%0 Conference Proceedings
%4 sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/08.10.17.32
%2 sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/08.10.17.32.26
%T Propagação numérica da atitude de satélites artificiais com quatérnions e torques externos
%D 2015
%A Pelosi, Tatiane Scarabel,
%A Orlando, Valcir,
%A Zanardi, Maria Cecília,
%@affiliation Universidade Estadual Paulista (UNESP)
%@affiliation Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%@affiliation Universidade Federal da ABC (UFABC)
%@electronicmailaddress tatiane_pelosi@hotmail.com
%@electronicmailaddress valcir@css.inpe.br
%@electronicmailaddress mceciliazanardi@gmail.com
%B Seminário de Iniciação Científica e Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação
%C São José dos Campos, SP
%8 30-31 jul.
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
%J São José dos Campos, SP
%X Este trabalho, iniciado em agosto de 2014, visa realizar a simulação e testes de um procedimento numérico desenvolvido para analisar a influência de torques externos no movimento rotacional de satélites artificiais estabilizados em atitude por rotação. São analisadas as influências dos seguintes torques: aerodinâmico, gradiente de gravidade, elétrico, magnéticos e os devidos à força de pressão de radiação solar. São considerados satélites estabilizados por rotação, cujo eixo de rotação coincide com o eixo de maior momento principal de inércia. Para o posicionamento deste eixo em relação a um sistema inercial são utilizados os ângulos de ascensão reta (α) e declinação ( ). Com esses parâmetros e o conhecimento da posição do Sol em função do tempo é possível calcular os valores do ângulo de aspecto solar do satélite, nos instantes desejados. O ângulo de aspecto solar é definido como o ângulo formado entre a direção de incidência dos raios solares sobre o satélite e a direção do eixo de rotação do mesmo. A obtenção deste ângulo é, geralmente, de suma importância para o bom desempenho de missões de satélites estabilizados por rotação, pois dele pode depender não só o apontamento adequado dos painéis solares para suprir energia elétrica de bordo, como também o apontamento adequado do satélite para evitar a incidência de luz solar sobre um ou mais de seus painéis externos, nos quais a incidência direta de luz solar poderia causar o sobreaquecimento de alguns equipamentos, com risco de danificá-los. O método de Kunge-Rutta é utilizado para a integração numérica das equações do movimento rotacional, descritas em termos dos quatérnions e das componentes da velocidade de rotação. Após a determinação dos quatérnions de atitude e das componentes da velocidade angular no sistema principal de inércia do satélite, são computados: o módulo da velocidade de rotação, os ângulos de ascensão reta e declinação do eixo de rotação e o ângulo de aspecto solar. Os testes de validação do procedimento foram realizados a partir da sua aplicação aos satélites SCD1 e SCD2. Estes satélites são controlados em órbita pelo Centro de Rasteio e Controle de Satélites do INPE (CRC/INPE), que forneceu dados de órbita e atitude reais dos mesmos, para períodos envolvendo toda a vida útil dos satélites, até 2015. O desempenho do procedimento foi analisado por meio da comparação dos resultados advindos das simulações numéricas realizadas com os dados reais fornecidos pelo CRC/INPE. Observou-se que a precisão dos resultados encontra-se dentro da faixa requerida pelo INPE para um período de 15 dias de propagação de atitude, quando um processo de atualização diária dos dados é considerado no procedimento. Isso mostra a viabilidade de sua aplicação em analise preliminar de atitude de satélites estabilizados por rotação. Deve ser ainda salientado que o procedimento, com pequenas alterações, poderia ser utilizado para simulação de atitude de qualquer tipo de satélites.
%@language pt