Vom Multi Gravity Assist, der GTOPtoolbox und dem Cassini Problem

Bei der GTOPtoolbox handelt es sich um eine Blackbox in Form eines  C++Frameworks, welches auf der Homepage der ESA bereitsgestellt wird. Darin enthalten sind mehrere Probleme, bei denen es darum geht Flugbahnen von Raumsonden zu optimieren, sodass der für die Reise nötige Ressourcenverbrauch minimiert wird. Die GTOPtoolbox stellt zu diesem Zweck für jede Probleminstanz eine aufrufbare Methode zur Verfügung, deren optimalen Rückgabewert es mittels Anwendung einer Verbesserungsheuristik zu finden gilt.

Im Speziellen behandle ich das Cassini Problem, bei welchem es die Flugbahn der 1997 gestarteten Cassini-Huygens-Sonde zu optimieren gilt. Dabei ist die Probleminstanz insofern abstrahiert, dass man als Funktionsparameter lediglich den Startzeitpunkt, sowie die Reisezeit von einem Planeten zum nächsten beachten muss. Die Umrechnung dieser Parameter in Winkel, Impulse, Impulsstärke, Masse der Sonde zum jeweiligen Zeitpunkt usw. übernimmt das Framework intern. Als Rückgabewert erhält man also das deltaV-Budget (Kosten für die Reise), welches es logischerweise zu minimieren gilt.

Update (12.12.2009):

Nach einigen letzten Korrekturen habe ich die Arbeit nun endlich abgeschlossen. Alle Interessierten können sich die Arbeit über den untenstehenden Link ansehen.

Multi Gravity Assist Optimierung mittels Evolutionsstrategien

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