiazione solare, sistemi di riferimento, modello di spinta ideale e modello ottico. Controllo d’assetto delle vele. Prestazioni delle vele reali: degradazione dei parametri ottici, deformazioni e problema termico.

Dispense del docente.