Dissertação

Preliminary Trajectory Design of a Mission to Enceladus EVALUATED

As agências espaciais despertaram recentemente para a importância da exploração de mundos oceânicos. Alguns destes corpos celestes, como Enceladus e Europa, orbitam dentro dos sistemas lunares de planetas gigantes, como Jupiter e Saturno. A vontade de investigar estas luas em detalhe motivou a concepção de uma nova classe de trajectórias --- complexos "moon tours'' que têm como objectivo uma redução drástica do custo de inserção orbital naquelas luas. Este trabalho ataca o desafio específico de desenvolver uma trajectória preliminar que possibilite o envio de uma sonda, com a maior massa possível, para órbita de Enceladus. Para começar, a estrutura da missão é definida. De seguida, o cálculo da trajectória começa com a optimização de diversas sequências interplanetárias, obtidas através de um processo baseado em diagramas de Tisserand. Para permitir isto, um processo de optimização global que envolve cooperação entre algoritmos estocásticos é delineado e implementado. Para obter soluções para o "moon tour'', uma técnica moderna denomeada V-Infinity Leveraging é estudada e usada, demonstrando ser essencial neste tipo de missões. Finalmente, num passo além da literatura actual, o efeito da inclusão de transferências inter-lua na solução do "moon tour'' é discutido e considerado não negligenciável. O resultado deste trabalho é um exemplo de uma trajectória preliminar que permite a colocação de um satélite com, no máximo, duas toneladas, em órbita de Enceladus num prazo de 13.9 anos.
Enceladus, Circuito inter-luas, Alavancamento de V-Infinito, optimização de trajectórias, mundos oceânicos, diagramas de Tisserand

Dezembro 12, 2016, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Tiago Hormigo

ORIENTADOR

Paulo Jorge Soares Gil

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar