Soluções preliminares para missões espaciais no sistema Terra-Lua

Abstract

The aim of this work was to estimate the energy consumption needed for different mission profiles in the Earth-Moon system, using the mathematical framework provided by the Planar Circular Restricted Three-Body Problem (PCR3BP). Starting with the detection of transit-type trajectories in this model, boundary conditions to solve the PR3CCP by means of a Boundary Value Problem were determined. Then, using a transformation of variables and considering the Two-Body Model, portions of the solutions were approximated by oscillating ellipses. Finally, velocity increments to performe orbital maneuvers were estimated, considering three mission profiles. The preliminary results are satisfactory and consistent with those found in the literature. However, further investigation is needed to validate the proposed methodology. Astrodynamics, Orbits, Many-body problem.

Este trabalho objetivou o cálculo de estimativas do consumo de energia para diferentes perfis de missão no sistema Terra-Lua, utilizando como base a modelagem matemática proporcionada pelo Problema Restrito de Três Corpos Circular Planar (PR3CCP). A partir da detecção de trajetórias do tipo trânsito nesse modelo, foram determinadas condições de contorno para resolver as equações do PR3CCP por meio de um Problema de Valor de Contorno. Após uma transformação de referencial e considerando o Modelo de Dois Corpos, trechos das soluções obtidas foram aproximados por elipses osculantes. Por fim, foram estimados os incrementos de velocidade necessários para a realização de manobras orbitais levando em conta três perfis de missão espaciais. Os resultados preliminares obtidos se mostraram satisfatórios e coerentes com os encontrados na literatura. Contudo, faz-se necessária uma investigação mais aprofundada a fim de validar a metodologia proposta. Astrodinâmica, Órbitas, Problema de muitos corpos.