Dinâmica ressonante de alguns satélites artificiais terrestres no sistema Terra-Lua-Sol

A estabilidade dos membros das constelações Galileo e GPS é investigada. Devido à ressonância 2:1 entre w e W, ocorre um aumento significativo da excentricidade. Este aumento causa riscos de colisão entre os satélites descartáveis e os ativos. Como a ressonância não depende do semi–eixo do satélite, estratégias usuais de aumentar a altitude não resolvem o problema. Então, condições iniciais especiais são achadas tais que os satélites descartáveis permanecem estáveis, com baixa excentricidade por pelo menos 250 anos. Outra estratégia de atacar o problema é mover o objeto descartável para uma órbita particular, acelerando o crescimento da excentricidade. Este estudo é brevemente apresentado. A dinâmica de satélites heliossíncronos é também estudada. Devido o arrasto atmosférico, a altitude do satélite sempre decai e portanto ele cruza o valor ressonante do semi-eixo. Sempre que isso ocorre, um salto na inclinação é observado e em alguns casos, há alguns cruzamentos tais que a inclinação permanece aprisionada (durante algum tempo) no centro de libração. Este evento é importante, pois isso pode ser explorado para realizar manobras de baixo custo para controlar o satélite numa determinada inclinação. Através do sistema exato, investigamos estas quasecapturas e seu aproveitamento em manobras de manutenção de inclinação.

Abstract (english)

The stability of the disposed members of the Galileo and GPS constellations is investigated. Due to the 2:1 resonance between w and W, a significant increase of the eccentricity occurs. These increase cause risk of collisions between the operational and disposed satellites. As the resonance does not depend on the semi-major axis of the satellite, usual strategies of raising the altitude do not solve the problem. Therefore, special initial conditions are found such that the disposed satellites remain stable with small eccentricity, for at least 250 years. Another strategy to attack the problem is to move the disposed object to a particular orbit, accelerating the growth of the eccentricity. This study is briefly presented. The dynamics of the sun-synchronous satellite is also studied. Due to the atmospheric drag, the altitude of the satellite always decays and therefore it crosses the resonant value of the semi-major axis. Whenever this happens, a jump in the inclination is observed and in some cases, there are some crossing such that the inclination remains locked (during some time) in the center of the libration. This event is interesting since it can be exploited to perform inexpensive maneuvers to control the satellite at desired inclination.

Keywords

Astronomia , Satelites artificiais , Sistema Galileo-GPS , Detritos espaciais , Satélites heliossíncronos , ressonâncias orbitais , Galileo-GPS systems , Orbital resonances , Artificial satellites , Space debris , Sunsynchronous satellites

Language

Portuguese

Citation

MERGUIZO SANCHEZ, Diogo. Dinâmica ressonante de alguns satélites artificiais terrestres no sistema Terra-Lua-Sol. 2009. 92 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista, Instituto de Geociências e Ciências Exatas, 2009.