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Dinâmica e controle de uma espaçonave considerando campos gravitacionais irregulares

Processo: 19/14395-3
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2020
Vigência (Término): 31 de agosto de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial
Pesquisador responsável:Antônio Fernando Bertachini de Almeida Prado
Beneficiário:Rodolfo Batista Negri
Supervisor no Exterior: Daniel Jay Scheeres
Instituição-sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Local de pesquisa: University of Colorado Boulder, Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:17/20794-2 - Estudo de dinâmica, guiagem e controle aplicado a deflexão de asteroides, BP.DR
Assunto(s):Controle não linear   Astrodinâmica

Resumo

Nas duas últimas décadas estudos relacionados a missões a asteroides ganharam muita atenção na comunidade de pesquisa espacial. Entre as diferentes razões para isso, que variam de interesses científicos a interesses econômicos, a colisão de um asteroide próximo da Terra (NEA) à Terra, considerada a principal ameaça interplanetária à vida no planeta, tem despertado cada vez mais interesse. Na próxima década, a NASA deve lançar a espaçonave DART no asteróide binário Dydimos, a fim de testar a técnica de deflexão conhecida como kinect impact, e assim estimar os efeitos em futuras estratégias de deflexão. Existem muitas propostas de estratégias diferentes para deflexões de asteroides além do kinect impactor. Seguindo ela, a considerada em um status tecnológico mais preparado é o gravity-tractor. Esta abordagem de deflexão consiste no uso de uma espaçonave volumosa inercialmente pairando sobre um asteroide para produzir, através da interação gravitacional entre ambos, um desvio na órbita heliocêntrica do posterior. Entre todos os asteroides conhecidos, estima-se que os asteroides binários perfazem até 15% do total. Embora muitos estudos considerando o gravity-tractor sejam encontrados na literatura, nenhum deles concentra-se em estudar os efeitos dessa opção aplicada a uma população tão grande de binários. Neste trabalho, planejamos estudar a dinâmica ao posicionar um gravity-tractor em um sistema binário de asteroides. Isso é feito aplicando os problemas de dois e três corpos compostos pelo binário e espaçonave. Também modelamos o potencial gravitacional do binário mais próximo da realidade, considerando modelos mais simples (por exemplo, harmônicos esféricos) e mais complexos (por exemplo, poliedros). Em uma fase posterior do trabalho, planejamos aplicar teoria de controle para lidar com o problema no controle e guiagem de uma espaçonave em um ambiente tão altamente perturbado.

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