Dinâmica de rotação de satélites naturais: os casos de Phobos, Enceladus e Ganimedes - Ferreira, Sabrina Carolina [UNESP] (2021)
O estudo da dinâmica rotacional de satélites naturais acompanha a Mecânica Celeste desde os primórdios e a cada dia se mostra mais relevante. A maioria dos chamados “satélites regulares” do Sistema Solar estão em estados dinâmicos chamados “síncronos”. Devido à ação de torques de diferentes naturezas, oscilações em torno destes estados de equilíbrio definem a denominada libração física do corpo do satélite. A partir de medidas observacionais da libração física determinadas por sondas espaciais ou outros métodos, é possível inferir informações acerca do interior dos satélites comparando-as com as amplitudes estimadas analiticamente. O foco do projeto é o estudo da dinâmica rotacional dos satélites naturais regulares: Ganimedes (satélite de Júpiter), Enceladus (Saturno), Phobos (Marte) e Lua. Neste trabalho: i) Deduzimos analiticamente aproximações lineares integráveis da equação do movimento de rotação dos satélites, nos casos homogêneo e com camadas (diferenciado); ii) Resolvemos as equações diferenciais de rotação exatas numericamente, explorando propriedades gerais do espaço de fase de rotação por meio de superfícies de seção desses satélites no caso homogêneo; iii) Calculamos os espectros das soluções a partir da Transformada Rápida de Fourier a fim de se estimar as amplitudes e períodos da libração física no caso homogêneo, e aplicamos a técnica a diferentes modelos de estrutura interna para Enceladus calculando mapas dinâmicos. Nossas análises podem ser comparadas com diversos trabalhos já publicados ou em progresso acerca da detecção da libração física. No caso das análises do espaço de fase, os resultados esperados são originais no sentido de que a dinâmica global das regiões do espaço de fase de rotação dos satélites em questão em torno da configuração de equilíbrio 1:1 é pouco explorada.