Análise de órbitas : missão garatéa e órbitas periódicas - Boaventura, Giulliano Assis Sodero [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
Recentemente, temos visto uma série de missões espaciais com destinos a Lua e a asteroides, seja para fins exploratórios ou científicos, com possibilidades de muita lucratividade de uma forma sustentável. Diante desse cenário, destaca-se a Missão Garatéa-L (do Tupi-Guarani, "Busca Vidas"), missão genuinamente brasileira, que tem como objetivo principal colocar um sonda em órbita da Lua no ano de 2024 ou 2025, tendo como pesquisa central o tema astrobiologia e o estudo da bacia do polo sul lunar (Aitken Basin). Nesse contexto, a primeira parte do presente trabalho visa estudar as órbitas que atendem a necessidade da missão, obedecendo os parâmetros necessários de 300 km de periselene e 3000 km de aposelene usando os coeficientes gravitacionais da Lua J2, J3 e C22. Obtivemos como resultado as possíveis órbitas pretendidas pela missão, analisando tempo de vida útil do satélite na região de interesse, evolução dos elementos orbitais e tempo de permanência de cada partícula na posição dos experimentos, especialmente com referência ao polo sul lunar, em que há interesse por imagens de regiões específicas e posições mais afastadas, com interesse sobre a influência do clima espacial sobre colônias bacterianas. Ainda como estudos de órbitas, este trabalho discute as órbitas periódicas simétricas e sua importância para missões espaciais, principalmente para estudos da dinâmica de asteroides e cometas. A proposta de nosso estudo foi desenvolver um modelo alternativo para estudos qualitativos das propriedades dinâmicas em asteroides em forma de alteres, denominado tripolo-segmento, composto por dois corpos em cada extremidade e um corpo sobre a haste, usando o pacote de software TIDES. Obtemos como resultado as órbitas simétricas periódicas nesse modelo, primeiramente negligenciando a massa da haste, com evolução dos parâmetros de massa e em seguida, com a massa da haste. Posteriormente, analisamos a produção de órbitas periódicas simétricas aplicando o modelo no asteroide Holiday.

Recently, we have seen a series of space missions headed to the Moon and asteroids, either for exploratory or scientific purposes, with possibilities of significant profitability in a sustainable way. In this scenario, the Garatéa-L Mission (from Tupi-Guarani, meaning "Search for Life"), a genuinely Brazilian mission, stands out. Its main objective is to put a probe into orbit around the Moon in the near future, with astrobiology and the study of the lunar south pole basin (Aitken Basin) as its central research themes. In this context, the first part of this work aims to study the orbits that meet the mission’s requirements, obeying the necessary parameters of 300 km of perilune and 3000 km of apolune using the gravitational coefficients of the Moon J2, J3, and C22. We obtain as a result the possible orbits for the mission, analyzing the satellite’s lifespan in the region of interest, the evolution of orbital elements, and the time each particle spends in the position of the experiments, especially with reference to the lunar south pole, where there is interest in images of specific regions and more distant positions, with interest in the influence of space weather on bacterial colonies. As part of the orbit studies, this work discusses periodic symmetric orbits and their importance for space missions, especially for studies of the dynamics of asteroids and comets. The proposal of our study was to develop an alternative model for qualitative studies of dynamic properties in dumbbell-shaped asteroids, called the triple-segment model, composed of two bodies at each end and one body on the rod, using the TIDES software package. We obtain as a result the periodic symmetric orbits in this model, first neglecting the mass of the rod, with the evolution of mass parameters, and then including the mass of the rod. Subsequently, we analyzed the production of symmetric periodic orbits by applying the model to the asteroid Holiday.
Orbit analysis: garatéa mission and periodic orbits
Keywords: Órbitas ao redor da Lua; Órbitas periódicas simétricas; Tripolo-segmento; Orbits around the moon; Symmetrical periodic orbits; Tripole-segment; Órbitas; Asteróides - órbitas; Astronomia