@PhDThesis{Masago:2018:BuÓrNa,
author = "Masago, Bruna Yukiko Pinheiro Lopes",
title = "Busca de {\'o}rbitas naturais para observar sistemas
m{\'u}ltiplos de asteroides",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2018",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2018-06-07",
keywords = "astrodin{\^a}mica, manobras orbitais, corpos pequenos,
asteroides, astrodynamics, orbital maneuvers, small bodies,
asteroids.",
abstract = "As miss{\~o}es espaciais destinadas a pequenos corpos do Sistema
Solar s{\~a}o importantes para aperfei{\c{c}}oar o nosso
conhecimento sobre o Universo. Normalmente, esses corpos n{\~a}o
possuem caracter{\'{\i}}sticas bem conhecidas, como seu campo de
gravidade, forma, tamanho e massa, o que torna o planejamento de
uma miss{\~a}o uma tarefa dif{\'{\i}}cil. O presente trabalho
tem como objetivo a busca de {\'o}rbitas naturais, ou seja,
aquelas que n{\~a}o utilizaram nenhuma manobra orbital, ao redor
de asteroides m{\'u}ltiplos. Foram escolhidos os sistemas triplos
2001SN263, (45) Eugenia, e o sistema duplo 2002CE26. Ao escolher a
trajet{\'o}ria de um ve{\'{\i}}culo espacial, a
evolu{\c{c}}{\~a}o das dist{\^a}ncias entre o ve{\'{\i}}culo
e os corpos que comp{\~o}em o sistema {\'e} primordial, pois
influencia na qualidade das observa{\c{c}}{\~o}es. Sendo assim,
este trabalho tem como objetivo principal a busca de {\'o}rbitas
que permitam que o ve{\'{\i}}culo espacial permane{\c{c}}a o
maior tempo poss{\'{\i}}vel pr{\'o}ximo aos corpos que
comp{\~o}em o sistema de asteroides, sem o uso de manobras
orbitais. Foram utilizados os modelos que foram avaliados como
mais adequados para cada sistema de asteroides, considerando os
efeitos da press{\~a}o da radia{\c{c}}{\~a}o e a n{\~a}o
esfericidade dos corpos. As {\'o}rbitas naturais encontradas
s{\~a}o {\'u}teis para uma miss{\~a}o, e podem ser usadas
individualmente ou combinadas por manobras. Tr{\^e}s pontos foram
considerados. O primeiro {\'e} a inclus{\~a}o da press{\~a}o da
radia{\c{c}}{\~a}o solar nos modelos matem{\'a}ticos. Os
resultados mostram que {\'o}rbitas naturais para explorar os
tr{\^e}s corpos n{\~a}o s{\~a}o comuns, mas algumas
{\'o}rbitas apresentam tempos de observa{\c{c}}{\~a}o
significativos. Por outro lado, {\'o}rbitas que s{\~a}o
adequadas para a explora{\c{c}}{\~a}o de Alpha e Gama s{\~a}o
facilmente encontradas, bem como {\'o}rbitas que j{\'a} iniciam
como sat{\'e}lite de Beta no instante inicial da
simula{\c{c}}{\~a}o. O segundo {\'e} a import{\^a}ncia das
imprecis{\~o}es na estima{\c{c}}{\~a}o dos dados
f{\'{\i}}sicos dos corpos dos sistemas 2001SN263 e 2002CE26,
onde {\'e} assumido que a massa do corpo central {\'e}
fornecida, deixando a an{\'a}lise das imprecis{\~o}es para as
massas dos corpos secund{\'a}rios. Esta tarefa {\'e} essencial,
porque h{\'a} grandes incertezas nesses valores. Em particular,
trajet{\'o}rias que apresentam tempos de observa{\c{c}}{\~a}o
bem distribu{\'{\i}}dos em todos os casos ao variar esses
par{\^a}metros f{\'{\i}}sicos s{\~a}o muito importantes,
porque podem ser usadas como {\'o}rbitas de estacionamento
iniciais para o ve{\'{\i}}culo espacial. A partir dessas
{\'o}rbitas, o ve{\'{\i}}culo pode fazer
observa{\c{c}}{\~o}es mais detalhadas do sistema e fazer uma
estimativa mais precisa dos tamanhos e massas dos asteroides,
permitindo assim a escolha de outras op{\c{c}}{\~o}es para a
{\'o}rbita do ve{\'{\i}}culo espacial. O aspecto mais
importante {\'e} encontrar {\'o}rbitas que tenham tempos de
observa{\c{c}}{\~a}o para todos os cen{\'a}rios de
imprecis{\~o}es considerados. Os resultados mostram a
exist{\^e}ncia de v{\'a}rias {\'o}rbitas que atendem a este
crit{\'e}rio. O terceiro ponto a ser considerado {\'e} a
varia{\c{c}}{\~a}o do achatamento dos asteroides do sistema
duplo 2002CE26. Essa an{\'a}lise {\'e} motivada devido ao valor
do achatamento do corpo central ser desconhecido. Observa-se que
algumas {\'o}rbitas apresentam uma melhora no tempo de
observa{\c{c}}{\~a}o, enquanto que outras n{\~a}o obtiveram
varia{\c{c}}{\~o}es significativas. ABSTRACT: Space missions to
small bodies of the Solar System are important for improving our
knowledge about the Universe. Normally, these bodies do not have
well-known characteristics, such as their gravity field, shape,
size and mass, which makes planning a mission a difficult task.
The present work has the objective of searching for natural
orbits, that is, those that did not use any orbital maneuver,
around multiple asteroid systems. The triple systems 2001SN263,
(45) Eugenia, and the double system 2002CE26 were chosen. When
choosing the trajectory of a space vehicle, the evolution of the
distances between the vehicle and the bodies that compose the
system are measured, because they are important for the quality of
the observations. Thus, this work has the main objective of
searching for orbits that allow the space vehicle to remain as
long as possible near the bodies that compose the asteroid system,
without the use of orbital maneuvers. We used the models that were
considered to be the most suitable for each asteroid system,
considering the effects of radiation pressure and the non
sphericity of the bodies. Natural orbits are useful for a mission,
and can be used individually or combined by maneuvers. Three main
points were considered. The first is the inclusion of solar
radiation pressure in mathematical models. The results show that
natural orbits to explore the three bodies are not common, but
some orbits have significant observation times. On the other hand,
orbits that are suitable for the exploration of Alpha and Gamma
are easily found, as well as orbits that already start as a Beta
satellite at the initial moment of the simulation. The second is
the importance of inaccuracies in the estimation of the physical
data of the bodies of the systems 2001SN263 and 2002CE26, where it
is assumed that the mass of the central body is supplied, leaving
the analysis of the errors for the masses of the secondary bodies.
This task is essential because there are great uncertainties in
these values. In particular, trajectories that present
well-distributed observation times in all cases by varying these
physical parameters are very important because they can be used as
initial parking orbits for the spacecraft. From these orbits, the
vehicle can make more detailed observations of the system and more
accurately estimate the sizes and masses of the asteroids, thus
allowing the choice of other options for the space vehicle orbit.
The most important aspect is to find orbits that have observation
times for all scenarios of inaccuracies considered. The results
show the existence of several orbits that meet this criterion. The
third point to be considered is the asteroid flattening variation
of the double system 2002CE26. This analysis is motivated because
the flatness of the central body is unknown. It is observed that
some orbits present an improvement in the time of observation,
while others did not obtain significant variations.",
committee = "Winter, Othon Cabo (presidente) and Prado, Ant{\^o}nio Fernando
Bertachini de Almeida (orientador) and Chiaradia, Ana Paula Marins
(orientadora) and Formiga, Jorge Kennety Silva and Ara{\'u}jo,
Rosana Aparecida Nogueira de",
englishtitle = "Search for natural orbits to observe multiple systems of
asteroids",
language = "pt",
pages = "252",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3RDL7FB",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/3RDL7FB",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}