Deployment and maintenance of a satellite formation flight around L4 and L5 Lagrangian points in the earth-moon system based on low cost strategies - Francisco Javier Tipán Salazar (2012)
Este trabalho está focado em métodos de transferência a partir de uma órbita circular ao redor da Terra até órbitas periódicas ao redor dos pontos Lagrangianos L$_{4}$ e L$_{5}$ no sistema Terra-Lua, com aplicações para colocar vários satélites em vôo de formação. Os pontos Lagrangianos L$_{4}$ e L$_{5}$ estão localizados a 60 graus acima e embaixo da linha que conecta a Terra com a Lua e formam com estes dois corpos um triângulo equilátero. Estes pontos Lagrangianos são estáveis pela relação de massa entre a Terra e a Lua. Devido à sua distância, radiações eletromagnéticas que proveem da Terra e chegam até eles são substancialmente atenuadas. Dessa maneira, estes pontos Lagrangianos representam posições extraordinárias para colocar observatórios astronômicos. Inspirados nos recentes resultados em manobras assistidas por gravidade, os métodos de transferência implementados neste trabalho usam o campo gravitacional da Lua para atingir os pontos Lagrangianos. Nós aplicamos três diferentes técnicas para intersectar a esfera de influência da Lua: Transferências de Mínima Energia, Trajetórias G e Órbitas Caóticas, e mostramos que existem novas trajetórias alternativas para chegar até nosso objetivo. Nós encontramos vantagens em relação à Transferência de Hohmann tais como gasto menor de combustível e a possibilidade de usar o mesmo lançador para enviar os satélites até os pontos L$_{4}$ e L$_{5}$. O trabalho também apresenta um estudo das geometrias ao redor das órbitas periódicas centradas em L$_{4}$ com boas propriedades para vôos em formação. Nós consideramos a possibilidade da existência de regiões com aceleração radial relativa zero com respeito à trajetória nominal. As simulações numéricas mostram que para evitar grandes variações das distâncias mutuas entre os satélites, a formação tem que estar localizada não ao longo da direção de aceleração radial relativa nula senão ao longo da direção de aceleração radial relativa mínima. Este trabalho está feito utilizando o modelo Circular Restrito de Três Corpos, considerando só o movimento no plano da órbita dos sistema Terra-Lua.