Otimização de trajetórias espaciais com propulsão elétrica solar e manobras gravitacionalmente assistidas

• Ano de defesa: 2009
• Autor(a) principal: Denilson Paulo Souza dos Santos
• Orientador(a): Antonio Fernandeo Bertachini de Almeida Prado, Evandro Marconi Rocco
• Banca de defesa: Vivian Martins Gomes, Francisco das Chagas Carvalho, Ernesto Vieira Neto
• Tipo de documento: Tese
• 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: The future interplanetary missions will probably use the conventional chemical rockets to leave the sphere of influence of the Earth, and solar electric propulsion (SEP) to accomplish the other maneuvers of the mission. In this work the optimization of interplanetary missions using solar electric propulsion and Gravity Assisted Maneuver to reduce the costs of the mission, is considered. The high specific impulse of electric propulsion makes a Gravity Assisted Maneuver 1 year after departure convenient. Missions for several Near Earth Asteroids will be considered. The analysis suggests criteria for the definition of initial solutions demanded for the process of optimization of trajectories. Trajectories for the asteroid 2002TC70 and 1989UQ are analyzed. Direct trajectories, trajectories with one gravity assisted from the Earth, with two gravity assisted from the Earth and either Mars and two gravity assisted from the Earth and either Venus are present. An indirect optimization method will be used in the simulations.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/10.06.12.40

O futuro da missões interplanetárias é utilizar os foguetes convencionais para deixar a esfera de influência da Terra, e propulsão elétrica solar para realizar as outras manobras da missão. Neste trabalho será abordado a otimização de manobras em missões interplanetárias utilizando propulsão elétrica solar e manobras gravitacionalmente assistidas para reduzir os custos da missão. Explorando o alto impulso específico e a capacidade da propulsão elétrica para obter uma manobra gravitacionalmente assistida com a Terra após um ano da partida da espaçonave. Missões para vários asteróides próximos a Terra serão consideradas. A análise sugestiona critérios para a definição de soluções iniciais exigidas para o processo de otimização de trajetórias. Serão analisadas trajetórias otimizadas de uma espaçonave que deixa uma órbita baixa na Terra (LEO) e chega em um asteróide, neste caso o 2002TC70 e o 1989UQ, utilizando propulsão iônica, podendo fazer: uma trajetória direta; uma manobra gravitacional na Terra, uma manobra gravitacional na Terra e uma em Marte; uma manobra gravitacional na Terra e uma em Vênus. O método de otimização indireto será utilizado nas simulações.