Análise de modelos não-ideais da dinâmica de atitude de velas solares e seus efeitos no movimento orbital - Lucas Gouvêa Meireles (2019)
Velas solares apresentam um método alternativo de propulsão promissor para os próximos passos da exploração espacial. Ao longo dos últimos anos, com o aumento de sua viabilidade tecnológica e econômica, tem aumentado o interesse na pesquisa de missões que empregam veículos impulsionados pela pressão de radiação solar. No entanto, a dinâmica e o controle de atitude de uma vela solar exigem modelos complexos que muitas vezes fogem do escopo de estudos de transferências orbitais que utilizam esse tipo de veículo. Assim, boa parte dos trabalhos encontrados na literatura utiliza um modelo ideal para a dinâmica de atitude em que o posicionamento da vela muda instantaneamente ao longo da trajetória e fornece o empuxo exatamente na direção desejada. Tendo isso em vista, este trabalho tem como objetivo propor modelos não-ideais para a dinâmica de atitude, com a implementação de sistemas de controle e deformações da superfície refletora. Dessa forma, foram realizadas simulações mais próximas do comportamento real de uma vela solar. A partir dos resultados das simulações de atitude, foi investigado o quanto cada modelo altera a dinâmica orbital de uma trajetória interplanetária, visto que a trajetória de uma vela solar depende diretamente da atitude que o veículo mantém ao longo da missão. Somado a isso, comparou-se os desvios das simulações que adotam comportamentos não-ideais da dinâmica de atitude para determinar a influência de cada modelo. Por fim, foi avaliado o custo benefício da implementação de cada um. Todos os modelos comprovaram a importância de se considerar uma dinâmica de atitude mais completa nas simulações de transferências interplanetárias com uso de velas solares. Além disso, alguns modelos se mostraram mais vantajosos devido aos seus menores custos de recursos computacionais e simplicidade de implementação.