Estratégias ótimas para manobras orbitais utilizando propulsão contínua

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Thais Carneiro Oliveira
• Orientador(a): Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado, Evandro Marconi Rocco
• Banca de defesa: Vivian Martins Gomes, Francisco das Chagas Carvalho
• 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: It is necessary to perform orbital maneuvers in most of the missions involving space vehicles. The maneuvers may have several purposes, such as the transfer of a spacecraft to its final orbit, the interception of another vehicle or adjustment of the orbit due to shifts in its orbit caused by external forces. It is essential to minimize the fuel consumption, because, in this way, a greater number of maneuvers can be performed, and thus the life of the satellite can be extended. There are several papers and studies which aim the fuel minimization in maneuvers performed by space vehicles. In this context, this master thesis aims to find optimal trajectories for vehicles that use a non-impulsive propulsion. The contributions sought are: 1) the development of a software capable of performing the calculation of optimal maneuvers with continuous thrust on a modern computing environment, which can fit different types of missions; 2) the implementation of a realistic system with constraints, for example, the possibility to consider the limitation of the thrust direction or areas where the thrust is not allowed; 3) the simulation of real situations for validation of the algorithm implemented.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2012/01.16.17.32

Na maioria das missões de veículos espaciais ou satélites é necessária a realização de manobras orbitais. As manobras podem ter várias finalidades, como a transferência de um veículo espacial para a órbita final planejada para a missão, ou realização de um encontro ou interceptação de um outro veículo, ou ajuste na órbita devido aos deslocamentos sofridos em função de perturbações externas atuantes no veículo espacial. É essencial minimizar o consumo de combustível, pois assim um maior número de manobras pode ser realizado e, dessa forma, pode-se prolongar a vida útil do satélite. Há diversos trabalhos de minimização de combustível aplicados a manobras ótimas em veículos espaciais. Nesse contexto, essa dissertação tem o objetivo de encontrar trajetórias ótimas para veículos que utilizam um sistema de propulsão não impulsiva. As contribuições pretendidas são: 1) desenvolvimento de um software capaz de efetuar o cálculo das manobras ótimas com propulsores de empuxo contínuo em um ambiente de computação atual, que possa ser expandido para considerar diversos tipos de missões; 2) implementar a possibilidade da consideração de vínculos reais no cálculo das manobras ótimas, tais como limitação de direção de aplicação do empuxo e/ou regiões orbitais aonde não sejam permitidas o uso de propulsão; 3) simulação de situações reais para validação dos algoritmos implementados.