This thesis introduces a two-phase framework to optimize a multitarget rendezvous mission using various rendezvous trajectory options and associated propulsion systems. In a space environment, multitarget rendezvous missions are more complex than typical routing problem optimization due to “the characteristics of the target moving,’ ‘the varying cost between targets over time,’ and ‘the characteristics of diverse transfer strategies,’ which are classified as a mixed integer nonlinear programming. To efficiently explore this problem, the first phase of the framework generates a single-target rendezvous trajectory consisting of various trajectory options. The second phase designs the multitarget rendezvous mission by combining the elementary solutions using an integer linear programming formulation. A series of case studies to demonstrate the validity of the proposed formulation and solution procedure are presented.
본 논문은 여러 종류의 추진시스템을 사용하여 다중 목표 랑데부 임무를 최적화하기 위한 프레임워크를 소개한다. 우주 환경에서 다중 목표 랑데부 임무 설계 문제는 ‘목표물이 움직인다는 특성’, 목표물 간의 이동 비용이 시간에 따라 달라진다는 특성’, 그리고 ‘다양한 전이 전략이 가능하다는 특성’에 의해 전형적인 경로 최적화 문제와 차별화되는 복잡성을 가지며, 매우 해결하기 어려운 문제인 혼합 정수 비선형 계획법으로 분류된다. 본 논문에서는 다양한 랑데부 전략을 사용하여 본 문제의 해를 효과적으로 찾기 위한 두 단계의 프레임워크를 제시한다. 프레임워크의 첫번째 단계에서는 다양한 궤적 옵션으로 구성된 단일 목표 랑데부 궤적을 생성한다. 두번째 단계에서는 정수 선형 프로그래밍으로 문제를 정식화하여 다수 대상체 랑데부 임무를 설계 후 최적 방문 순서 및 궤적을 산출한다. 제안된 프레임워크의 타당성을 입증하기 위해 일련의 사례 연구를 제시한다.
