Dissertação

Low-thrust orbit transfers between two-body Keplerian orbits EVALUATED

Em órbita, os satélites descrevem órbitas Keplerianas em torno de um corpo primário. Contudo, por vezes, pode ser necessário alterar as suas trajetórias e, portanto, transferi-los para outras órbitas. Uma mudança de trajetória implica uma mudança na velocidade do veículo espacial, controlada acionando os pequenos propulsores que este possui. Nesta tese de mestrado, para controlar a direção dos gases de escape dos propulsores, considerámos manobras não-impulsivas e, em particular, transferências low-thrust. Estas transferências implicam uma taxa constante e bastante longa de combustão dos gases de escape e podem ser iniciadas em qualquer instante de tempo independentemente da posição do satélite. Estes dois aspetos representam melhorias significativas relativamente às transferências de Hohmann, que são realizadas essencialmente no apoapsis e periapsis da órbita inicial. Foi desenvolvido um novo algoritmo para transferências entre duas órbitas Keplerianas no mesmo plano. Para isso, controlámos as constantes de movimento do problema de Kepler: os vetores momento angular e Laplace-Runge-Lenz e a energia efetiva do satélite, usando um controlo do tipo bang-bang. As órbitas inicial e final são Keplerianas e completamente definidas pelos valores destas constantes. As transferências foram simuladas para órbitas elípticas, circulares e hiperbólicas com momento angular constante e energia efetiva variável, com energia efetiva constante e momento angular variável e com ambas estas grandezas variáveis. Para além disso, estudámos o caso particular de transferências entre duas órbitas circulares e usámos o vetor de Laplace-Runge-Lenz para rodar a orientação das linhas dos apsides.
Transferência de Órbitas, Órbitas Keplerianas, Teoria de Controlo, Controlo Bang-bang, Sistemas Dinâmicos

Dezembro 21, 2020, 11:0

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Orientação

ORIENTADOR

Rui Manuel Agostinho Dilão

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar