Dinâmica, controle e reconfiguração de satélites em formação de vôo em torno dos pontos lagrangianos

Resumo

O conceito de Satélites em Formação de voo (SFV) significa se ter dois ou mais satélites em órbita, sendo que suas posições relativas se mantêm constantes ou obedecendo a uma configuração, eventualmente dinâmica, ao longo da trajetória. Este conceito envolve o controle sobre o movimento coordenado de um grupo de veículos, com o objetivo de se manter uma determinada geometria de configuração espacial entre os elementos do conjunto. Ele permite que um conjunto de satélites de pequeno porte e baixo custo, configurados em formação, opere como se fosse um único "satélite virtual" de grande porte, proporcionando uma capacidade de obtenção de dados sem igual. Assim, tendo como cenário o sistema Terra-Lua, este projeto se propõe apresentar uma metodologia que vá ao encontro da eficácia e eficiência desejada, apoiada nos conceitos provenientes da aplicação da Teoria de Sistemas Dinâmicos e exploração das características únicas do Problema Circular Restrito de Três Corpos, modelo fundamental para o cenário Terra-Lua-partícula, onde as iterações gravitacionais entre os satélites em formação não são consideradas pois as mesmas são praticamente nulas. Neste projeto, os satélites estarão localizados ao redor dos pontos Lagrangianos L4 e L5 que formam um triângulo equilátero junto com a Terra e a Lua. No sistema Terra-Lua, L4 e L5 são pontos de equilíbrio estáveis do tipo centro, isto é, existe uma família de órbitas periódicas ao redor deles. É necessário portanto achar uma estratégia de controle ótimo para Satélites em Formação de Voo que mantenha fixa a formação na direção em que a mesma é mais estável. Finalmente, dependendo do tipo de aplicações, como por exemplo telescópios espaciais, pode ser necessária a reconfiguração do arranjo geométrico da formação. É preciso portanto achar um conjunto de manobras que minimizem o uso de combustível para mudar a configuração e que evitem a colisão entre os satélites. (AU)