@MastersThesis{Cavalca:2017:BuÓrTo,
author = "Cavalca, Marina Pires de Oliveira",
title = "Busca de {\'o}rbitas em torno de sistemas com baixa raz{\~a}o de
massa",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2017",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2017-02-16",
keywords = "astrodin{\^a}mica, problema restrito de tr{\^e}s corpos, quasi
satellite orbits, press{\~a}o de radia{\c{c}}{\~a}o solar,
trajet{\'o}rias espaciais, astrodynamics, restricted three-body
problem, solar radiation pressure, space trajectories.",
abstract = "Nas {\'u}ltimas d{\'e}cadas, houve um crescente interesse em
miss{\~o}es a Marte e a \${{"}]\$pequenos corpos\${{"}]\$.
Como interessantes exemplos de pequenos corpos t{\^e}m-se as luas
de Marte, Fobos e Deimos, o asteroide Pallas, um dos maiores
asteroides do Sistema Solar e o asteroide triplo
2001SN\$_{263}\$, poss{\'{\i}}vel alvo da primeira miss{\~a}o
brasileira de explora{\c{c}}{\~a}o em espa{\c{c}}o profundo.
Neste trabalho, prop{\~o}e-se fazer uma investiga{\c{c}}{\~a}o
num{\'e}rica em busca de {\'o}rbitas naturais que possam ser
utilizadas por um ve{\'{\i}}culo espacial para explorar as luas
de Marte, a prov{\'a}vel lua de Pallas e os corpos Beta e Gama do
asteroide triplo 2001SN\$_{263}\$. No entanto, em alguns
sistemas, as luas podem n{\~a}o ter massa suficiente para manter
{\'o}rbitas a sua volta, mesmo as muito perturbadas. A esfera de
influ{\^e}ncia desses corpos se encontra abaixo ou logo acima de
sua superf{\'{\i}}cie. Isso ocorre com as luas de Marte e com a
lua de Pallas. {\'O}rbitas em torno dessas luas usando
dispositivos de controle podem exigir grande consumo de
combust{\'{\i}}vel, que {\'e} um grande problema para a maioria
das miss{\~o}es. Para resolver esta quest{\~a}o {\'e}
poss{\'{\i}}vel usar algumas {\'o}rbitas especiais que existem
no modelo do problema restrito de tr{\^e}s corpos, que s{\~a}o
chamadas de {"}Quasi-Satellite Orbits{"} (QSO). Elas s{\~a}o
dominadas pela gravidade do corpo de maior massa do sistema, mas
usam a pequena perturba{\c{c}}{\~a}o da lua para manter o
ve{\'{\i}}culo espacial por perto. Deste modo, este estudo
utiliza-se deste tipo de {\'o}rbita para observar as luas
marcianas, Fobos e Deimos, e tamb{\'e}m a prov{\'a}vel lua de
Pallas. Os resultados apresentaram {\'o}rbitas que s{\~a}o
capazes de fazer com que o ve{\'{\i}}culo espacial
permane{\c{c}}a a dist{\^a}ncias da ordem de 25-200 km das luas
de Marte, e de 20-100 km da lua de Pallas, por um intervalo de
tempo de 30 dias. J{\'a} o asteroide triplo 2001SN\$_{263}\$,
apresenta corpos com massas suficientes para para permitir
{\'o}rbitas ao redor de suas luas. Estas {\'o}rbitas tamb{\'e}m
podem ser estudas pelo problema de tr{\^e}s corpos. Os resultados
apresentaram {\'o}rbitas capazes de manter o ve{\'{\i}}culo
espacial a dist{\^a}ncias de 500 m das luas por um intervalo de
tempo de 30 dias. Para selecionar as {\'o}rbitas mais
interessantes em cada sistema, utiliza-se um novo crit{\'e}rio,
que {\'e} o da minimiza{\c{c}}{\~a}o da dist{\^a}ncia
m{\'e}dia do ve{\'{\i}}culo espacial-lua para um dado tempo.
Cada trajet{\'o}ria pode ser identificada pelas
condi{\c{c}}{\~o}es iniciais do ve{\'{\i}}culo espacial em
rela{\c{c}}{\~a}o {\`a} lua, sua posi{\c{c}}{\~a}o inicial e
a velocidade. Para a din{\^a}mica, al{\'e}m do problema restrito
de tr{\^e}s corpos, tamb{\'e}m {\'e} considerada a
influ{\^e}ncia da press{\~a}o da radia{\c{c}}{\~a}o solar, que
{\'e} dependente da posi{\c{c}}{\~a}o angular inicial do Sol.
Alguns sistemas, podem ser sens{\'{\i}}veis a este fator ou os
ve{\'{\i}}culos espaciais podem ter valores altos para a
rela{\c{c}}{\~a}o {\'a}rea-massa. Por fim, v{\'a}rias
fam{\'{\i}}lias de {\'o}rbitas foram encontradas para as luas
de cada sistema, com caracter{\'{\i}}sticas particulares, como:
maiores ou menores varia{\c{c}}{\~o}es na dist{\^a}ncia entre o
ve{\'{\i}}culo espacial e a lua, distribui{\c{c}}{\~a}o
espacial regular ou concentra{\c{c}}{\~o}es em determinadas
regi{\~o}es do espa{\c{c}}o, mudan{\c{c}}as de padr{\~o}es
entre outros. ABSTRACT: In recent decades, there has been a
growing interest in missions to Mars and to \${''}\$small
bodies\${''}\$. Interesting examples of small bodies are the
moons of Mars, Phobos and Deimos; the asteroid Pallas, one of the
largest asteroids in the Solar System; and the triple asteroid
2001SN\$_{263}\$, the possible target of the first Brazilian
deep space exploration mission. In this work, it is proposed to
perform a numerical investigation of natural orbits that can be
used by a spacecraft to investigate the moons of Mars, the
possible moon of Pallas, and Beta and Gamma bodies of the triple
asteroid 2001SN\$_{263}\$. However, in some systems, the moons
may not have enough mass to keep the orbits around them, even
highly disturbed ones. The sphere of influence of these bodies
lies below or just above their surfaces. This occurs with the
moons of Mars and Pallas. Orbits around those moons using control
devices may require heavy fuel consumptions, which is a big
problem for most missions. To solve this question, it is possible
to use some special orbits that exist in the restricted three-body
problem mathematical model, which are called \${''}\$Quasi
Satellite Orbits\${''}\$ (QSO). These orbits are dominated by
the gravity of the largest to it, but use the small perturbation
of the moon to keep the spacecraft close. Thus, in this study,
this type of orbit is used to observe the Martian moons, Phobos
and Deimos, and also the possible moon of Pallas. The results
showed orbits that are capable of making the spacecraft stay at
distances of about 25-200 km from the moons of Mars, and 20-100 km
from the moon of Pallas. The triple asteroid 2001SN\$_{263}\$
has bodies with masses sufficient to allow orbits around its
moons. These orbits can also be studied by the three-body problem.
The results showed orbits capable of keeping the spacecraft at
distances of 500 m from the moons. To select the most interesting
orbits in each system, a new criterion is used, which is to
minimize the average distance of the spacecraft-moon for a given
time. Each trajectory can be identified by the initial conditions
of the spacecraft relative to the moon, its initial position and
velocity. For the dynamics, in addition to the restricted
three-body problem, it is also considered the influence of the
solar radiation pressure, which is dependent on the initial
angular position of the Sun. Some systems may be sensitive to this
factor, if the spacecrafts have high values for the area-mass
ratio. Finally, several families of orbits have been found for
moons of each system, with particular characteristics such as:
greater or smaller variations in the distance between the
spacecraft and the moon, regular spatial distribution or
concentrations in certain regions of space, changes in patterns,
among others.",
committee = "Moraes, Rodolpho Vilhena de (presidente) and Prado, Antonio
Fernando Bertachini de Almeida (orientador) and Gomes, Vivian
Martins (orientadora) and Formiga, Jorge kennety Silva
(orientador) and Sanchez, Diogo Merguizo and Santos, Denilson
Paulo Souza dos",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Searching for orbits around systems with low mass ratio",
language = "pt",
pages = "107",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3NB5JB8",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3NB5JB8",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}