Mapeando órbitas ao redor de satélites naturais. - Xavier, Jadilene Rodrigues (2022)
As órbitas polares, circulares e de baixa altitude são de grande interesse para a exploração de satélites naturais, a razão é o fato de que, de uma órbita quase polar e circular, toda a superfície do satélite pode ser observada enquanto o satélite gira. Neste trabalho, apresentamos um estudo sobre órbitas de baixa altitude ao redor de satélites naturais. O primeiro sistema estudado é o sistema sonda-Urano-Titânia. O satélite como corpo central, uma sonda em sua órbita, e Urano, como corpo perturbador. Através de uma expansão do potencial gravitacional até segunda ordem, considera-se a assimetria do campo gravitacional devido ao coeficiente C22 de Titânia, o coeficiente zonal J2 e a perturbação gravitacional de Urano e de seus coeficientes gravitacionais J2 e J4 . Construímos um conjunto de mapas de tempo de vida para cinco valores diferentes da excentricidade da órbita em torno de Titânia. Analisamos também, a influência causada por pequenas porcentagens de erros nos valores dos coeficientes de gravidade. Propomos ainda algumas manobras orbitais com o intuito de evitar uma colisão da sonda com a superfície de Titânia. A fim de estender nossos resultados para outros sistemas, investigamos tempo de duração orbital para várias relações de massa e distância do terceiro corpo em função dos coeficientes J2 e C22 . Nossos resultados mostram que órbitas quase circulares de baixa altitude têm vida útil mais longa. Mostramos ainda que, para órbitas próximas a Titânia, os termos J2 e C22 de Titânia afetam muito mais a vida da sonda, em comparação ao efeito devido à atração gravitacional de Urano. Concluímos também que os valores de ω e Ω são essenciais para aumentar o tempo de vida das órbitas. Além disso, nossos resultados apontam que a realização de manobras orbitais para determinadas altitudes podem aumentar em quase 100% a duração da órbita. Por fim, observamos que a relação de massa e distância do perturbador pode produzir órbitas com tempo de vida diferentes.