Dissertação

Multi-revolution Transfers in Orbital Mechanics EVALUATED

"Será possível melhorar trajectórias interplanetárias com a inclusão de multi-revoluções quando comparado com aquelas em que apenas revoluções parciais são usadas?" Este é o mote para o desenvolvimento desta tese. Assim sendo, é feita uma comparação entre aquelas trajectórias que por norma são utilizadas e as que incluem multi-revoluções onde a sonda completa pelo menos uma revolução à volta do Sol antes de interagir com um planeta. Uma possível redução no delta-V necessário levará a melhorias nos rácios entre a massa da payload e a massa total da sonda, podendo melhorar futuras missões espaciais. Métodos de optimização são usados para minimizar o delta-V necessário para uma transferência interplanetária envolvendo múltiplos swing-bys, incluindo apenas manobras impulsivas quando a sonda interage com os planetas. O código desenvolvido para este fim usa as bibliotecas PyGMO e PyKEP como base de desenvolvimento. Três casos são estudados, começando por uma transferência directa para Marte. Depois, uma missão para Mercúrio é estudada usando não só transferências directas como também incluindo um swing-by em Vénus. A última missão tem como destino Júpiter, sendo primeiro estudadas trajectórias sem multi-revoluções com diferentes sequências planetárias a fim de obter a melhor delas, sobre a qual multi-revoluções são incorporadas. Todos estes casos estudados levaram a melhorias do delta-V necessário com o uso das multi-revoluções, especialmente a missão para Júpiter onde melhorias também foram encontradas ao nível da duração da viagem e da data de partida da Terra. Deste modo, a resposta à pergunta apresentada inicialmente é afirmativa.
transferências interplanetárias, multi-revoluções, optimização, swing-by, delta-V

Junho 20, 2016, 15:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Ron Noomen

TU Delft

ORIENTADOR

Paulo Jorge Soares Gil

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar