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Aplicações práticas das estruturas invariantes do problema restrito de três corpos espacial na dinâmica do sistema solar

Processo: 13/07174-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2013
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Dinâmica de Vôo
Pesquisador responsável:Maisa de Oliveira Terra
Beneficiário:Priscilla Andressa de Sousa Silva
Instituição-sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:12/21023-6 - Dinâmica de satélites artificiais, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):15/16575-8 - Otimização de novas transferências Terra-Lua de baixa energia, BE.EP.PD
Assunto(s):Trajetórias e órbitas   Variedades invariantes

Resumo

Este projeto de pesquisa trata do estudo de estruturas dinâmicas invariantes do Problema Restrito de Três Corpos Espacial (PR3CE) e das suas aplicações práticas em Astronáutica e Astrodinâmica, em particular em projetos de trajetórias de missões espaciais e na dinâmica de subsistemas do Sistema Solar. O modelo matemático é descrito por uma Hamiltoniana autônoma não-integrável de três graus de liberdade. Para estudá-lo utilizaremos uma abordagem analítico-numérica e ferramentas de Sistemas Dinâmicos. É de particular interesse a questão em aberto da estabilidade de soluções no espaço de fase de seis dimensões. Sabe-se que domínios de estabilidade efetiva em torno dos pontos de equilíbrio triangulares do PR3CE estão relacionados, por exemplo, ao movimento de asteroides e cometas conhecidos como NEO (Near Earth Objects), à dinâmica dos anéis de Urano e à existência dos asteroides Troianos que acompanham a órbita de Júpiter. Nesses domínios, as partículas permanecem aprisionadas por longos períodos devido à presença de variedades invariantes hiperbólicas de codimensão-1 que agem como barreiras efetivas entre trajetórias capturadas e de escape. Também encontramos aplicações práticas para os objetos invariantes nas proximidades dos pontos de equilíbrio colineares do PR3CE em projetos de missões espaciais modernas, pois órbitas periódicas e quasi-periódicas e as variedades invariantes hiperbólicas de órbitas periódicas e de toros bidimensionais podem guiar trajetórias, aproveitando as características não-lineares do modelo para diminuir o gasto de combustível. Assim, propõe-se o estudo sistemático de objetos invariantes relevantes, inicialmente, nos sistemas Sol-Júpiter e Terra-Lua a fim de caracterizar os processos de transporte possibilitados por essas estruturas com possíveis aplicações, respectivamente, à explicação da dinâmica dos Troianos e à obtenção de possíveis órbitas de estacionamento para plataformas espaciais e transferências de baixa energia.

Publicações científicas
(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)
SOUSA-SILVA, PRISCILLA; TERRA, MAISA O.; CERIOTTI, MATTEO. Fast Earth-Moon transfers with ballistic capture. ASTROPHYSICS AND SPACE SCIENCE, v. 363, n. 10 OCT 2018. Citações Web of Science: 2.
SOUSA-SILVA, PRISCILLA A.; TERRA, MAISA O. Biparametric investigation of the general standard map: multistability and global bifurcations. COMPUTATIONAL & APPLIED MATHEMATICS, v. 37, n. 3, p. 3726-3743, JUL 2018. Citações Web of Science: 0.
DE SOUSA-SILVA, PRISCILLA A.; TERRA, MAISA O. A survey of different classes of Earth-to-Moon trajectories in the patched three-body approach. ACTA ASTRONAUTICA, v. 123, p. 340-349, JUN-JUL 2016. Citações Web of Science: 6.

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