Análise dinâmica de um sistema binário, síncrono, com distribuição não uniforme de massa

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Leandro Forne Brejão
• Orientador(a): Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado, Diogo Merguizo Sanchez
• Banca de defesa: Maisa de Oliveira Terra, Willer Gomes dos Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
• País: BR
• Resumo em Inglês: The development of space missions targeting small celestial bodies, namely asteroids and comets, is relatively recent in the history of space science and engineering. In this study, the physical model of a double asteroid system constituted by a main body, more massive and assumed as spherical and homogeneous, and by a smaller, irregular and elongated body, also having rotation around its axis of greatest moment of inertia is developed. In this sense, the most massive body of the system is modeled as a particle and the less massive body is assumed to be a rotating mass dipole. It was considered that the mass points that make up the rotating dipole have different masses, which implies in an asymmetric dipole. It was also assumed synchronism between the movement of translation of the dipole around the barycenter of the system with the movement of rotation of the dipole around its own center of mass, which leads to the spin-orbit resonance in the motion of the asteroid. The movement of this body is confined to the plane of movement of the main body. Using this model, the positions of the equilibrium points of the system are determined and the zero velocity curves of the system are studied. For that, the theory of the Restricted Problem of Three Classical Bodies is used. It was observed that the model under study preserves the amount of equilibrium points of the traditional problem. In addition, the equilibrium points adjacent to the dipole are those that have suffered the greatest displacements in their location when such results are compared with the Classical Three Body Restricted Problem, which is adopted as a reference problem, in order to emphasize the influence of the elongation of one of the bodies on the dynamics of the system. Finally, different configurations of initial conditions were analyzed for the movement of a test particle in orbit around the dipole and in the same plane of the system bodies, obtaining, therefore, the survival time of this particle in the system before that it collides with some asteroid that constitutes or undergoes gravitational ejection of this system.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2018/12.04.14.14

O desenvolvimento de missões espaciais que têm por alvo pequenos corpos celestes, a saber, asteroides e cometas, é relativamente recente no histórico da ciência e engenharia espaciais. Neste estudo desenvolve-se o modelo físico de um sistema de asteroides duplo constituído por um corpo principal, mais massivo e assumido como esférico e homogêneo, e por um corpo menor, irregular e alongado, dotado de rotação em torno de seu eixo de maior momento de inércia. Neste sentido, o corpo mais massivo do sistema é modelado como partícula e assume-se o corpo menos massivo como sendo um dipolo de massa em rotação. Considerou-se que os pontos de massa que compõem o dipolo em rotação apresentam massas diferentes, o que implica em um dipolo assimétrico e assumiu-se sincronia entre o movimento de translação do dipolo em torno do baricentro do sistema com o movimento de rotação do dipolo em torno de seu próprio centro de massa, o que leva à ressonância spin-órbita no movimento do asteroide. O movimento composto deste corpo é confinado ao plano de movimento do corpo principal. Mediante este modelo, determinam-se as posições dos pontos de equilíbrio do sistema e estudam-se as curvas de velocidade zero do mesmo. Para tanto, recorre-se à teoria do Problema Restrito de Três Corpos Clássico. Notou-se que o modelo em estudo preserva a quantidade de pontos de equilíbrio do problema tradicional. Além disso, os pontos de equilíbrio adjacentes ao dipolo são os que sofreram maiores deslocamentos em sua localização quando tais resultados são comparados com o Problema Restrito de Três Corpos Clássico, que é adotado como problema de referência, de modo a se enfatizar a influência do alongamento de um dos corpos sobre a dinâmica do sistema. Por fim, analisou-se diferentes configurações de condições iniciais para o movimento de uma partícula de prova em órbita ao redor do dipolo e no mesmo plano dos corpos do sistema, obtendo-se, com isso, o tempo de permanência dessa partícula no sistema antes que a mesma colida com algum asteroide que o constitui ou sofra ejetação gravitacional desse sistema.