astrodinámica

La astrodinámica es la rama de las ciencias espaciales que estudia el movimiento de cuerpos en el espacio, especialmente la trayectoria de satélites y naves, bajo la influencia de fuerzas gravitatorias y otros agentes. Su objetivo es diseñar y analizar trayectorias, maniobras y operaciones de exploración, así como estimar la evolución de órbitas ante perturbaciones.

Se apoya en la mecánica clásica y la gravitación universal, partiendo del problema de dos cuerpos y extendiéndose a sistemas de múltiples cuerpos mediante aproximaciones y métodos numéricos. Sus conceptos fundamentales incluyen los elementos orbitales (semi-eje mayor, excentricidad, inclinación, arg. del pericentro) y conceptos de maniobras como delta-v. Se estudian transferencias de órbita (por ejemplo, la transferencia de Hohmann), resolución de problemas de Lambert y la propagación de órbitas. Las perturbaciones relevantes incluyen la asimetría del cuerpo central, la atracción de otros cuerpos, la atmósfera residual y la presión de radiación solar, así como la influencia de la gravedad no central y el drag en órbitas bajas.

Las aplicaciones abarcan el diseño de misiones interplanetarias, la colocación y el mantenimiento de satélites en órbitas bajas, medias y geoestacionarias, la planificación de maniobras de reentrada y retorno, y la estimación de rutas seguras ante condiciones de incertidumbre. La astrodinámica emplea herramientas de matemática y computación, como simulación numérica, estimación de estado y optimización de trayectorias, para garantizar el rendimiento, la seguridad y la eficiencia de las misiones.

Sus orígenes están en la mecánica celeste de Kepler y Newton, y se desarrolló con el programa espacial moderno para resolver problemas prácticos de navegación, control y observación.