Transferências orbitais bi-impulsivas com limite de tempo

• Ano de defesa: 1997
• Autor(a) principal: Evandro Marconi Rocco
• Orientador(a): Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado
• Banca de defesa: Rodolpho Vilhena de Moraes, Sandro da Silva Fernandes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
• País: BR
• Resumo em Inglês: ln this work, we consider the problem of orbital transfers with minimum fuel consumption but with a time limit for this transfer. The bi-impulsive coplanar and non coplanar orbit cases are considered. This time limit imposes a new characteristic to the problem that rules out the majority of the transfer methods. Then, to solve the coplanar case we used the equations presented by Lawden in 1993, we modi:fied and solved those equations to develop a software for orbital maneuvers. The original method developed by Lawden was presented without numerical results and considers only the case where the initial and final points o f maneuver are known. The software developed here extends this method to the case where only one point is known and to the case where the two points are :free. To solve the non coplanar case we used the equations presented by Eckel and Vinh in 1984, we modified and solved those equations and, in the same way to the coplanar case, we developed a software for orbital maneuvers. The original method developed by Eckel and Vinh is only valid for a specific geometry o f the maneuver. The software developed here extends this method to the cases with a more complex geometry. The simulations shown that the software developed can be used in real applications and they are capable to generate trust results. The simulations shown in general form that for smaller time we have bigger fuel consumption. However, the simulations suggest that there are discontinuities for some orbital elements and this discontinuities difficult to solve the problem. Beyond this, the simulations also suggest that there are more than one solution for the same value of time, but this possibility wasn't proven.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.29.05.51.47

Neste trabalho, o problema da transferência orbital com mínimo consumo de combustível, mas com limite de tempo para esta transferência e estudado para os casos bi-impulsivos coplanar e não coplanar. Este limite de tempo impõe uma característica nova ao problema, fazendo com que grande parte dos métodos existentes na literatura não mais se apliquem. Assim sendo, para o caso coplanar utilizamos as equações apresentadas por Lawden em 1993, modificamos e resolvemos estas equações de forma a desenvolver um programa para manobras orbitais. O método original desenvolvido por Lawden foi apresentado sem resultados numéricos e considera apenas o caso onde os pontos de inicio e fim da manobra são conhecidos. O programa desenvolvido estende o método ao caso onde apenas um ponto e conhecido e ao caso onde os dois pontos são livres. Já para o caso não coplanar, utilizamos as equações apresentadas por Eckel e Vinh em 1984, modificamos e resolvemos estas equações para, da mesma forma que no caso coplanar, desenvolver um programa para manobras orbitais. O método original apresentado por Eckel e Vinh só é valido para uma determinada geometria da manobra. Portanto, o programa desenvolvido estendeu a aplicação deste método a casos de geometria mais complexa. As simulações mostraram que os programas desenvolvidos podem ser utilizados em aplicações reais e que eles são capazes de gerar resultados confiáveis. Como era esperado, as simulações mostraram que, de uma forma geral, quanto menor o tempo de transferência maior o consumo de combustível. Contudo, as simulações sugerem haver descontinuidades no comportamento de alguns elementos orbitais o que dificultou a obtenção de soluções. Além dessas descontinuidades, as simulações tombem sugerem a existência de mais de uma solução para um mesmo valor de tempo, porém esta possibilidade não foi comprovada.