Influência das perturbações gravitacionais na técnica de desvio de asteroides potencialmente perigosos.
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Data
2023-01-18
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Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Apresentaremos o uso da técnica de impacto cinético como forma de desviar asteroides que possam apresentar algum risco de colisão com a Terra a qualquer momento. Dentro do trabalho a ser desenvolvido aqui, pretendemos avaliar com mais detalhes a possibilidade de desviar a órbita do asteroide 101955 Bennu, aplicando variações em sua velocidade (∆v) em diferentes posições dentro de seu período orbital e medindo os pontos de maior aproximação com o planeta Terra. Veremos que, em um período relativamente longo, o asteroide tem vários CPAs (Closest point of approaches) com o planeta Terra, sofrendo assim uma perturbação gravitacional natural. Com a aplicação das variações de velocidade, as distâncias relativas mudam, causando variações na energia do asteroide e variações na distância relativa entre o asteroide e a Terra por um período relativamente longo, após a aplicação da variação de velocidade. Apresentamos resultados em relação à intensidade da variação de velocidade aplicada, o que é importante devido ao tamanho do impactador a ser considerado e, para isso, mapeamos as posições da aplicação das variações de velocidade ao longo de um período da órbita do asteroide. Dentro deste cenário também iremos analisar mais casos envolvendo outros PHAs (Potentially Hazardous Asteroids) em diferentes períodos entre um CPA e outro CPA para testar o modelo e compreender melhor os efeitos gravitacionais que possam estar relacionados e possam influenciar a órbita dos asteroides. Iremos trabalhar também com asteroides de massas desprezíveis com o intuito de tentar evitar uma colisão do asteroide com a Terra em um período curto de 2 anos entre um CPA e a colisão. Iremos apresentar resultados para um asteroide real que irá ter um CPA com a Terra e depois irá retornar dentro de um período e colidir com a Terra. Para este trabalho escolhemos o asteroide 99942 Apophis que irá ter uma maior aproximação com a Terra em 13 de abril de 2029. Nossos resultados mostram que utilizando os efeitos gravitacionais da Terra, poderemos variar consideravelmente a órbita do asteroide e até mesmo evitar a colisão de asteroides com a mesma, utilizando de variações de velocidade não tão grandes. Finalizamos explicando o que acontece com a órbita do asteroide durante os períodos de perturbação gravitacional, já que o asteroide sofre vários “Swing By” que intensificam as variações das distâncias relativas entre os corpos após a aplicação das variações de velocidade, e com isso damos uma perspectiva de uma possível missão dentro de um cenário de colisão.
We will present the use of the kinetic impact technique to deflect asteroids that may present some risk of collision with Earth at a given time. Within the work to be developed here, we intend to evaluate in more detail the possibility to deflect the orbit of the asteroid 101955 Bennu by applying variations in its velocity (∆v) at different positions within its orbital period and measuring the effects of close encounters with planet Earth. We will see that, in a relatively long period of time, the asteroid has several CPA (Closest point approach) with the planet, thus suffering a natural gravitational perturbation. With the application of the velocity variations, the relative distances change, making variations in the energy of the asteroid, which gives and a large variation in the relative distance between the asteroid and Earth over time. We present results related to the magnitude of the velocity variation applied, which is important fact due to the size of the impactor to be considered and, for that, we mapped the positions of the impulses along a period of the orbit of the asteroid. Within this scenario, we will also analyze more cases involving other PHAs (Potentially Hazardous Asteroids) in different periods between CPA to test the model and better understand the gravitational effects that may influence the asteroid orbit. We will also work with negligible mass asteroids, to try to avoid an asteroid collision with Earth in a short period of 2 years between a CPA and the collision. We will present results for a real asteroid that will have a CPA with Earth and then will return within an orbital period and collide with Earth. For this work, we chose the asteroid 99942 Apophis that will have a CPA with Earth. Our results show that using the gravitational effects of Earth, we will be able to considerably vary the orbit of the asteroid and even avoid collisions with Earth with not-so-great velocity variation. We finish by explaining what happens to the orbit of the asteroid during periods of gravitational perturbation, as the asteroid suffers several “Swing Bys” that intensify the variations in the relative distances between the bodies after the velocity variation. It gives a perspective of a possible mission within a collision scenario.
We will present the use of the kinetic impact technique to deflect asteroids that may present some risk of collision with Earth at a given time. Within the work to be developed here, we intend to evaluate in more detail the possibility to deflect the orbit of the asteroid 101955 Bennu by applying variations in its velocity (∆v) at different positions within its orbital period and measuring the effects of close encounters with planet Earth. We will see that, in a relatively long period of time, the asteroid has several CPA (Closest point approach) with the planet, thus suffering a natural gravitational perturbation. With the application of the velocity variations, the relative distances change, making variations in the energy of the asteroid, which gives and a large variation in the relative distance between the asteroid and Earth over time. We present results related to the magnitude of the velocity variation applied, which is important fact due to the size of the impactor to be considered and, for that, we mapped the positions of the impulses along a period of the orbit of the asteroid. Within this scenario, we will also analyze more cases involving other PHAs (Potentially Hazardous Asteroids) in different periods between CPA to test the model and better understand the gravitational effects that may influence the asteroid orbit. We will also work with negligible mass asteroids, to try to avoid an asteroid collision with Earth in a short period of 2 years between a CPA and the collision. We will present results for a real asteroid that will have a CPA with Earth and then will return within an orbital period and collide with Earth. For this work, we chose the asteroid 99942 Apophis that will have a CPA with Earth. Our results show that using the gravitational effects of Earth, we will be able to considerably vary the orbit of the asteroid and even avoid collisions with Earth with not-so-great velocity variation. We finish by explaining what happens to the orbit of the asteroid during periods of gravitational perturbation, as the asteroid suffers several “Swing Bys” that intensify the variations in the relative distances between the bodies after the velocity variation. It gives a perspective of a possible mission within a collision scenario.
Descrição
Palavras-chave
Astrodinâmica, Mecânica orbital, Swing By, Desvios de asteroides, Defesa planetária, Astrodynamics, Orbital mechanics, Swing By, Asteroid deflect, Planetary defense, Asteroides - Órbitas, Perturbação (Astronomia)