A Influência das Condições de Lançamento na Viabilidade e Projeto de Trajetórias no Espaço Cislunar

• Processo: 23/04386-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Dinâmica de Vôo
• Pesquisador responsável: Maisa de Oliveira Terra
• Beneficiário: Caio Jansen Accioly
• Instituição Sede: Divisão de Engenharia Aeronáutica (IEA). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/15747-6 - Design de Trajetórias Cislunares em Modelos de Efemérides Realísticos, BE.EP.IC
• Assunto(s): Astrodinâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Astrodynamics | Fuel Efficiency | Launch Conditions | Realistic Ephemeris Models | The Circular Restricted Three-Body Problem | Transfer Orbits | Projeto de Trajetórias Espaciais Modernas

Resumo

Com o atual interesse global em missões lunares, novas trajetórias que facilitam ou reduzem o custo de um voo espacial podem ter um grande impacto. Neste cenário, o problema restrito de três corpos circular (CRTBP) tem sido amplamente explorado, uma vez que modela em uma boa primeira aproximação a não linearidade do campo gravitacional cislunar e as trajetórias e órbitas que povoam o espaço de fase. Em qualquer missão lunar, as trajetórias de transferência são essenciais. Explorando as estruturas hiperbólicas presentes no espaço de fase do CRTBP, em particular, calculando as variedades estáveis e instáveis das soluções escolhidas, as transferências Terra-Lua podem ser construídas, como um exemplo. Nesta abordagem, manobras impulsivas de baixo custo geralmente são necessárias para colar soluções de distintos sistemas do CRTBP e, adicionalmente, o emprego de captura balística pode reduzir ainda mais os custos na chegada. Em outros casos, uma conexão heteroclínica (de custo nulo) pode ser obtida pela interseção de variedades estáveis e instáveis de órbitas hiperbólicas de interesse no mesmo nível de energia no espaço de fase. No entanto, essas trajetórias no sistema CRTBP são apenas aproximações da dinâmica real de vários corpos, portanto, elas devem ser refinadas para modelos mais realísticos antes de análises posteriores. No processo de refinamento das trajetórias, diferentes condições de lançamento, antes ignoradas no modelo mais simples, passam a influenciar o custo da missão. Tais condições, como a posição relativa real do Sol, Terra e Lua, a inclinação das órbitas, tempo de lançamento e outros corpos gravitacionais, influenciam diretamente o custo total e a trajetória final da missão. Portanto, o objetivo deste projeto é determinar as relações dessas diferentes condições de lançamento com a eficiência de combustível requerido em missões lunares modernas.