Dinâmica da separação entre o último estágio do veículo lançador e o satélite - sistemas de separação

• Ano de defesa: 2009
• Autor(a) principal: Fulvio Bianco Prevot
• Orientador(a): Ijar Milagre da Fonseca
• Banca de defesa: Mario Cesar Ricci, Robson Barbosa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
• País: BR
• Resumo em Inglês: This work is an approach on separation dynamic, between the last stage of a launching vehicle and the satellite, considering the performance of the separation mechanism, as well as possible risks of collision. Separation procedures are one of the most critical phases of a space mission, in which the main objective is putting a payload into an operating orbit. So it becomes necessary a more detailed study, in order to a better understanding of separation problem. An ideal mission basically consists in reaching a perfect collision-free separation. Even in this case, as shown in the present work, the coning angle of the united spacecraft, before separation, differs considerably from the one observed after separation. Besides considering the case of disturbance absence, this work also handles the one that includes spring misalignments, with respect to the spacecraft center of mass, and their effects on the satellite attitude, just after separation. A set of equations is developed, in order to model translational and rotational motion of the separating bodies, immediately before, during, and after separation. This set of equations is used to build up a computational simulation that implements a fixed-step fourth order Runge-Kutta integrator, intending to generate data, for an objective analysis of the presented problem.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/07.03.19.22

Este trabalho trata da dinâmica da separação entre o último estágio do veículo lançador e o satélite, considerando a atuação do mecanismo de separação, bem como possíveis riscos de colisão. Os procedimentos de separação constituem uma das fases mais críticas de uma missão espacial de colocação em órbita nominal de uma carga útil. Isto faz com que um estudo mais detalhado seja necessário, com a finalidade de melhor entender o problema da separação. O ideal é uma separação perfeita e livre de colisão. Mesmo neste caso, como ilustra este trabalho, o ângulo de nutação do conjunto satélite último estágio do veículo lançador, antes da separação, difere sobremaneira daquele observado após a separação. Além de tratar o caso da separação na ausência de perturbações, este trabalho também aborda o caso de desalinhamento das molas do mecanismo de separação, com relação ao centro de massa do conjunto, e seu efeito na atitude do satélite após a separação. Desenvolve-se também um equacionamento, que busca modelar o movimento de translação e de atitude do referido conjunto antes e durante a separação, bem como o do satélite e o do último estágio do veículo lançador, imediatamente após a separação. Fazendo uso desse equacionamento, uma simulação computacional é levada a cabo, usando-se um integrador Runge-Kutta de quarta ordem, com passo fixo, gerando dados para uma análise objetiva do problema.