%0 Thesis
%4 sid.inpe.br/mtc-m21d/2022/06.24.17.52
%2 sid.inpe.br/mtc-m21d/2022/06.24.17.52.53
%T Estudo de técnicas para deflexão de asteroides potencialmente perigosos
%J Studying techniques to deflect potentially dangerous asteroids
%D 2022
%8 2022-04-29
%9 Tese (Doutorado em Mecânica Espacial e Controle)
%P 89
%A Marchi, Luis Otávio,
%E Moraes, Rodolpho Vilhena de (presidente),
%E Prado, Antonio Fernando Bertachini de Almeida (orientador),
%E Sanchez, Diogo Merguizo (orientador),
%E Venditti, Flaviane Cristine Faria (orientadora),
%E Carvalho, Francisco das Chagas,
%E Terra, Maísa de Oliveira,
%E Gomes, Vivian Martins,
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K (99942) Apophis, (101955) Bennu, defesa planetária, mineração espacial, PHA’s, planetary defense, space mining.
%X Neste trabalho propomos o uso de três métodos para deflexão de Asteróides Potencialmente Perigosos (PHAs, sigla em inglês para Potentially Hazardous Asteroids), os quais são: perturbador gravitacional, impactador cinético e dispositivo espacial reflexivo. Usamos configurações com 01 e 02 perturbadores gravitacionais para medir os desvios na trajetória do (99942) Apophis, levando em consideração o Problema de N-Corpos, incluindo todos os planetas do Sistema Solar, a Lua, as luas de Marte (Fobos e Deimos), a lua de Plutão (Caronte), os três maiores asteróides situados no Cinturão Principal (Ceres, Pallas e Vesta), as perturbações devido ao achatamento do Sol (J2), harmônicos esféricos zonais, setoriais e tesserais da Terra e da Lua (ordem e grau 6), pressão de radiação solar (PRS) e efeitos relativísticos, segundo a Teoria da Relatividade Geral. Validamos o simulador criado comparando os resultados calculados com os fornecidos pelas efemérides HORIZONS do JPL, para semi-eixo maior, excentricidade e inclinação, durante a fase de mínima aproximação com a Terra em 13/04/2029. Mostramos quais são os perturbadores mais importantes na dinâmica do (99942) Apophis, em comparação com a dinâmica de outros asteróides, através da integral do valor absoluto das acelerações perturbadoras (Tipo-I). Com o cruzamento dos resultados obtidos, encontramos as condições iniciais dos perturbadores que afastam ou aproximam o (99942) Apophis da Terra. Além disso, mapeamos as condições iniciais que geram colisões entre os corpos do sistema. Usando como base o modelo validado para o perturbador gravitacional, implementamos o método do impactador cinético e calculamos os desvios na trajetória do (99942) Apophis, como função de um incremento na velocidade do próprio asteróide ou da espaçonave, antes de ocorrer o impacto. Por último, propomos um método baseado na fixação de um balão reflexivo por um cabo espacial na superfície do (101955) Bennu, um asteróide com características peculiares e alvo da missão OSIRIS-REx. Os desvios determinados foram ajustados por equações lineares, como função dos parâmetros físicos desse dispositivo. Para os três métodos estudados, verificou-se a possibilidade de alterar a órbita do asteróide no sentido de aproximálo ou de afastá-lo da Terra. ABSTRACT: In this work we propose the use of three methods to deflect Potentially Hazardous Asteroids (PHAs), which are: gravitational tractor, kinetic impactor and reflective space device. We used configurations with 01 and 02 gravitational perturbators to measure deviations in the trajectory of the (99942) Apophis, taking into account the N-Bodies Problem, including all the planets of the Solar System, the Moon, the moons of Mars (Phobos and Deimos), the moon of Pluto (Charon), the three largest asteroids located in the Main Belt (Ceres, Pallas and Vesta), and the orbital perturbations of the Sun (J2), zonal, sectoral and tesseral spherical harmonics of Earth and Moon (order and degree 6), solar radiation pressure (SRP) and relativistic effects, according to The General Theory of Relativity. We validated the simulator created by comparing the results calculated with those perturbations with ones provides by JPLs HORIZONS ephemeris, for semi-major axis, eccentricity and inclination, during the phase of minimum approach to Earth on 04/13/2029. We show which perturbators are more important in the dynamics of the (99942) Apophis, compared to the dynamics of other asteroids, using the absolute value of the disturbing accelerations (Type I). By comparing the results obtained, we find the initial conditions of the perturbators that move away or approach the (99942) Apophis from the Earth. In addition, we map the initial conditions that generate collisions between the bodies of the system. Using the validated model for the gravitational perturbator as a basis, we implemented the kinetic impactor method and calculated the deviations in the trajectory of the (99942) Apophis, as a function of an increase in the velocity of the asteroid itself and the spacecraft, before impact. Finally, we propose a method based on the attachment of a reflective balloon by a space cable to the surface of (101955) Bennu, an asteroid with peculiar characteristics and target of the OSIRISREx mission. The deviations determined were adjusted by linear equations, as a function of the physical parameters of this device. For the three methods studied, it was verified the possibility of changing the asteroids orbit to bring it closer or to send it away from the Earth.
%@language pt
%3 publicacao.pdf