Dinâmica orbital de pequenos corpos

• Processo: 11/08171-3
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Vigência: 01 de maio de 2012 - 30 de abril de 2017
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Dinâmica de Vôo
• Pesquisador responsável: Othon Cabo Winter
• Beneficiário: Othon Cabo Winter
• Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá, SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Antônio Fernando Bertachini de Almeida Prado ; Ernesto Vieira Neto ; Rodolpho Vilhena de Moraes ; Silvia Maria Giuliatti Winter
• Auxílios(s) vinculado(s): 15/19880-6 - Projeto Aster: análise de missão para um asteroide triplo, AV.EXT; 13/09134-0 - A study of double and single second order averaged models to evaluate third body perturbation considering elliptic orbits for the perturbing body, PUB.ART; 13/07670-1 - The study of the asymmetric multiple encounters problem and its application to obtain Jupiter gravity assisted maneuvers, PUB.ART; + mais auxílios vinculados 13/02281-7 - A compound model for the origin of Earth's water, PUB.ART; 13/00960-4 - 23rd AAS/AIAA space flight mechanics meeting, AR.EXT; 12/17365-9 - Evasive maneuvers in space debris environment and technological parameters, PUB.ART - menos auxílios vinculados
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/18418-0 - Busca por órbitas em torno dos pontos Lagrangianos em um asteroide triplo e transferências orbitais, BP.DR; 16/18613-7 - Manobras orbitais assistidas por gravidade para missões a asteroides, BP.MS; 16/07248-6 - Estudo de órbitas para veículos espaciais em torno de asteroides, BP.DR; + mais bolsas vinculadas 16/03727-7 - Estudos sobre a dinâmica dos anéis de Chariklo, BP.MS; 16/10482-0 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto de dinâmica orbital de pequenos corpos, BP.TT; 16/01430-7 - Estudo de pontos de equilíbrio e de órbitas menos perturbadas relacionados à sistemas de asteroides no problema restrito geral de três corpos, BP.PD; 15/26019-5 - Acoplamento spin-órbita em dinâmica do sistema solar, BP.PD; 16/03830-2 - Formação de planetas terrestres: o caso de colisões ineficientes, BP.IC; 16/01467-8 - Dinâmica de anéis planetários estreitos e pequenos satélites, BP.PD; 15/15588-9 - A estabilidade na evolução dinâmica do Sistema Solar via modelo de Nice, BP.DR; 14/22293-2 - Mapeamento de órbitas em torno dos pontos lagrangeanos em um asteroide triplo, BP.MS; 14/20996-6 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto de Dinâmica Orbital de Pequenos Corpos, BP.TT; 14/04126-1 - Evolução do semieixo maior e da excentricidade de um sistema binário sob o efeito de maré, BP.IC; 13/24281-9 - Estudo de formação de satélites regulares de planetas gigantes usando integração numérica hidrodinâmica bidimensional com perturbação da estrela, BP.DR; 13/03233-6 - Dinâmica, controle e reconfiguração de satélites em formação de vôo em torno dos pontos lagrangianos, BP.PD; 13/18814-4 - Origens dos satélites irregulares de Júpiter: mecanismos de captura e plausabilidade sob os diferentes cenários de evolução do Sistema Solar, BP.PD; 13/18746-9 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto de dinâmica orbital de pequenos corpos, BP.TT; 13/18745-2 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto de dinâmica orbital de pequenos corpos, BP.TT; 13/05803-4 - Estudo do efeito da força eletromagnética nas pequenas partículas de anéis planetários, BP.IC; 12/21340-1 - Manobras orbitais envolvendo captura gravitacional com achatamento dos primários, BP.IC; 12/19976-5 - Captura gravitacional de pequenos corpos por arrasto em um gás modelado usando equações hidrodinâmicas, BP.IC; 12/16047-3 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto de dinâmica orbital de pequenos corpos, BP.TT; 12/16049-6 - Manutenção de equipamentos computacionais do projeto de dinâmica orbital de pequenos corpos, BP.TT; 12/12539-9 - Estabilidade de órbitas congeladas em torno de satélites planetários utilizando o sistema Hamiltoniano na forma normal, BP.MS; 12/12724-0 - Implementação do potencial gravitacional Lunar, BP.IC; 12/10744-4 - Análises de transferências orbitais impulsivas da terra a lua e estudo da captura gravitacional temporária, BP.IC; 09/16517-7 - Otimização de trajetórias espaciais utilizando propulsão elétrica solar e manobras gravitacionalmente assistidas, com algoritmo genético, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Satélites artificiais

Resumo

Em dinâmica orbital, pequenos corpos são aqueles que hierarquicamente possuem tamanho muito inferior a pelo menos um dos outros corpos (chamados de primários) do sistema que fazem parte. Um caso muito comum em astronáutica é o de uma sonda espacial viajando dentro do sistema composto por Terra e Lua, por exemplo. Este tipo de característica faz com que a dinâmica do sistema possua algumas peculiaridades. Uma delas é o fato do pequeno corpo, em geral, não afetar significativamente a evolução orbital dos primários. Porém, se houver uma quantidade expressiva de pequenos corpos interagindo com um corpo primário, pode ocorrer um efeito acumulativo de troca de momento angular fazendo com que o primário sofra alterações orbitais significativas. No caso de interações gravitacionais entre pequenos corpos pode ocorrer uma variedade de resultados, dependendo dos parâmetros físicos e dinâmicos destes corpos. Dentre as possibilidades está a colisão entre os corpos, que pode resultar em fragmentação e/ou acresção dos corpos envolvidos. Outra possibilidade é o espalhamento desses corpos, resultando em expressivas mudanças orbitais de ambos. Em Dinâmica Orbital é bastante comum o estudo de coletivos de pequenos corpos. Isto se aplica a constelações de satélites, satélites em formação (formation flight), nuvens de detritos espaciais, famílias de satélites irregulares, discos proto-planetários e anéis planetários, por exemplo. Este Projeto Temático visa o agrupamento de pesquisadores com formação e experiência científica sólida em Dinâmica Orbital para abordar, de forma sistemática e coordenada, o tema Dinâmica Orbital de Pequenos Corpos. Neste projeto serão realizados estudos que envolvam desde a questão de fundamentos, como o fenômeno de colisão e o desenvolvimento do potencial gravitacional de pequenos corpos (que, em geral, são bastante irregulares), passando por estudos da evolução orbital de pequenos corpos sujeitos a diferentes forças perturbativas, até as mais variadas e relevantes aplicações em astrodinâmica (evolução orbital de satélites artificiais e sondas espaciais, manobras orbitais, evolução de nuvens de detritos espaciais, missões espaciais para a exploração de asteroides, entre outras) e em dinâmica planetária (origem e formação de sistemas planetários, de famílias de satélites irregulares, de grupos de asteroides, e evolução orbital de sistemas de anéis planetários e de discos protoplanetários, entre outras). O projeto está distribuído em quatro partes interconectadas que são classificadas como: A) Colisão, Fragmentação e Acresção Coordenada por Ernesto Vieira Neto; B) Potencial Gravitacional Coordenada por RodolphoVilhena de Moraes; C) Manobras Orbitais Coordenada por Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado; D) Anéis, Discos e Nuvens Coordenada por Silvia Maria Giuliatti Winter. Os responsáveis acima listados coordenarão as atividades da referida parte do projeto. Porém, cada uma das quatro partes do projeto será desenvolvida por pelo menos três dos cinco pesquisadores principais, além de colaboradores (pesquisadores e estudantes). As partes serão todas desenvolvidas simultaneamente, existindo conexões diretas entre elas. Em especial, os estudos a serem desenvolvidos nas partes denominadas (A) Colisão, Fragmentação e Acresção e (B) Potencial Gravitacional serão aplicados nas outras duas partes e receberão "inputs" dessas partes ao longo dos seus desenvolvimentos. Por exemplo, o fenômeno da colisão é uma questão básica nos estudos de geração e evolução de detritos orbitais, bem como, nos estudos de formação planetária e de formação de famílias de satélites irregulares. No caso do potencial gravitacional de corpos irregulares, o desenvolvimento destes potenciais será fundamental nos estudos de evolução orbital e manobras de sondas para explorarem estes corpos, bem como, nos estudos de evolução orbital de satélites naturais e partículas que estejam ao redor deles. (AU)