Estudo de uma missão espacial aos pontos colineares lagrangianos no sistema Terra-Lua - Maria Rita da Silva (2017)
Em um sistema planeta-lua-veículo espacial existem cinco pontos de equilíbrio, sendo que três são instáveis (L1, L2, L3) e dois são estáveis (L4, L5). Estes pontos são alvos constantes das perturbações externas gravitacionais e não-gravitacionais, que podem inviabilizar a utilização dos mesmos em missões espaciais para observar o Universo e o nosso Sistema Solar. Deste modo, neste trabalho, objetiva-se estudar e analisar as manobras orbitais de um veículo espacial utilizando propulsão contínua, controladas por um sistema de controle PID em malha fechada, a partir de uma órbita de baixa altitude, em torno da Terra, para cada um dos três pontos colineares lagrangianos do sistema Terra-Lua considerando as perturbações externas como efeito durante as manobras orbitais. Assim, primeiramente, modelou-se os cinturões de radiação utilizando os dados fornecidos pela missão Van Allen Probes. Em seguida, determinou-se as localizações dos pontos colineares lagrangianos por meio do somatório das atrações gravitacionais da Terra e da Lua, a cada instante de tempo, compensadas com a pseudo-força centrífuga, em um referencial não-inercial; logo após, determinou-se o mesmo, porém sob a influência da atração gravitacional do Sol, da pressão de radiação solar e do potencial gravitacional dos corpos primários não-esféricos. A partir destas localizações instantâneas, obteve-se os elementos de estado instantâneos que foram transformados em elementos orbitais instantâneos, o que resultou na identificação das pseudo-órbitas dos pontos colineares lagrangianos, no referencial inercial. Desta forma, iniciou-se as simulações, sendo que, primeiramente, incluiu-se um estudo sobre a passagem do veículo espacial através dos cinturões de Van Allen, durante as manobras de transferência, nos períodos de baixa e alta atividade solar. Isto possibilitou obter, com maior precisão, o tempo que o veículo espacial permaneceu nas regiões de radiação e a taxa de dosagem de radiação equivalente considerando o alumínio, silício, tungstênio, tântalo e chumbo como materiais de blindagem. Após as manobras de transferência, aplicou-se a manobra de correção de órbita para estabilizar o veículo espacial em cada um dos pontos colineares lagrangianos.