Optimal transfers from Moon to L-2 halo orbit of the Earth-Moon system

Autor(es)

Santos, L. B. T. ; Sousa-Silva, P. A. ; Terra, M. O. ; Mani, Karthik V. ; de Almeida, A. K., Jr. ; Sanchez, D. M. ; Prado, A. F. B. A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Advances in Space Research; v. 70, n. 11, p. 11-pg., 2022-12-01.

Resumo

In this paper, optimal solutions are investigated for a transfer from a parking orbit around the Moon to a halo orbit around L-2 of the Earth-Moon system. The transfers are executed by applying a single maneuver and exploiting the stable invariant manifold of the hyperbolic parking solution at arrival. In this regard, an optimization problem is proposed where both the orbital characteristics of a parking solution around the Moon (its Keplerian elements) and the characteristics of a transfer trajectory (guided by the stable manifold of the arrival Halo orbit) are considered as variables. The problem involved in the single maneuver transfer is solved using a nonlinear programming method (NLP), which aims to minimize the cost of DV within the framework of the Earth-Moon system using the circular restricted three-body problem. The feasibility of this kind of transfer for a Cubesat is shown in this paper through results with low Delta V combined with suitable times of flight. (C) 2022 Published by Elsevier B.V. on behalf of COSPAR. (AU)

• Processo FAPESP: 16/24561-0 - A relevância dos pequenos corpos em dinâmica orbital
• Beneficiário: Othon Cabo Winter
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/07377-6 - Movimento de veículos espaciais em torno de pontos de equilíbrio artificiais
• Beneficiário: Allan Kardec de Almeida Junior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/06966-8 - Busca por órbitas e manobras de manutenção orbital aplicadas a missões espaciais em torno dos pontos de equilíbrio do sistema Terra-Lua
• Beneficiário: Leonardo Barbosa Torres dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 16/24970-7 - Programa de Pesquisa de Observação e Previsão da Cintilação (SPORT)
• Beneficiário: Mangalathayil Ali Abdu
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 16/18418-0 - Busca por órbitas em torno dos pontos Lagrangianos em um asteroide triplo e transferências orbitais
• Beneficiário: Leonardo Barbosa Torres dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado