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Encontros próximos em dinâmica orbital

Processo: 06/04997-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de junho de 2007 - 31 de julho de 2011
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Dinâmica de Vôo
Pesquisador responsável:Rodolpho Vilhena de Moraes
Beneficiário:Rodolpho Vilhena de Moraes
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
Pesquisadores principais:Antônio Fernando Bertachini de Almeida Prado ; Othon Cabo Winter ; Tadashi Yokoyama
Pesq. associados:Ana Paula Marins Chiaradia ; Ernesto Vieira Neto ; Silvia Maria Giuliatti Winter
Bolsa(s) vinculada(s):10/11109-5 - Satélites de Saturno: estabilidade, captura e análise das excitações nas excentricidades e inclinações dos satélites regulares na migração planetária, BP.DR
10/10591-8 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto encontros próximos em dinâmica orbital, BP.TT
10/10629-5 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto encontros próximos em dinâmica orbital, BP.TT
+ mais bolsas vinculadas 09/10628-1 - Estudo de formação planetária usando o "pencil code", BP.IC
09/00735-5 - Movimento orbital de satélites artificiais: efeitos ressonantes, BP.DR
09/06326-0 - Estudo da dinâmica resultante da colisão de micrometeoritos com a superfície de um satélite, BP.IC
08/06066-5 - Análise e controle de caos da dinâmica de movimento coletivo de satélites em vôo de formação, BP.DR
09/06343-1 - Estudo da não existência de satélites coorbitais em Júpiter, BP.IC
09/07293-8 - Estudo da dinâmica de captura por arrasto em gás, BP.IC
08/10079-5 - Origem de satélites co-orbitais via ruptura, BP.PD
09/05214-3 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto encontros próximos em dinâmica orbital, BP.TT
08/56961-0 - Satélites com alta excentricidade e ou alta inclinação, BP.MS
08/08679-4 - Estabilidade de discos e formação planetária ao redor de sistemas binários, BP.PD
09/00022-9 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto encontros próximos em dinâmica orbital, BP.TT
09/00025-8 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto encontros próximos em dinâmica orbital, BP.TT
08/52927-2 - Dinâmica e estabilidade de satélites regulares como consequência da migração planetária, BP.MS
07/07411-5 - Estudo tridimensional de trajetórias de grupos de partículas passando por corpos massivos, BP.PD
08/00953-0 - Estudos de efeitos ressonantes na estabilidade de satélites de asteroides, BP.IC
07/06275-0 - Análise da estabilidade da região externa do sistema Plutão-Caronte após a descoberta dos novos satélites Nix e Hydra: aplicação à sonda New Horizon, BP.MS - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Voo (engenharia de aeronaves)  Aeronaves 

Resumo

Encontros próximos em dinâmica orbital ocorrem quando, sob a ação da força gravitacional, um corpo tem em sua trajetória uma grande aproximação com um outro corpo. Dependendo dos parâmetros geométricos e dinâmicos deste encontro, a evolução orbital destes dois corpos pode ser das mais variadas, como por exemplo: i) pode ocorrer uma colisão entre os corpos; ii) pode ocorrer uma drástica mudança de trajetória em um dos corpos (ou nos dois corpos); iii) pode ocorrer uma harmoniosa troca de momento angular entre os corpos de modo a mantê-los em órbitas similares, repetindo sistematicamente os encontros próximos de modo que o sistema seja estável (sistemas coorbitais). Os encontros próximos podem ser sensivelmente dependentes das condições iniciais, caracterizando a existência de regiões caóticas no espaço de fase de sistemas dinâmicos com este tipo de situação. O fenômeno de encontros próximos é extremamente recorrente em dinâmica orbital, tanto com aplicações na dinâmica de corpos artificiais (satélites, sondas, etc), como na dinâmica de corpos naturais (planetas, cometas, asteróides, anéis planetários, etc). Este Projeto Temático visa o agrupamento de pesquisadores com formação e experiência científica sólida em Dinâmica Orbital para abordar o tema Encontros Próximos de forma sistemática e coordenada. Neste projeto serão realizados estudos que envolvam desde a questão de fundamentos, como a delimitação da esfera de influência gravitacional de um corpo num sistema de vários corpos, passando por uma análise detalhada da dependência dos parâmetros geométricos e dinâmicos do encontro até as suas mais variadas relevantes aplicações em astrodinâmica (evolução orbital, manobras de transferência do tipo “swing-by”, manobras de captura gravitacional, manobras de evasão, que evitem colisão com nuvens de detritos espaciais, e outras) e em dinâmica planetária (captura gravitacional de planetesimais, estabilidade e origem de sistemas coorbitais, formação e evolução de estruturas de anéis estreitos com satélites imersos, migração planetária e o fenômeno de ressonância, que pode atuar como um mecanismo de prevenção de encontros próximos, e outras). O projeto está distribuído em seis partes interconectadas que são classificadas como: A) Fundamentos: esfera de influência, raio de captura, regiões caóticas e colisão - Coordenada por Othon Cabo Winter; B) Manobras Orbitais - Coordenada por Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado; C) Captura Gravitacional - Coordenada por Ernesto Vieira Neto; D) Ressonância e Migração Orbital - Coordenada por Tadashi Yokoyama; E) Sistemas Coorbitais - Coordenada por Ana Paula Marins Chiaradia; F) Detritos Espaciais e Anéis - Coordenada por Silvia Maria Giuliatti Winter. Cada uma das seis partes do projeto será desenvolvida por pelo menos três dos pesquisadores principais, além de colaboradores (pesquisadores e estudantes). As partes serão todas desenvolvidas simultaneamente, existindo conexões diretas entre elas. Em especial, os estudos desenvolvidos na parte dos Fundamentos (A) serão aplicados em todas as outras cinco partes e receberão “inputs” destas outras partes ao longo dos seus desenvolvimentos. Por exemplo, a esfera de influência (A) é uma questão básica nos diversos estudos de manobras e de captura gravitacional (de corpos artificiais ou naturais). Os estudos de Manobras Orbitais estarão envolvendo os trabalhos da parte (B) com resultados e aplicações às partes (C), (E) e (F). Outro tópico que se interrrelaciona nas partes do projeto é o estudo de Ressonâncias (D), que terá implicações diretas nas partes (C), (E) e (F). Além de outras conexões entre tópicos específicos de cada parte do projeto. Os responsáveis acima listados coordenarão as atividades da referida parte do projeto, enquanto que o projeto como um todo será coordenado por Rodolpho Vilhena de Moraes. (AU)

Publicações científicas (10)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
SAMPAIO, J. C.; NETO, A. G. S.; FERNANDES, S. S.; VILHENA DE MORAES, R.; TERRA, M. O. Artificial satellites orbits in 2:1 resonance: GPS constellation. ACTA ASTRONAUTICA, v. 81, n. 2, p. 623-634, DEC 2012. Citações Web of Science: 7.
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CARVALHO, J. P. S.; ELIPE, A.; VILHENA DE MORAES, R.; PRADO, A. F. B. A. Low-altitude, near-polar and near-circular orbits around Europa. Advances in Space Research, v. 49, n. 5, p. 994-1006, MAR 1 2012. Citações Web of Science: 16.
SAMPAIO, JARBAS CORDEIRO; DE MORAES, RODOLPHO VILHENA; FERNANDES, SANDRO DA SILVA. The Orbital Dynamics of Synchronous Satellites: Irregular Motions in the 2:1 Resonance. MATHEMATICAL PROBLEMS IN ENGINEERING, 2012. Citações Web of Science: 6.
PIRES DOS SANTOS, P. M.; GIULIATTI WINTER, S. M.; SFAIR, R. Gravitational effects of Nix and Hydra in the external region of the Pluto-Charon system. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 410, n. 1, p. 273-279, JAN 1 2011. Citações Web of Science: 17.
DOS SANTOS CARVALHO, JEAN PAULO; DE MORAES, RODOLPHO VILHENA; BERTACHINI DE ALMEIDA PRADO, ANTONIO FERNANDO. Planetary Satellite Orbiters: Applications for the Moon. MATHEMATICAL PROBLEMS IN ENGINEERING, 2011. Citações Web of Science: 15.
CARVALHO, J. P. S.; VILHENA DE MORAES, R.; PRADO, A. F. B. A. Some orbital characteristics of lunar artificial satellites. CELESTIAL MECHANICS & DYNAMICAL ASTRONOMY, v. 108, n. 4, p. 371-388, DEC 2010. Citações Web of Science: 31.
DE MELO, C. F.; MACAU, E. E. N.; WINTER, O. C. Alternative Transfers to the NEOs 99942 Apophis, 1994 WR12, and 2007 UW1 via Derived Trajectories from Periodic Orbits of Family G. MATHEMATICAL PROBLEMS IN ENGINEERING, 2009. Citações Web of Science: 0.
DOS SANTOS CARVALHO, JEAN PAULO; DE MORAES, RODOLPHO VILHENA; BERTACHINI DE ALMEIDA PRADO, ANTONIO FERNANDO. Nonsphericity of the Moon and Near Sun-Synchronous Polar Lunar Orbits. MATHEMATICAL PROBLEMS IN ENGINEERING, 2009. Citações Web of Science: 7.
CALLEGARI, JR., N.; YOKOYAMA, T. Dynamics of Enceladus and Dione inside the 2:1 mean-motion resonance under tidal dissipation. CELESTIAL MECHANICS & DYNAMICAL ASTRONOMY, v. 102, n. 4, p. 273-296, DEC 2008. Citações Web of Science: 3.

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