Estudo de captura gravitacional e custos de manutenção orbital em dinâmicas não keplerianas

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Diogo Merguizo Sanchez
• Orientador(a): Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado, Tadashi Yokoyama
• Banca de defesa: Othon Cabo Winter, Vivian Martins Gomes, Maria Helena Moreira Morais, Martin Lara
• Tipo de documento: Tese
• 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: We propose the use of nano-satellites, acting as probes for the exploration of distant objects in the solar system, like the TNO s (short for ${"}$Trans-Neptunian object${"}$) Pluto and Haumea. We find optimal solutions to gravitational capture of the probes for these bodies, taking into account the orbital perturbations of the sun, the gravitational potential of these bodies (and the gravitational potential of Charon, in the case of Pluto). Therefore, we calculate the values of the coefficients of the gravitational potential of Haumea to degree and order four. We also consider the perturbation of the moons which orbit these systems (Hiiaka and Namaka for Haumea; Charon, Styx, Nix, Kerberos, and Hydra for Pluto). These captures occur with energy saving, since the bodies are captured with two-body energies less than zero. We show which disturbers are more important for the system for certain periapsis radius values by the method of the integral of the accelerations caused by the disturbers. By the comparison of the results obtained from the gravitational capture study and the study on the influences of the disturbers, we found initial conditions that lead to the capture with energy saving and these probes remain trapped around the system for a minimum of five years. It is also possible, using the same method, to find initial conditions leading to possible collisions between the the probes and the bodies of the systems studied.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/01.22.00.54

Neste trabalho propomos a utilização de nano-satélites, atuando como sondas, para a exploração de objetos distantes do Sistema Solar, como os TNO s (sigla em inglês para ${"}$Trans-Neptunian objects${"}$) Plutão e Haumea. Encontramos soluções ótimas para captura gravitacional de sondas por estes corpos, levando em consideração as perturbações orbitais do Sol, do potencial gravitacional destes corpos (e do potencial gravitacional de Caronte, no caso de Plutão). Para tanto, calculamos os valores dos coeficientes do potencial gravitacional de Haumea até grau e ordem quatro. Também consideramos a perturbação das luas que orbitam estes corpos (Hi iaka e Namaka para Haumea; Caronte, Styx, Nix, Kerberos e Hydra para Plutão). Tais capturas ocorrem com economia de energia, já que os corpos são capturados com energia de dois corpos menor que zero. Mostramos quais perturbadores são mais importantes para cada sistema, para determinados valores de raio do periápside, através do método da integral da aceleração causada pelos perturbadores. Com o cruzamento dos resultados obtidos no estudo da captura gravitacional e no estudo da influência dos perturbadores, encontramos condições iniciais que levam à captura com economia de energia e estes corpos capturados permanecem em torno do sistema por um tempo mínimo de cinco anos. É possível também, através do método utilizado, encontrar condições iniciais que levam a possíveis colisões entre as sondas e corpos dos sistemas estudados.