An evolutionary approach to space objects observation scheduling

Since Sputnik 1 was launched in Space by the USSR in 1957, the space around Earth started to be filled with debris. The high number of space objects orbiting the Earth is becoming a worrying threat. It is therefore necessary to monitor these objects using optical and radar sensors. This thesis focuses on the development of a software in Matlab environment, based on an optimization process of a fitness function using a genetic algorithm, which schedules observations for a radio telescope, since many objects pass simultaneously or with overlapping time in the visibility cone of the radar. The fitness function takes as input the passages, ordered in structures, with the main characteristics of the space objects and their passage epochs. These characteristics has corresponding weighting values in the fitness function, that is minimized consequently. The result is a schedule that includes the passages to be observed.

Da quando Sputnik 1 fu lanciato nello spazio dall'URSS nel 1957, lo spazio attorno alla terra si riempì di detriti. L'alto numero di oggetti spaziali che orbitano attorno alla terra sta diventando una minaccia preoccupante. E' quindi necessario monitorare questi oggetti utilizzando dei sensori ottici e radar. Questa tesi si focalizza sullo sviluppo di un software in ambiente Matlab, basato sul processo di ottimizzazione di una funzione obiettivo utilizzando un algoritmo genetico, che schedula le osservazioni per un radio telescopio, dal momento che molti oggetti passano simultaneamente o con tempi di sovrapposizione nel cono di visibilità del radar. La funzione obiettivo prende come ingresso i passaggi, ordinati in strutture, con le caratteristiche principali degli oggetti spaziali e le loro epoche di passaggio. Queste caratteristiche hanno dei corrispondenti pesi all'interno della funzione obiettivo, che è poi minimizzata. Il risultato è una scheda che include i passaggi che vanno osservati.