@PhDThesis{Salazar:2012:DeMaSa,
author = "Salazar, Francisco Javier Tip{\'a}n",
title = "Deployment and maintenance of a satellite formation flight around
L4 and L5 Lagrangian points in the earth-moon system based on low
cost strategies",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2012",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2012-12-04",
keywords = "tr{\^e}s corpos, pontos lagrangianos, baixo custo,
forma{\c{c}}{\~a}o de voo, three bodies, lagrangian points, low
cost, formation flligth.",
abstract = "Este trabalho est{\'a} focado em m{\'e}todos de
transfer{\^e}ncia a partir de uma {\'o}rbita circular ao redor
da Terra at{\'e} {\'o}rbitas peri{\'o}dicas ao redor dos pontos
Lagrangianos \textit{L}\$_{4}\$ e \textit{L}\$_{5}\$ no
sistema Terra-Lua, com aplica{\c{c}}{\~o}es para colocar
v{\'a}rios sat{\'e}lites em v{\^o}o de forma{\c{c}}{\~a}o. Os
pontos Lagrangianos \textit{L}\$_{4}\$ e \textit{L}\$_{5}\$
est{\~a}o localizados a 60 graus acima e embaixo da linha que
conecta a Terra com a Lua e formam com estes dois corpos um
tri{\^a}ngulo equil{\'a}tero. Estes pontos Lagrangianos s{\~a}o
est{\'a}veis pela rela{\c{c}}{\~a}o de massa entre a Terra e a
Lua. Devido {\`a} sua dist{\^a}ncia, radia{\c{c}}{\~o}es
eletromagn{\'e}ticas que proveem da Terra e chegam at{\'e} eles
s{\~a}o substancialmente atenuadas. Dessa maneira, estes pontos
Lagrangianos representam posi{\c{c}}{\~o}es extraordin{\'a}rias
para colocar observat{\'o}rios astron{\^o}micos. Inspirados nos
recentes resultados em manobras assistidas por gravidade, os
m{\'e}todos de transfer{\^e}ncia implementados neste trabalho
usam o campo gravitacional da Lua para atingir os pontos
Lagrangianos. N{\'o}s aplicamos tr{\^e}s diferentes
t{\'e}cnicas para intersectar a esfera de influ{\^e}ncia da Lua:
Transfer{\^e}ncias de M{\'{\i}}nima Energia, Trajet{\'o}rias G
e {\'O}rbitas Ca{\'o}ticas, e mostramos que existem novas
trajet{\'o}rias alternativas para chegar at{\'e} nosso objetivo.
N{\'o}s encontramos vantagens em rela{\c{c}}{\~a}o {\`a}
Transfer{\^e}ncia de Hohmann tais como gasto menor de
combust{\'{\i}}vel e a possibilidade de usar o mesmo
lan{\c{c}}ador para enviar os sat{\'e}lites at{\'e} os pontos
\textit{L}\$_{4}\$ e \textit{L}\$_{5}\$. O trabalho
tamb{\'e}m apresenta um estudo das geometrias ao redor das
{\'o}rbitas peri{\'o}dicas centradas em \textit{L}\$_{4}\$
com boas propriedades para v{\^o}os em forma{\c{c}}{\~a}o.
N{\'o}s consideramos a possibilidade da exist{\^e}ncia de
regi{\~o}es com acelera{\c{c}}{\~a}o radial relativa zero com
respeito {\`a} trajet{\'o}ria nominal. As simula{\c{c}}{\~o}es
num{\'e}ricas mostram que para evitar grandes
varia{\c{c}}{\~o}es das dist{\^a}ncias mutuas entre os
sat{\'e}lites, a forma{\c{c}}{\~a}o tem que estar localizada
n{\~a}o ao longo da dire{\c{c}}{\~a}o de acelera{\c{c}}{\~a}o
radial relativa nula sen{\~a}o ao longo da dire{\c{c}}{\~a}o de
acelera{\c{c}}{\~a}o radial relativa m{\'{\i}}nima. Este
trabalho est{\'a} feito utilizando o modelo Circular Restrito de
Tr{\^e}s Corpos, considerando s{\'o} o movimento no plano da
{\'o}rbita dos sistema Terra-Lua. ABSTRACT: This thesis focuses
on transfer methods from a circular parking orbit around the Earth
to periodic orbits around the Lagrangian points
\textit{L}\$_{4}\$ and \textit{L}\$_{5}\$ in the Earth-Moon
system, with applications to place multiple satellites in
formation flying. Lagrangian points \textit{L}\$_{4}\$ and
\textit{L}\$_{5}\$ lie at 60 degrees ahead of and behind Moon
in its orbit with respect to the Earth and form an equilateral
triangle with the base of the line defined by those two bodies.
These Lagrangian points are stable for the Earth-Moon mass ratio.
Because of their distance, electromagnetic radiations from the
Earth arrive on them substantially attenuated. As so, these
Lagrangian points represent remarkable positions to host
astronomical observatories. Inspired by the recent results in
gravity assist maneuvers, the transfer methods implemented in this
work use the gravita-tional field of the Moon to reach the
Lagrangian points. We apply three different techniques to
intersect the lunar sphere of influence: Minimum Energy Transfers,
Trajectories G and Chaotic Orbits, and prove that there exist new
alternative trajectories to reach our target. We find advantages
over the Hohmann transfer such as less fuel spent and the
possibility using only one rocket launcher to deliver spacecrafts
to \textit{L}\$_{4}\$ and \textit{L}\$_{5}\$. The thesis
also presents a study of geometries around periodic orbits
centered at \textit{L}\$_{4}\$ with good properties for
formation flying. We consider the possible existence of regions of
zero relative radial acceleration with respect to the nominal
trajectory. Numerical simulations show that to avoid large
variations of the mutual distances between the spacecrafts, the
formation flying must be arranged not along the direction of zero
relative radial acceleration but along the direction of minimum
relative radial acceleration. This work is done in the force model
defined by the Circular Restricted Three Body Problem, considering
only the motion on the plane of the orbit of the Earth-Moon
system.",
committee = "Carvalho, Solon Ven{\^a}ncia de (presidente) and Macau, Elbert
Einstein Nehrer (orientador) and Winter, Othon Cabo (orientador)
and Castro, Joaquim Jos{\'e} Barroso de and Moraes, Rodolpho
Vilhema de and Vieira Neto, Ernesto and Cincotta, Pablo Miguel",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Implementa{\c{c}}{\~a}o e manuten{\c{c}}{\~a}o de
sat{\'e}lites em voo de forma{\c{c}}{\~a}o ao redor dos pontos
lagrangianos L4 e L5 com base em estrt{\'e}gicas de baixo
empuxo",
language = "en",
pages = "169",
ibi = "8JMKD3MGP7W/3D43GKS",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP7W/3D43GKS",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "01 maio 2024"
}