Estudo de manobras orbitais com baixo empuxo na presença de forças Perturbadoras

• Processo: 13/21983-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2014
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Antônio Fernando Bertachini de Almeida Prado
• Beneficiário: Thais Carneiro Oliveira
• Supervisor: Arun Kanti Misra
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: McGill University, Montreal, Canadá
• Vinculado à bolsa: 11/24076-0 - Estudo de Manobras Orbitais com Baixo Empuxo na Presença de Forças Perturbadoras, BP.DR
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Manobra ótima | otimização | Perturcação externa | Propulsão de baixo empuxo | Mecânica Orbital e Controle

Resumo

O objetivo deste trabalho é o de prosseguir o estudo dos modelos e métodos mais usados para o cálculo de trajetórias espaciais ótimas, do ponto de vista de menor consumo de combustível, para uma transferência de um veículo espacial entre duas órbitas dadas. Em particular, o presente trabalho tem por objetivo estudar o problema de manobras orbitais realizadas com a aplicação de um baixo empuxo por um tempo relativamente longo. O modelo de dinâmica levará em conta desvios não keplerianos, ou seja, as chamadas perturbações orbitais serão consideradas, dado que o tempo de execução da manobra será grande o suficiente para que essas forças tenham uma atuação importante. Um dos objetivos da pesquisa será efetuar um estudo detalhado de diversos tipos de missões espaciais, encontrando a órbita ideal para a sua execução, para então definir quais forças perturbadoras deverão ser incluídas na modelagem. Após esse trabalho, um estudo será feito para avaliar as diferenças tanto em termos de consumo de combustível como também em termos de tempo de propulsão para efetuar a manobra pretendida, levando em conta as perturbações citadas na dinâmica do movimento.Sendo assim, de forma geral, as metas que esse trabalho de pesquisa pretende atingir são várias. A principal delas é a realização de novas pesquisas para generalização e ampliação dos resultados existentes. Os principais objetivos a serem atingidos com esse trabalho são:1) Estudo detalhado das soluções apresentadas na literatura, em particular das mais relativas aos métodos que envolvem baixo empuxo e dinâmica não Kepleriana. No item "Referências" são mostrados alguns dos trabalhos encontrados na literatura, incluindo trabalhos desenvolvidos pelos orientadores da presente proposta;2) Realização de novas pesquisas para generalização dos resultados existentes para manobras orbitais com baixo empuxo;3) Implementação de métodos úteis, do ponto de vista prático, para missões espaciais, tais como o projeto ASTER, que estuda a possibilidade do envio de uma sonda espacial a um asteróide; o CBERS, que consiste em uma missão de estudos de recursos naturais da Terra, etc. A missão ASTER já passou por varias etapas de estudo e o tópico de manobras orbitais é de grande importância para a realização da missão. Isso implicaria em transformar o conhecimento adquirido com a pesquisa realizada em procedimentos e rotinas que possam vir a ter utilização prática. (AU)