Aproximação Patched-Conic Lunar com Manobra de Swing-By
LUIZ ARTHUR GAGG FILHO1; SANDRO DA SILVA FERNANDES1
1 Instituto Tecnológico de Aeronáutica
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0871
Resumo
O modelo mais simples que descreve a dinâmica de um veículo espacial é o problema de dois corpos. Devido a sua simplicidade, este tipo de modelo é amplamente utilizado para um estudo preliminar de trajetórias envolvendo transferências orbitais, cujas órbitas terminais estão sob a influência gravitacional de um mesmo corpo, ou estão sob a influência gravitacional de corpos diferentes. Podem-se citar os seguintes tipos de manobras no contexto do problema de dois corpos: a transferência de Hohmann; a aproximação patched-conic lunar; e, a aproximação patched-conic interplanetária. Nestas três manobras, a trajetória de transferência ocorre mediante a aplicação de dois incrementos instantâneos de velocidade. As aproximações patched-conic lunar e interplanetária são baseadas no conceito de esfera de influência introduzido por Laplace no início do século XIX. Sabe-se que manobras de swing-by podem auxiliar na economia do consumo total de combustível, representado pelos incrementos de velocidade. Dessa forma, este trabalho visa formular uma aproximação patched-conic lunar com a existência de uma manobra de swing-by com a Lua. Tal manobra, neste trabalho, é projetada escolhendo uma altitude r_PM de máxima aproximação do veículo espacial com a Lua. Devido à existência da manobra de swing-by, três fases desta aproximação patched-conic lunar podem ser caracterizadas: a fase geocêntrica, definida por uma elipse, onde o veículo está sujeito somente ao campo gravitacional da Terra; a fase selenocêntrica, definida por uma hipérbole, onde o veículo está sujeito somente ao campo gravitacional da Lua; e, uma segunda fase geocêntrica, que pode ser descrita por uma elipse ou uma hipérbole. Diferentemente da aproximação patched-conic lunar sem swing-by, onde um segundo incremento de velocidade é aplicado pelo veículo no periselenium da trajetória selenocêntrica de forma a circularizar seu movimento em uma órbita baixa ao redor da Lua, na aproximação patched-conic com swing-by, o veículo espacial não é desacelerado no periselenium. Port
Palavras-chave: viagem Terra-Lua; manobra de swing-by; aproximação patched-conic