Optimal impulsive collision avoidance in low earth orbit

This paper presents a high-accuracy fully analytical formulation to compute the miss distance and collision probability of two approaching objects following an impulsive collision avoidance maneuver. The formulation hinges on a linear relation between the applied impulse and the objects? relative motion in the b-plane, which allows one to formulate the maneuver optimization problem as an eigenvalue problem coupled to a simple nonlinear algebraic equation. The optimization criterion consists of minimizing the maneuver cost in terms of delta-V magnitude to either maximize collision miss distance or to minimize Gaussian collision probability. The algorithm, whose accuracy is verified in representative mission scenarios, can be employed for collision avoidance maneuver planning with reduced computational cost when compared with fully numerical algorithms.

Apoio aéreo nas operações de contrassubversão

O presente Trabalho de Investigação Aplicada está subordinado ao tema “Apoio Aéreo nas Operações de Contrassubversão”. O desenvolvimento tecnológico alterou o paradigma da guerra, passando de guerra clássica ou convencional para guerra irregular. Os beligerantes dos conflitos deixaram de ser exércitos convencionais e passaram a ser milícias, grupos criminosos e organizações terroristas. O foco de atuação é redirecionado para a população em vez de componente militar do Estado opositor. Os elementos das forças irregulares provocam elevadas baixas nas tropas terrestres. Para reduzir esse número de baixas, existe uma ferramenta eficaz ao dispor das forças terrestres, apoio aéreo. O Teatro de Operações do Afeganistão envolveu vários Países na luta contra a insurgência, implicando uso de diferentes meios e táticas para combater a ameaça. Com esta investigação, pretende-se enunciar o papel do apoio aéreo nas operações de contrainsurgência no Afeganistão. A presente investigação é baseada no método de abordagem do problema indutivo, tendo como estudo de caso o Teatro de Operações do Afeganistão. Com esta investigação conclui-se, que o apoio aéreo desempenha papel fundamental no apoio à manobra terrestre. É uma ferramenta versátil e tem um tempo de resposta reduzido. Pode ser utilizado nas operações ofensivas e para garantir proteção da força nos deslocamentos. Por fim, o apoio aéreo é um elemento relevante nas operações psicológicas, uma vez que, basta a sua presença para intimidar o inimigo.

Informação, Vigilância e Reconhecimento : Contributo para as funções de combate Comando-Missão e Informações

Um dos efeitos da digitalização do campo de batalha é o uso intensivo de novas tecnologias ao nível tático, de forma a agilizar a gestão e facilitar a compreensão do mesmo, com objetivo de contribuir decisivamente para a obtenção da superioridade de informação durante a condução das operações militares, assumindo particular relevância nesta temática a utilização de sistemas de informação para o comando e controlo. Observando a crescente importância destes sistemas para os exércitos, em particular para os baixos escalões, o presente trabalho, com o tema “Informações, Vigilância e Reconhecimento: Contributo para as Funções de Combate Comando-Missão e Informações”, estuda e analisa o papel dos dados, notícias e informações nessas funções de combate, bem como a sua relação com os sistemas de informação para o comando e controlo. São estudados e definidos os conceitos considerados base para a investigação, à luz da doutrina nacional e NATO, constituindo um suporte essencial para o estudo de sistemas de informação para o comando e controlo utilizados no exército norte-americano (com arquitetura de sistemas considerada como referência nos desenvolvimentos em curso no nosso exército) e para a análise dos sistemas de informação para o comando e controlo utilizados atualmente no Exército Português nas suas forças de manobra, com foco nos baixos escalões, abordando o que se encontra igualmente em desenvolvimento. Do estudo realizado determinaram-se uma série de requisitos operacionais, passíveis de serem integrados num sistema de informação para o comando e controlo de baixos escalões; verificou-se que tipo de dados e notícias eram recolhidos das viaturas utilizadas pela unidade em estudo, neste caso o Grupo de Reconhecimento da Brigada de Intervenção; e relacionaram-se os dados, notícias, informações e funcionalidades presentes com as variáveis de missão e, posteriormente, às funções de combate Comando-Missão e Informações.

Os recursos cinotécnicos e a sua necessidade no Exército Português

No âmbito do Relatório Científico Final do Trabalho de Investigação Aplicada, o presente trabalho com o título “Os Recursos Cinotécnicos e a sua necessidade no Exército Português” estuda o emprego operacional atual, fruto das valências cinotécnicas existentes e as tarefas operacionais que podem, pelos referidos recursos, ser apoiadas. O autor considera também as características físicas do cão, as implicações logísticas e financeiras e a doutrina que concorrem para o referido emprego operacional, elencando lacunas existentes que, quando colmatadas poderão concorrer para um emprego operacional eficiente dos recursos cinotécnicos do Exército Português. Para obtenção de dados foi conduzida análise documental e bibliográfica e efetuados inquéritos por entrevista a comandantes de Batalhão/ Grupo com meios cinotécnicos na sua orgânica ou em apoio aos mesmos, aos comandantes das unidades cinotécnicas do Exército Português e dos restantes ramos das Forças Armadas e Forças de Segurança, ainda a comandantes da Força de Operações Especiais. O objetivo deste trabalho passa por avaliar de que forma podem os recursos cinotécnicos do Exército Português contribuir para o melhor desempenho das suas unidades operacionais. Para a consecução do mesmo o autor fez uso do método indutivo onde, com base no emprego operacional junto dos Paraquedistas e da Polícia do Exército, generalizou o que poderia ser profícuo para todas as unidades operacionais do Exército Português, bem como todas as lacunas que devem ser colmatadas para apoio ao mesmo. No âmbito da doutrina é importante o fornecimento aos comandantes das unidades apoiadas informação sobre as capacidades, limitações e regras de segurança relativos ao emprego dos binómios em apoio a cada tarefa das tipologias de operações, fornecendo informações precisas e detalhadas sobre o que cada tipo de cão consegue fazer, durante quanto tempo e em que condições ambientais pois, mesmo havendo atualmente a PDE 0-20-18, sendo a cinotecnia uma área muito técnica, a falta da referida doutrina pode se transformar numa condicionante ao emprego dos binómios. A referida PDE, atualmente, assume-se como um potenciador do emprego dos recursos cinotécnicos. No âmbito logístico pode ser pensada uma rede logística própria tendo em conta o emprego operacional e a projeção dos binómios, explícitando desde a forma de aquisição dos cães até ao suporte à sua projeção, contudo deve-se pesar, por outro lado, se o emprego dos binómios em treinos operacionais ou em missões assume um peso significativo na manobra logística global de modo a exigir criação de uma rede própria. As características naturais do cão são um potenciador da ação e sentimento de segurança, podendo, ainda, ser usadas para colmatar a falta de efetivos. Quanto ao emprego operacional importa salientar a deteção de explosivos e estupefacientes, os cães de sentinela, binómios de guarda e binómios de exploração (que em simultâneo executam patrulhas de segurança).

A Bateria de Artilharia de Campanha como Força Nacional Destacada numa Operação de Resposta a Crises

Tem-se assistido ao aumento das operações de resposta a crises onde são realizadas operações de média e baixa intensidade. O interesse nacional em participar em missões internacionais com a finalidade de contribuir para a imagem do país como cooperador de paz e segurança mundial, tem levado à constante participação nessa tipologia de missões. A participação da Artilharia neste âmbito tem sido pouco expressiva. Por este motivo, o presente trabalho pretende investigar as possibilidades de emprego de uma Bateria de Artilharia de Campanha como Força Nacional Destacada numa Operação de Resposta a Crises. Os objetivos deste trabalho passam por identificar as tarefas e as subtarefas requeridas no âmbito de uma operação de estabilização e quais destas poderão ser realizadas pela Artilharia de Campanha. Pretende-se de igual forma identificar quais as capacidades e possibilidades de atuação de uma Bateria de Artilharia de Campanha em operações de resposta a crises, tendo em conta a sua doutrina e treino operacional. De igual forma, objetivo passa por identificar as diferenças e semelhanças do treino individual e coletivo, entre as Unidades da Artilharia de Campanha e as que participaram em operações de resposta a crises. Por último aborda-se a forma como é feita a geração de forças e a edificação de capacidades do sistema de forças do Exército, no âmbito das Forças Nacionais Destacadas e das NATO Response Forces. A metodologia utilizada foi a dos seguintes autores: Santos, et al. (2016), Manuela Sarmento (2013) e Vilelas (2009). A abordagem para este trabalho é a qualitativa, utilizando o raciocínio o dedutivo, recorrendo à análise documental e à entrevista como técnicas de recolhas de dados. No que concerte à utilização da Artilharia em operações de resposta a crises, o seu emprego é significativamente reduzido, pelas características do ambiente operacional. No entanto, existe uma serie de tarefas que poderão ser realizadas pela Artilharia tais como: Apoio às unidades de manobra durante as suas operações, e proteção de Bases militares com fogos letais e não-letais; Operações de demonstração de força; realizar fogos de advertência, monitorização global das operações, contribuindo para a Comum Operational Picture; Ações de mentoria; Segurança a pontos e áreas críticas. É possível empregar de uma Bateria de Artilharia de Campanha como unidade de manobra, em missões não especificas de Artilharia de Campanha, se esta tiver o treino adequado. O período de aprontamento e treino orientado para a missão seria suficiente para dotar a força das capacidades necessárias para obterem a certificação, e posteriormente serem projetadas para o teatro de operações. No entanto não se perspetiva a necessidade de atuação de uma Bateria de Artilharia de Campanha, como Unidade de manobra. Por isso Artilharia de Campanha deverá continuar a manter o seu elevado nível de treino e operacionalidade reforçando a aposta em exercícios conjuntos e combinados de forma a manter-se como possibilidade de gerar subunidades aptas a participar nas NATO Response Forces.

Efeitos ventilatórios da fisioterapia respiratória com e sem hiperinsuflação manual em recém-nascidos pré-termos sob ventilação mecânica

Atualmente, os recém-nascidos nascem cada vez mais prematuros, dependendo de cuidados intensivos neonatais. Nesse sentido, a fisioterapia respiratória tem adquirido um espaço cada vez maior, e juntamente com uma equipe multidisciplinar presta assistência a esses recém-nascidos prematuros. Entre as diversas técnicas utilizadas pelos fisioterapeutas, a hiperinsuflação manual tem tido papel fundamental na remoção de secreções brônquicas. Objetivo: Avaliar os efeitos hemodinâmicos e respiratórios da fisioterapia respiratória, com ou sem a manobra de hiperinsuflação manual em recém-nascidos prematuros. Método: Participaram deste estudo 9 recém-nascidos prematuros com idade gestacional média 32,364 semanas, nascidos no Hospital Universitário Alzira Velano, no período de abril a novembro de 2015. Os recém-nascidos foram aleatoriamente divididos em 2 grupos: B, onde se realizou a fisioterapia respiratória associada a hiperinsuflação manual; e o grupo A, em que receberam somente a fisioterapia respiratória. Foram avaliados os seguintes parâmetros: frequência cardíaca, frequência respiratória e saturação de oxigênio, 5 minutos antes da realização dos procedimentos, 1 minuto e trinta minutos após os procedimentos. Resultados: Em relação à frequência cardíaca, a fisioterapia respiratória (FR) não demonstrou diferenças estatisticamente significativas nos momentos avaliados A1 (147,80), A2 (158,40) e A3 (151,20), bem como na fisioterapia respiratória associada à hiperinsuflação manual (FR+HM) nos mesmos momentos A1 (130,75), A2 (138,50) e A3 (137,25). Na frequência respiratória também não se verificou diferenças estatisticamente significativas nos momentos A1 (53,80), A2 (50,60) e A3 (46,60) com FR e nos mesmos momentos A1 (57,00), A2 (52,25) e A3 (59,50) com FR+HM. Na saturação de oxigênio, a FR nos momentos avaliados A1 (94,80), A2 (95,60) e A3 (95,60) não demonstrou alterações estatisticamente significativas como visto também na FR+HM nos mesmos momentos avaliados A1 (94,25), A2 (92,50) e A3 (95,00).Conclusão: Verificou-se com os resultados que as frequências cardíacas e respiratórias e a saturação de oxigênio não apresentaram diferenças estatisticamente significativas pré e pós realização da fisioterapia respiratória convencional ou associada à hiperinsuflação manual.

Gymnasielärares skrivpraktiker : Skrivande som professionell handling i en digitaliserad skola

The aim of this thesis is to contribute to deeper knowledge about the writing practices of teachers in upper secondary school. Schools are under constant pressure to respond to the needs and expectations of an ever-changing society and political intentions. A major factor in this change which is taking place in schools is digitalization. Another factor is the adoption of new governing principles for schools involving management by goals and results, which brings increased demands for written documentation of teachers' work. In order to describe and problematize this development the thesis is based on a combination of Critical Discourse Analysis and New Literacy (Clark and Ivanič, 1997). The theoretical framework rests upon an understanding of writing as social action and the idea that texts both affect and are affected by the social environment. The empirical study focuses on twelve teachers and their writing practices, analyzed during week-long field visits over three years. The teachers' talk about their writing is used together with analyses of texts and images to investigate parts of teachers' writing which, according to the teachers, are considered complex and problematic. The findings indicate significant differences between the writing practices of the individual teachers, where each teacher has his or her own system of texts fulfilling different purposes. Despite these differences it is still possible to identify recurrent themes in the discursive conditions for teachers' writing: efficiency, reuse, authority, audit, relationships to addressees, and room to maneuver. The study illustrates possible dilemmas for teachers' writing at the intersection of teachers' professional responsibility and demands for accountability.

Le réductionnisme dans le Traité de la nature humaine de David Hume

Résumé : À l’aube des études humiennes, Norman Kemp Smith appelait à représenter Hume « suivant toutes ses nombreuses activités », comme s’il pressentait que l’étude de la pensée humienne pouvait s’avérer un labyrinthe dans lesquels les commentaires pouvaient s’égarer et se perdre de vue. Ce pressentiment, on peut le dire aujourd’hui, s’est avéré juste, et il porte avec lui une clé de lecture : pour dépasser la représentation parcellaire, fragmentée et ultimement incohérente d’un Hume kaléidoscopique, le mieux est peut-être de s’intéresser à ses activités. La présente thèse vise à circonscrire la pratique humienne de la philosophie, ou, pourrait-on dire, du travail épistémologique et conceptuel, dans l’espace de son magnum opus, et cela à l’aide d’une clé de lecture : celle du réductionnisme. Si le Traité est une oeuvre que l’on peut qualifier d’empiriste, on ne saurait la lire seulement par ce biais ou par celui de questions localisées, et nous montrons que le projet du Traité ne peut se comprendre qu’en voyant comment Hume tente d’y réduire la et les connaissances à des dépendances ou à des parties de sa propre théorie de la nature humaine. Pour cela, nous procédons via quatre chapitres. D’abord, nous tentons de circonscrire les caractéristiques les plus importantes du projet humien, c’est-à-dire de ce que Hume avait l’intention de développer à travers les contenus particuliers du Traité ; ensuite, nous nous concentrons sur la base dont Hume part et dont il se servira pour accomplir des réductions, base que l’on peut appeler une théorie des perceptions doublée d’une théorie de l’esprit (principes, facultés, relations) ; ces deux théories, couplées à un standard strict pour obtenir le statut de « vraie idée » ou d’idée intelligible, semblent amener de par leurs prémisses assez directement au scepticisme, et c’est pourquoi on traitera du scepticisme avant d’évoquer les aspects « naturalistes » du Traité au-delà des éléments de base de la théorie des perceptions et de l’esprit, soit une manoeuvre qui ne suit pas tout à fait l’ordre humien d’exposition mais nous semble suivre un certain ordre des raisons ; enfin, la quatrième partie nous permettra de passer en revue diverses réductions opérées par Hume, celles qui mènent au scepticisme pyrrhonien mises à part, ce qui nous permettra de voir quelles sont les limites et les problèmes afférents à son réductionnisme particulier. Refondateur, systématique et totalisant dans ses intentions, le Traité suit bien plus qu’un projet simplement empiriste, et on verra que dans la démarche humienne l’empirisme apparaît davantage dans les conclusions qu’au point même de départ. En le lisant comme le lieu et la conséquence d’une orientation que l’on peut dire réductionniste, on peut trouver dans le Traité un fil conducteur qui, en dépit de problèmes plus ou moins importants rencontrés en cours de route, ne se rompt pas.

Autonomous formation flying: unified control and collision avoidance methods for close manoeuvring spacecraft

The idea of spacecraft formations, flying in tight configurations with maximum baselines of a few hundred meters in low-Earth orbits, has generated widespread interest over the last several years. Nevertheless, controlling the movement of spacecraft in formation poses difficulties, such as in-orbit high-computing demand and collision avoidance capabilities, which escalate as the number of units in the formation is increased and complicated nonlinear effects are imposed to the dynamics, together with uncertainty which may arise from the lack of knowledge of system parameters. These requirements have led to the need of reliable linear and nonlinear controllers in terms of relative and absolute dynamics. The objective of this thesis is, therefore, to introduce new control methods to allow spacecraft in formation, with circular/elliptical reference orbits, to efficiently execute safe autonomous manoeuvres. These controllers distinguish from the bulk of literature in that they merge guidance laws never applied before to spacecraft formation flying and collision avoidance capacities into a single control strategy. For this purpose, three control schemes are presented: linear optimal regulation, linear optimal estimation and adaptive nonlinear control. In general terms, the proposed control approaches command the dynamical performance of one or several followers with respect to a leader to asymptotically track a time-varying nominal trajectory (TVNT), while the threat of collision between the followers is reduced by repelling accelerations obtained from the collision avoidance scheme during the periods of closest proximity. Linear optimal regulation is achieved through a Riccati-based tracking controller. Within this control strategy, the controller provides guidance and tracking toward a desired TVNT, optimizing fuel consumption by Riccati procedure using a non-infinite cost function defined in terms of the desired TVNT, while repelling accelerations generated from the CAS will ensure evasive actions between the elements of the formation. The relative dynamics model, suitable for circular and eccentric low-Earth reference orbits, is based on the Tschauner and Hempel equations, and includes a control input and a nonlinear term corresponding to the CAS repelling accelerations. Linear optimal estimation is built on the forward-in-time separation principle. This controller encompasses two stages: regulation and estimation. The first stage requires the design of a full state feedback controller using the state vector reconstructed by means of the estimator. The second stage requires the design of an additional dynamical system, the estimator, to obtain the states which cannot be measured in order to approximately reconstruct the full state vector. Then, the separation principle states that an observer built for a known input can also be used to estimate the state of the system and to generate the control input. This allows the design of the observer and the feedback independently, by exploiting the advantages of linear quadratic regulator theory, in order to estimate the states of a dynamical system with model and sensor uncertainty. The relative dynamics is described with the linear system used in the previous controller, with a control input and nonlinearities entering via the repelling accelerations from the CAS during collision avoidance events. Moreover, sensor uncertainty is added to the control process by considering carrier-phase differential GPS (CDGPS) velocity measurement error. An adaptive control law capable of delivering superior closed-loop performance when compared to the certainty-equivalence (CE) adaptive controllers is finally presented. A novel noncertainty-equivalence controller based on the Immersion and Invariance paradigm for close-manoeuvring spacecraft formation flying in both circular and elliptical low-Earth reference orbits is introduced. The proposed control scheme achieves stabilization by immersing the plant dynamics into a target dynamical system (or manifold) that captures the desired dynamical behaviour. They key feature of this methodology is the addition of a new term to the classical certainty-equivalence control approach that, in conjunction with the parameter update law, is designed to achieve adaptive stabilization. This parameter has the ultimate task of shaping the manifold into which the adaptive system is immersed. The performance of the controller is proven stable via a Lyapunov-based analysis and Barbalat’s lemma. In order to evaluate the design of the controllers, test cases based on the physical and orbital features of the Prototype Research Instruments and Space Mission Technology Advancement (PRISMA) are implemented, extending the number of elements in the formation into scenarios with reconfigurations and on-orbit position switching in elliptical low-Earth reference orbits. An extensive analysis and comparison of the performance of the controllers in terms of total Δv and fuel consumption, with and without the effects of the CAS, is presented. These results show that the three proposed controllers allow the followers to asymptotically track the desired nominal trajectory and, additionally, those simulations including CAS show an effective decrease of collision risk during the performance of the manoeuvre.